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英語名：telencephalon 仏：le | <div align="right"> | ||
<font size="+1">[http://researchmap.jp/kkuroda 黒田 一樹]</font><br> | |||
''福井大学 医学部''<br> | |||
<font size="+1">[http://researchmap.jp/read0185568 佐藤 真]</font><br> | |||
''大阪大学大学院医学系研究科・連合小児発達学研究科''<br> | |||
DOI：<selfdoi /> 原稿受付日：2013年3月27日 原稿完成日：2013年5月7日<br> | |||
担当編集委員：[http://researchmap.jp/noriko1128 大隅 典子]（東北大学 大学院医学系研究科 附属創生応用医学研究センター 脳神経科学コアセンター 発生発達神経科学分野）<br> | |||
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英語名：telencephalon 仏：le télencéphale 独：Telenzephalon | |||
{{box|text= | |||
終脳は[[神経管]]の最も吻側に形成される脳である。発生途中の胚の背側において、[[脊索]]からの誘導を受けて[[wikipedia:ja:外胚葉|外胚葉]]から[[神経板]]が形成され、つづいて神経板の正中に生じる[[神経溝]]に沿って神経板は内側に陥入し、神経板の左右が癒着して神経管が形成される。初期の脳の形成では、神経管の前方において3箇所が膨らみ、[[前脳胞]]、[[中脳胞]]、[[菱脳胞]]の3つの脳胞とそれに続く神経管から構成される（[[3脳胞期]]）その後、前脳胞は[[終脳胞]]と[[間脳胞]]に、菱脳胞は[[後脳胞]]と[[髄脳胞]]に分かれ、尾方の神経管は[[脊髄]]となる([[5脳胞期]])。最も吻側の終脳胞は前脳胞が左右に膨らみ、ヒトでは更に背側から後方に膨らみ、最終的に弧状に回転して腹側から前方に伸展する。この終脳胞は最終的に大脳を形成することから、終脳は[[大脳]]と同等の意味を持つ。 | 終脳は[[神経管]]の最も吻側に形成される脳である。発生途中の胚の背側において、[[脊索]]からの誘導を受けて[[wikipedia:ja:外胚葉|外胚葉]]から[[神経板]]が形成され、つづいて神経板の正中に生じる[[神経溝]]に沿って神経板は内側に陥入し、神経板の左右が癒着して神経管が形成される。初期の脳の形成では、神経管の前方において3箇所が膨らみ、[[前脳胞]]、[[中脳胞]]、[[菱脳胞]]の3つの脳胞とそれに続く神経管から構成される（[[3脳胞期]]）その後、前脳胞は[[終脳胞]]と[[間脳胞]]に、菱脳胞は[[後脳胞]]と[[髄脳胞]]に分かれ、尾方の神経管は[[脊髄]]となる([[5脳胞期]])。最も吻側の終脳胞は前脳胞が左右に膨らみ、ヒトでは更に背側から後方に膨らみ、最終的に弧状に回転して腹側から前方に伸展する。この終脳胞は最終的に大脳を形成することから、終脳は[[大脳]]と同等の意味を持つ。 | ||
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== 神経管の発生 == | == 神経管の発生 == | ||
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胚の背側の外胚葉に生じる神経板は、予定神経板領域に隣接する中胚葉から分泌される分子により外胚葉が肥厚して形成される。この神経板の形成過程を[[神経誘導]](neural induction)と呼ぶ。 | 胚の背側の外胚葉に生じる神経板は、予定神経板領域に隣接する中胚葉から分泌される分子により外胚葉が肥厚して形成される。この神経板の形成過程を[[神経誘導]](neural induction)と呼ぶ。 | ||
