「ガイドポスト細胞」の版間の差分

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<ref name=ref6><pubmed> 17752851 </pubmed></ref>。

[[image:ガイドポスト細胞_fig_1.png|400px|thumb|right|'''図1　バッタ胚の付属肢の模式図。左が付属肢の先端。ガイドポスト細胞をピンク色で、Ti1神経細胞とその軸索を緑色で示した。バッタ胚は、孵化を100%として％で発生ステージが表記される。（A）正常な発生；31%ステージ胚では、Ti1が軸索を伸ばしはじめる。ガイドポスト細胞のFe1、Tr1、Cx1は付属肢の特定の場所に飛び石状に分布する。35%ステージ胚になると、Ti1の軸索はガイドポスト細胞を経由して中枢神経系へ投射する。（B）Cx1細胞を除去した場合；放射線の照射でCx1細胞を除去しておくと、Ti1の神経軸索は正常な経路を伸長することが出来ず、枝分かれしたり迷走したりしてしまう<ref name=ref5 />。''']]

ガイドポスト細胞としての特性を持った細胞は、トノサマバッタの付属肢を用いた研究で最初に報告された（図１）<ref name=ref6 />。発生中のバッタ胚の付属肢では、先端にTi1と呼ばれる感覚神経細胞が生じる。このTi1神経細胞は組織の中に最初に神経軸索を伸ばす[[パイオニアニューロン]]で、大きな屈曲を含む特定の経路を経由して中枢へと軸索を投射する<ref><pubmed> 1264194 </pubmed></ref>。この特徴的な軸索経路には、Ti1の軸索が伸長する前に、いくつかの抗体で選択的に識別される特殊な細胞が飛び石状に分布する。これらの細胞はそれぞれFe1、Tr1、Cx1と名付けられている。Ti1の軸索は点在するこれらの細胞と接触しつつ伸長し、最終的に正中領域の中枢神経系へと投射する。放射線を照射してCx1細胞を取り除いておくと、Ti1の軸索は正常な経路を伸長できずに付属肢の中を迷走してしまうことから、Cx1細胞はTi1の正常な軸索投射に必要であることが示された<ref name=ref5><pubmed> 6866090 </pubmed></ref>。これらの細胞は、まるで軸索が伸長するための道しるべ（ガイドポスト）のように働くことから、ガイドポスト細胞という表現が用いられるようになった<ref name=ref6 />。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

[[image:ガイドポスト細胞_fig_3.png|400px|thumb|right|'''図2　マウス胚の大脳皮質、基底核原基、視床を含んだ脳断面の模式図。上が背側、左が側方。LGEとcorridor cellsなどのLGEに由来する組織をピンク色で、MGEとMGEに由来する組織を水色で、大脳皮質へ投射する視床の神経細胞とその軸索を緑色で示した。（A）正常な発生；胎生12日目胚では、LGEに由来するcorridor cellsがMGEの特定の領域へ侵入して帯状に配列する。胎生15日目胚になると、視床の神経軸索がcorridor cellsの配列に沿ってMGEを通過し、大脳皮質へと伸長する。（B）Mash-1を欠失したマウス胚；corridor cellsの配列がMGEに形成されず、視床の軸索はMGEを通過することが出来ない<ref name=ref4 />。''']]

corridor cellsは、大脳皮質へ投射する背側視床（dorsal thalamus）の神経軸索が、途中の内側基底核原基（MGE: medial ganglionic eminence）を通過するための足場として機能するガイドポスト細胞である（図２）。MGEの中に視床の軸索が通過するための回廊（corridor）のように配列することから名付けられた。corridor cellsは外側基底核原基（LGE: lateral ganglionic eminence）に由来するGABA作動性の神経細胞である<ref name=ref4><pubmed> 16615895 </pubmed></ref>。

転写因子のMash1を欠失したマウス胚では、corridor cellsが消失し、視床の軸索はMGEを正常に通り抜けることができない。Mash1を欠失したマウス胚の脳組織片に正常なマウス胚のLGEを移植して培養すると、corridor cellsの配列が回復するとともに、視床の軸索がMGEを通り抜けるようになる。この結果は、corridor cellsの配列が視床軸索のMGEの通過に必要かつ十分な要素であることを示している<ref name=ref4 />。また、corridor cellsは膜分子の[[ニューレグリン]]−１を発現し、視床の軸索はニューレグリン−１の受容体膜分子であるErbB4を発現する。ニューレグリン−１やErbB4を欠失したマウス胚では、corridor cellsの配列に大きな異常が認められないにもかかわらず、背側視床から皮質への軸索投射に大きな異常が生じることから、corridor cellsによる視床軸索のガイドにはニューレグリン−１とErbB4によるシグナルが関与している可能性が高い<ref name=ref4 />。

lot cells（lot細胞）は胚発生期の終脳表層に帯状に配列し、嗅球の投射神経細胞の軸索伸長をガイドするガイドポスト細胞である<ref><pubmed> 12486929 </pubmed></ref>（図３）。lot細胞はmGluR1を認識するモノクローナル抗体による染色パターンを手掛かりとして、マウス初期胚の終脳で見つかった<ref name=ref1><pubmed> 9742149 </pubmed></ref><ref><pubmed> 22539416 </pubmed></ref>。lot細胞は終脳の背側領域で早い時期に誕生し終脳表層を腹側接線方向へ移動する<ref><pubmed> 10908621 </pubmed></ref><ref name=ref2><pubmed> 16439477 </pubmed></ref><ref><pubmed> 18434520 </pubmed></ref>。このような発生様式に加えて、lot細胞は[[カハールレチウス細胞]]に特有なp73を発現することなどから、近年ではlot細胞をカハールレチウス細胞のサブグループに分類する考えもある<ref name=ref3><pubmed> 24403153 </pubmed></ref>。

