「基底膜」の版間の差分

英：basement membrane, basal lamina  

　[[wikipedia:ja:透過電子顕微鏡|透過電子顕微鏡]]により観察される基底膜は3層構造からなり、[[wikipedia:ja:上皮細胞|上皮細胞]]や[[wikipedia:ja:実質細胞|実質細胞]]に近い部分から、比較的電子密度の低い[[wikipedia:ja:透明板|透明板]](lamina lucida)、電子密度が高い[[wikipedia:ja:緻密板|緻密板]](lamina densa)、その外側の[[wikipedia:ja:線維細網板|線維細網板]](lamina fibroreticlularis)に区分される。このうち緻密板は様々な基底膜成分が共局在する部位で、通常20〜50 nm厚である。中枢神経組織や内皮の基底膜では最外層の線維細網板は認められないことが多い<ref name="ref1"><pubmed> 19396173 </pubmed></ref>。光学顕微鏡で基底膜を観察するには鍍銀等の特殊な組織染色か、基底膜成分に対する[[免疫組織化学]]によるのが一般的である。  

　基底膜の主成分は、IV型[[コラーゲン]] (Type IV collagen)、[[ラミニン]] (laminin) 、[[ニドゲン]] (nidogen)、[[ヘパラン硫酸プロテオグリカン]] (HSPG) である<ref name="ref2"><pubmed> 2653817 </pubmed></ref>。これら分子間の相互作用の解析にもとづき、基底膜ではIV型コラーゲンがその骨格をなす網目構造を形成し、これにニドゲンを介したラミニンやヘパラン硫酸プロテオグリカンが組み込まれるというモデルが提唱されている<ref><pubmed> 17395644 </pubmed></ref>。  

　[[神経管]]（neural tube）は、[[wikipedia:ja:胚盤|胚盤]]背側の[[wikipedia:ja:外胚葉|外胚葉]]が溝状に陥没すると同時に溝の両側が伸び出し左右が接触・融合することによって形成される。この過程を通じて外胚葉の直下や神経管の周囲には連続した基底膜が観察される<ref><pubmed> 3332260 </pubmed></ref>。  

　[[脈絡叢]](choroid plexus)は血管に富む構造で[[脳脊髄液]] (CSF: blood-cerebrospinal fluid) を産生する。脈絡叢は脳室内に突出しており、波うった[[脈絡叢上皮]] (choroid plexus epithelium)とその直下を走る毛細血管網からなる。脈絡叢上皮、血管内皮ともに固有の基底膜をもち、両者が密接した部分では2重の基底膜が両者を隔てる。脈絡叢上皮以外の上衣は固有の基底膜を持たない。  

　組織を問わず全ての基底膜に共通して存在する基底膜の主成分に、IV型コラーゲン (Type IV collagen)、ラミニン (laminin) とニドゲン (nidogen)、ヘパラン硫酸プロテオグリカン (HSPG) がある<ref name="ref2" />。これらには以下に述べるようなアイソフォームが存在し、その組み合わせにより組織や細胞に特異的な基底膜を形成する。各アイソフォームの分布は、論文以外にも[http://www.matrixome.com/bm/Home/home/home.asp THE MATRIOME PROJECT]に詳しく記載されている<ref name="ref7"><pubmed> 18757743 </pubmed></ref>。  

　IV型コラーゲン(Type IV collagen)は非線維性であり、基底膜の骨格をなす網目状構造の形成に関与している。他のコラーゲンと同様に、α鎖と呼ばれるポリペプチド鎖が3本集まり、3重らせん構造を形成している。IV型コラーゲンには6種類のα鎖が存在し、各アイソフォームはその組み合わせに応じて[α1(IV)]₂α2(IV)のように表記される。脳実質基底膜 (parenchymal basement membrane)には、[α1(IV)]₂α2(IV)と[α5(IV)]₂α6(IV) の2種類が共発現しているが、血管内皮基底膜 (endothelial basement membrane)では[α1(IV)]₂α2(IV)のみが発現する<ref name="ref8"><pubmed> 12164337 </pubmed></ref>。脈絡叢の基底膜では、毛細血管基底膜には[α1(IV)]₂α2(IV)が、脈絡叢上皮基底膜にはα3(IV)α4(IV)α5(IV)で構成されたIV型コラーゲンが存在している<ref name="ref8" />。フラクトンにはIV型コラーゲンが含まれているが、各α鎖の分布などは明らかになっていない<ref name="ref9"><pubmed> 17569787 </pubmed></ref>。  

