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哺乳類においても、神経回路が形成される過程でさまざまなガイドポスト細胞が働くことが知られている。以下に代表的な例を紹介する。 | 哺乳類においても、神経回路が形成される過程でさまざまなガイドポスト細胞が働くことが知られている。以下に代表的な例を紹介する。 | ||
=== | === 視床皮質軸索のガイドポスト細胞（corridor cells） === | ||
[[image:ガイドポスト細胞_fig_3.png|350px|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'''<br>上が背側、左が側方。外側基底核原基とcorridor cellsなどの外側基底核原基に由来する組織をピンク色で、内側基底核原基と内側基底核原基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。<br>（A）正常な発生；胎生12日目胚では、外側基底核原基に由来するcorridor cellsが内側基底核原基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の配列に沿って内側基底核原基を通過し、大脳皮質へと伸長する。<br>（B）Mash-1を欠失したマウス胚；corridor cellsの配列が内側基底核原基に形成されず、視床の軸索は内側基底核原基を通過することが出来ない<ref name=ref4 />。]] | [[image:ガイドポスト細胞_fig_3.png|350px|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'''<br>上が背側、左が側方。外側基底核原基とcorridor cellsなどの外側基底核原基に由来する組織をピンク色で、内側基底核原基と内側基底核原基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。<br>（A）正常な発生；胎生12日目胚では、外側基底核原基に由来するcorridor cellsが内側基底核原基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の配列に沿って内側基底核原基を通過し、大脳皮質へと伸長する。<br>（B）Mash-1を欠失したマウス胚；corridor cellsの配列が内側基底核原基に形成されず、視床の軸索は内側基底核原基を通過することが出来ない<ref name=ref4 />。]] | ||
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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/ErbB4シグナルが関与している可能性が高い<ref name=ref4 />。 | 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/ErbB4シグナルが関与している可能性が高い<ref name=ref4 />。 | ||
=== | === 嗅球軸索のガイドポスト細胞（lot cells） === | ||
[[image:ガイドポスト細胞_fig_4.png|350px|thumb|right|'''図3．マウス胚の終脳を側面から見た模式図。左が脳の先端'''<br>lot細胞をピンク色で、嗅球の投射神経細胞とその軸索を緑色で示した。<br>（A）正常な発生；胎生12日目胚では、lot細胞が終脳の表層に弧を描くように帯状に分布する。胎生14日目胚になると、lot細胞の配列の上を嗅球の神経軸索が伸長する。<br>（B）lot細胞を除去した場合；破線で囲った領域のlot細胞を薬剤で除去しておくと、嗅球の神経軸索はlot細胞が失われた領域に侵入しなくなる<ref name=ref1 />。]] | [[image:ガイドポスト細胞_fig_4.png|350px|thumb|right|'''図3．マウス胚の終脳を側面から見た模式図。左が脳の先端'''<br>lot細胞をピンク色で、嗅球の投射神経細胞とその軸索を緑色で示した。<br>（A）正常な発生；胎生12日目胚では、lot細胞が終脳の表層に弧を描くように帯状に分布する。胎生14日目胚になると、lot細胞の配列の上を嗅球の神経軸索が伸長する。<br>（B）lot細胞を除去した場合；破線で囲った領域のlot細胞を薬剤で除去しておくと、嗅球の神経軸索はlot細胞が失われた領域に侵入しなくなる<ref name=ref1 />。]] | ||
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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 />。軸索ガイダンスシグナルとして有名な[[ネトリン-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 />。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細胞が外側嗅索を形成する嗅球軸索のガイドポスト細胞であり、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。 | 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 />。軸索ガイダンスシグナルとして有名な[[ネトリン-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 />。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細胞が外側嗅索を形成する嗅球軸索のガイドポスト細胞であり、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。 | ||
=== | 嗅球軸索の投射をガイドした後のlot細胞は、抗mGluR1抗体に対する抗原性を失うために、その後の細胞運命が長らく不明であったが、近年の解析によって、大脳皮質表層へと散らばってCajal-Retius細胞となることが明らかとなった<ref name=ref24><pubmed> 27693257 </pubmed></ref>。 | ||
=== 脳梁のガイドポスト細胞（glial sling） === | |||
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軸索の束（[[脳梁]]：corpus callosum）を形成しながら通過する。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左右に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。その後、交連性神経細胞の軸索はglial slingに沿って脳の正中部を通過し、反対側の大脳皮質へと投射する<ref><pubmed> 12756176 </pubmed></ref>。glial slingの構造は生後しばらくすると消失する。 | 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軸索の束（[[脳梁]]：corpus callosum）を形成しながら通過する。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左右に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。その後、交連性神経細胞の軸索はglial slingに沿って脳の正中部を通過し、反対側の大脳皮質へと投射する<ref><pubmed> 12756176 </pubmed></ref>。glial slingの構造は生後しばらくすると消失する。 | ||
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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終脳背側正中領域ではなく[[中隔野]]（septum）へと異所的に移動してしまうためにglial slingが形成されず、脳梁も形成されない<ref><pubmed> 12514217 </pubmed></ref>。この結果は、glial slingを形成する神経細胞が脳梁を形成する交連性神経細胞のガイドポスト細胞である可能性を強く示唆している。 | 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終脳背側正中領域ではなく[[中隔野]]（septum）へと異所的に移動してしまうためにglial slingが形成されず、脳梁も形成されない<ref><pubmed> 12514217 </pubmed></ref>。この結果は、glial slingを形成する神経細胞が脳梁を形成する交連性神経細胞のガイドポスト細胞である可能性を強く示唆している。 | ||
=== | === 視交叉のガイドポスト細胞（CD44陽性細胞、放射状グリア細胞） === | ||
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]]（chiasma）を形成する。マウス胚を用いた研究から、視交叉の形成に2種類の細胞がガイドポスト細胞として関与する可能性が報告されている。 | 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]]（chiasma）を形成する。マウス胚を用いた研究から、視交叉の形成に2種類の細胞がガイドポスト細胞として関与する可能性が報告されている。 | ||