嗅球の投射神経細胞は終脳表層の特定の領域に弧を描くように軸索を伸ばして軸索の束（外側嗅索：lateral olfactory tract）を作る。この軸索束が形成される領域には、軸索よりも先にlot細胞が帯状に配列する。lot細胞の配列と嗅球の軸索伸長は、マウス胚から終脳だけを取り出して培養しても再現することが出来る<ref><pubmed> 8821172 </pubmed></ref><ref name=ref1 />。薬剤を用いてlot細胞を部分的に除去した終脳を培養すると、嗅球の軸索はlot細胞が失われた領域に侵入しなくなる<ref name=ref1 />。また、軸索ガイダンスシグナルとして有名なNetrin-1/DCCシグナルを欠失したマウス胚ではlot細胞の配列が部分的に失われるが、このlot細胞を欠く領域には嗅球の軸索が侵入しない<ref name=ref2 />。さらに、転写因子のLhx2を欠失したマウス胚では、lot細胞の分布パターンと嗅球から終脳への軸索投射が大きく乱れる。正常なマウス胚の嗅球とLhx2を欠失したマウス胚の終脳を組み合わせて培養しても嗅球から終脳への軸索伸長は異常なままだが、Lhx2を欠失したマウス胚の嗅球と正常なマウス胚の終脳を組み合わせて培養すると、嗅球の軸索はlot細胞が配列した終脳の正しい場所を伸長する<ref><pubmed> 17329426 </pubmed></ref>。転写因子のNeurog1とNeurog2を両方欠失したマウス胚では、lot細胞の数が著しく減少するとともに、嗅球から終脳への軸索投射も失われる<ref name=ref3 />。これらの結果は、lot細胞の配列が嗅球から終脳への正常な軸索投射に必要であることを示している。

大脳皮質の左右をつなぐ交連性神経細胞の軸索は、終脳背側正中部の特定の領域を通過して軸索の束（[[脳梁]]：corpus callosum）を形成する。脳梁ができる領域には、交連性神経細胞の軸索が通過するよりも前に、近隣の大脳皮質の脳室下帯（subventricular zone）で生じた神経細胞が正中部を貫くように帯状に配列してglial slingと呼ばれる構造を形成する。交連性神経細胞の軸索はglial slingに沿って脳の正中を通過し、反対側の大脳皮質へと投射する<ref><pubmed> 12756176 </pubmed></ref>。転写因子のNfiaを欠失したマウス胚ではglial slingを形成するはずの神経細胞が正中領域ではなく、中隔野（septum）へと異所的に移動してしまうためにslingが形成されず、脳梁も形成されない<ref><pubmed> 12514217 </pubmed></ref>。生後しばらくするとglial slingの構造は消失する。

マウスにおいて、２種類の細胞が視交叉（chiasma）の形成をサポートすることが報告されている。左右の網膜から伸び出した視神経軸索は、間脳の腹側表層の特定の領域で交差して視交叉を形成する。視交叉が形成される領域には、視神経軸索が伸びてくる前に、膜分子のCD44を発現する神経細胞が逆V字を描くように配列する。CD44陽性細胞を欠失させたマウス胚では、視神経軸索は視交叉で交差する前に停止してしまい、反対側の脳へと伸長することができなくなることから、CD44陽性細胞は視神経軸索の視交叉での交差をサポートするガイドポスト細胞だと考えられる<ref><pubmed> 7514428 </pubmed></ref><ref><pubmed> 7541558 </pubmed></ref>。CD44陽性細胞に加えて、視交叉での視神経軸索のガイダンスには特殊なradial glia細胞が関与することも報告されている。マウスの視神経軸索の一部は視交叉で交差せずに同側の脳へと投射するが、視交叉周辺のradial glia 細胞はこれら同側への視神経軸索投射をサポートする。これらのradial glia 細胞は視交叉の形成時期に一過的にEphrin-B2を発現し、同側の脳へと投射する視神経軸索はEphrin-B2の受容体であるEPHB1を発現する。Eprin-B2/EPHB1シグナルを受けた視神経軸索は視交叉の手前で反転し、同側の脳へと投射する。<ref><pubmed> 7751940 </pubmed></ref><ref><pubmed> 12971893 </pubmed></ref>。

大脳皮質が形成される過程で[[皮質板]]（cortical plate）の深層側に位置する[[サブプレート]] （subplate）には、発生の早い時期に誕生する神経細胞が一過的に分布する。これらサブプレートの神経細胞は視床から伸長してきた神経軸索に対して、皮質板への投射を一時的に待機（waiting period）させるように働く。