　ラミニン(laminin)は、α、β、γの3つの鎖からなる十字架構造をした[[wikipedia:ja:糖タンパク質|糖タンパク質]]である<ref><pubmed> 19693542 </pubmed></ref>。α鎖が5種類、β鎖が3種類、γ鎖が3種類存在し、それらの組み合わせによって、例えばα1、β1、γ1ならばラミニン-111、α5、β2、γ1ならばラミニン-521のように命名されている。現在までに19種類の組み合わせが報告されている。α、β、γの鎖のなかで、α鎖が細胞の接着に関わる主要な鎖としてラミニンの機能に大きく関わっている。血管内皮基底膜には、ラミニン-411と-511が存在している。また、脳実質基底膜 (parenchymal basement membrane)には、ラミニン-111とラミニン-211が共発現する。血管が脳実質内に侵入し、2つの基底膜が融合した部分では、ラミニン-211、-411、-511が共発現する<ref name="ref5" />。脈絡叢上皮基底膜にはラミニン-511が存在している。一方、脈絡叢の毛細血管基底膜はラミニン-411である<ref name="ref7" />。血管内皮基底膜を除く各基底膜では、同時にβ2およびγ3鎖の発現も見られることから、ラミニン-421/-423/-521/-523が同時に含まれることが予想される<ref name="ref7" /> 。フラクトンには、β1とγ1鎖が存在しているが、これらと会合するα鎖は明らかになっていない<ref name="ref9" />。  

　ニドゲン(nidogen)はエンタクチン(entactin)とも呼ばれ、2種類のアイソフォーム(nidogen-1 and -2)が知られている。どちらもラミニンγ1鎖に結合し、ラミニンをIV型コラーゲンに結びつけることで基底膜の形成と維持に関与している<ref name="ref11"><pubmed> 18219668 </pubmed></ref>。どちらも中枢神経組織内におけるほとんどの基底膜に共発現している<ref name="ref7" /> <ref name="ref11" /> <ref name="ref12"><pubmed> 12122064 </pubmed></ref>。フラクトンには、ニドゲン-1は存在しているが、ニドゲン-2については明らかになっていない<ref name="ref9" />。  

　IV型コラーゲンは、基底膜の安定化に重要な働きをしている<ref><pubmed> 14998921 </pubmed></ref>。実際、IV型コラーゲンα1鎖の変異により血管基底膜が障害され、これにより[[脳内出血]](brain hemorrhage)や[[孔脳症]](porencephaly)が引き起こされることが[[wikipedia:ja:ヒト|ヒト]]および[[wikipedia:ja:マウス|マウス]]で明らかになっている<ref><pubmed> 15905400 </pubmed></ref> <ref><pubmed> 17379824 </pubmed></ref>。また、脈絡叢上皮基底膜に発現するIV型コラーゲンアイソフォームα3(IV)α4(IV)α5(IV)は、[[wikipedia:ja:腎糸球体|腎糸球体]]（[[wikipedia:ja:血液—尿関門|血液—尿関門]]を構成）、[[wikipedia:ja:肺胞|肺胞]]（[[wikipedia:ja:血液—空気関門|血液—空気関門]]を構成）の基底膜でも特徴的に発現しており<ref><pubmed> 7657706 </pubmed></ref> <ref><pubmed> 11523049 </pubmed></ref>、このアイソフォームの機能と脈絡叢の血液—脳脊髄液関門の関連が示唆される。  

　中枢神経実質には、血液中からの[[wikipedia:ja:免疫細胞|免疫細胞]]の侵入が制限されている。しかし、[[脳脊髄炎]]ではこれらの機能が破綻し、[[wikipedia:ja:リンパ球|リンパ球]]の侵入が見られるようになる。血管内皮基底膜にはラミニンα4鎖とα5鎖が含まれ、リンパ球の侵入はラミニンα5鎖を欠く領域で起こることが報告されている<ref name="ref1" />。これを裏付けるように、ラミニンα4鎖欠失マウスでは、ラミニンα5鎖が補償的に発現上昇するため、炎症に際してのリンパ球の侵入が見られなくなる<ref name="ref1" />。  

　基底膜は組織に高度に組み込まれた構造であるため生化学的な調製が難しく、その研究はなかなか進展しなかった。70年代後半になり、マウス[[wikipedia:ja:肉腫|肉腫]] (Engelbreth-Holm-Swarm sarcoma) が種々の基底膜成分を含むゲル（マトリゲルmatrigel） を産生することがわかり、これによって個々の分子について研究が進展した<ref><pubmed> 15975825 </pubmed></ref>。また、マトリゲルやそれから精製されたラミニン111をもちいることにより[[初代培養]]を含む様々の神経系細胞のin vitro研究が格段に進んだ。近年、ヒト [[ES 細胞]]をマトリゲル上で培養し、[[ROCK]] 阻害剤 [[Y-27632]] で処理することにより、中枢神経系細胞である[[ドーパミン]]作動性ニューロンへ高い効率で誘導することが可能であることが示されている<ref><pubmed> 17529971 </pubmed></ref>。  

<references />