ガイドポスト細胞

ガイドポスト細胞

英：guidepost cells 同義語：道しるべ細胞、道標細胞、guidepost neurons

ガイドポスト細胞とは、神経細胞の軸索伸長や移動の手助けとなる構造を提供する細胞のこと。さまざまなタイプの細胞がガイドポスト細胞として働くが、なかでも未成熟な神経細胞やグリア細胞が多い。

ガイドポスト細胞とは、神経細胞の軸索伸長や細胞移動をサポートする働きを持った細胞の総称である。典型的なガイドポスト細胞の場合、対象となる神経細胞の軸索伸長経路や移動経路上に前もって分布して、後からやってきた神経細胞や神経軸索の移動をうながす。未成熟な神経細胞やグリア細胞を含むさまざまなタイプの細胞がガイドポスト細胞として機能する。ガイドポスト細胞の機能がどのような分子メカニズムによるものかについては不明の場合が多いが、作用を及ぼす神経細胞との間に一過的な物理的接触をともなうことが示された例もある。ガイドポスト細胞の多くは、神経回路の成熟にともなって消失したり、異なるタイプの細胞へと分化してしまうなど、その役割は神経回路形成時に限られる。

ガイドポスト細胞の定義

明確な定義はないが、以下のような特性を示す細胞をガイドポスト細胞と表現することが多い。

1. サポートする神経細胞の軸索投射経路や移動経路上に前もって分布する。
2. その細胞がサポートする神経細胞と接触することで、神経細胞の移動や軸索投射に何らかの作用が及ぼされる。実際に物理的な接触が確認されている場合もあるが（Bently and Keshishian, 1982）、両者が隣接するといった程度しか確認されていない場合もある。
3. その細胞が欠失したり、細胞の何らかの機能が阻害されると、サポートしていた神経細胞の正常な軸索投射や細胞移動が損なわれる。
4. その細胞は、サポートする神経細胞の最終的な軸索投射ターゲットではない。

神経回路が作られる過程では、さまざまな細胞が「ガイドポスト細胞的」な役割を担っている。例えば、発生期の神経管の腹側正中部に形成されるシグナルセンターとして有名なフロアプレートは、脊髄交連性ニューロンに対するガイドポスト細胞と考えることも可能である。しかし、フロアプレートの細胞はintermediate targetsと表現されることはあっても、ガイドポスト細胞と表現されることはほとんどない。それゆえ、ガイドポスト細胞という表現を用いる時には、その細胞の特性だけでなく、慣習的な使用例にも注意が必要である。 Chaoの一過性の相互作用総説

ガイドポスト細胞の発見

ガイドポスト細胞の特性が最初に報告されたのは、トノサマバッタの付属肢における軸索投射の研究である（図１）。バッタの付属肢が発生する際に、付属肢の先端にTi1と呼ばれる感覚神経細胞が生じる。このTi1神経細胞は付属肢の中で最初に軸索を伸ばすパイオニアニューロンで（Bate 1976）、その軸索は直角な方向転換を含む特定の伸長経路を経由して中枢へと投射する。この特徴的な軸索投射経路には、前もっていくつかの細胞が飛び石状に分布する。これらの細胞のうちCx1と呼ばれる細胞にTi1の軸索が接触すると、Ti1の軸索の伸長方向がCx1に向けて変化する。放射線を照射してCx1細胞を取り除くとTi1の軸索が正常な経路を伸長することができずに迷走してしまうことから、Cx1細胞はTi1神経細胞の正常な軸索伸長に必要な細胞であることが明らかとなった（XXXXXXXXXXX　総説も）。電子顕微鏡や色素を用いた解析から、両者が一過的に接触することも確認されている。その後、Ti1の軸索はCx1を通り過ぎて中枢へと投射する。Cx1細胞はTi1の軸索の「道しるべ」のように働くようすから、ガイドポスト細胞と表現されるようになった。

哺乳類におけるガイドポスト細胞

哺乳類の神経発生においても、さまざまなガイドポスト細胞が働くことが知られており、以下に代表的な例を紹介する。

glial sling

glial slingは脳梁を構成する皮質交連性線維の軸索伸長をサポートする（図２）

corridor cells

corridor cells視床から新皮質への軸索投射をサポートする（図３）回廊を意味するcorridorの名前が付けられた。

lot cells（lot細胞）

マウスの脳で見つかった。lot cellsは嗅球から嗅皮質への軸索投射をサポートする（図４） lot-1抗体(mGluR1)陽性の細胞。 嗅球軸索束を囲むように分布する lot細胞が、神経回路が成熟するにともなってどのような運命を辿るのかは明らかとなっていない。少なくともlot-1抗体に陽性な細胞群は成体マウス脳のLOT周辺から消失する。 抗原の同定mGluR1 佐藤君のlot細胞論文 lot細胞日本語の総説 netrin1の論文 伊藤君のSema3F論文 富岡さんの論文 SahaのLhx2の論文

哺乳類の脳においては、特に以下の３種類のガイドポスト細胞について研究が進んでいる。

1. 脳梁を構成する皮質交連性線維の軸索伸長をサポートする”glial sling”
2. 視床から新皮質への軸索投射をサポートする”corridor cells”
3. 嗅球から嗅皮質への軸索投射をサポートする”lot cells”