次に神経板の腹側の正中線上に中胚葉性の索状の構造である脊索(notochord) | 次に神経板の腹側の正中線上に中胚葉性の索状の構造である脊索(notochord)が生じ、脊索から放出される分子により神経板の両側が厚くなり、神経板の正中線に沿って神経溝が生じる<ref><pubmed>9425355</pubmed></ref><ref><pubmed>9309182</pubmed></ref>。その後、神経板の左右の縁が癒着することによって神経管が生じる。 | ||
神経管の前端と後端は発生初期では完全に閉じておらず、前者を[[前神経孔]](anterior neuropore)、また後者を[[後神経孔]](posterior neuropore)と呼び、発生が進むにつれて閉塞する。後方の神経孔が閉塞せずに開放されたまま発生が継続されると[[二分脊椎]] | 神経管の前端と後端は発生初期では完全に閉じておらず、前者を[[前神経孔]](anterior neuropore)、また後者を[[後神経孔]](posterior neuropore)と呼び、発生が進むにつれて閉塞する。後方の神経孔が閉塞せずに開放されたまま発生が継続されると[[二分脊椎]]の原因となる<ref><pubmed>11396850</pubmed></ref><ref><pubmed>19918803</pubmed></ref>。 | ||
== 3脳胞の形成 == | == 3脳胞の形成 == | ||
[[ファイル:終脳の発達図.jpg|thumb|220px|''' | [[ファイル:終脳の発達図.jpg|thumb|220px|'''図．3脳胞期と5脳胞期''']] | ||
神経管の最前部では3つの中空の膨らみが形成され、この構造を3脳胞と言い、この時期を[[一次脳胞形成期]]と呼ぶ(図)。この中空の膨らみは吻側から前脳胞(prosencephalon)、中脳胞(mesencephalon)と菱脳胞(rhombencehanon)と呼ばれる。これら3つの脳胞に続く尾側の神経管は脳胞と比較し、分化が進まず脊髄(spinal cord)を形成する。ヒトでは受精後4週目でこれらの前脳胞、中脳胞、菱脳胞と脊髄に分かれることから、神経管の両端が閉塞する以前に3脳胞が形成される。また神経管は[[wikipedia:ja:胎児|胎児]]の屈曲位に一致して曲がり、前脳胞と中脳胞の境界で[[頭屈]]が、菱脳胞と脊髄の境界で[[頚屈]] | 神経管の最前部では3つの中空の膨らみが形成され、この構造を3脳胞と言い、この時期を[[一次脳胞形成期]]と呼ぶ(図)。この中空の膨らみは吻側から前脳胞(prosencephalon)、中脳胞(mesencephalon)と菱脳胞(rhombencehanon)と呼ばれる。これら3つの脳胞に続く尾側の神経管は脳胞と比較し、分化が進まず脊髄(spinal cord)を形成する。ヒトでは受精後4週目でこれらの前脳胞、中脳胞、菱脳胞と脊髄に分かれることから、神経管の両端が閉塞する以前に3脳胞が形成される。また神経管は[[wikipedia:ja:胎児|胎児]]の屈曲位に一致して曲がり、前脳胞と中脳胞の境界で[[頭屈]]が、菱脳胞と脊髄の境界で[[頚屈]]が生じる<ref name=martin>'''ジョン・H・マーティン＝著、野村金子武嗣＝監訳'''<br>マーティン 神経解剖学 テキストとアトラス 初版<br>''西村書店（東京）'':2007</ref>。 | ||
== 5脳胞の形成 == | == 5脳胞の形成 == | ||
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ヒトでは受精後5週目に二次脳胞形成期に入る。形態的には前脳胞から左右に脳胞が形成されて終脳胞となり、左右の終脳胞に挟まれた脳胞が間脳胞となる。 | ヒトでは受精後5週目に二次脳胞形成期に入る。形態的には前脳胞から左右に脳胞が形成されて終脳胞となり、左右の終脳胞に挟まれた脳胞が間脳胞となる。 | ||
終脳胞は主に成体での[[大脳皮質]]に、間脳胞は[[視床]]、[[視床下部]]などを形成する。中脳胞はこれ以後分割されずに[[中脳]]のままで、中脳胞と菱脳胞の境界部は狭くなり[[菱脳峡]]が形成される。菱脳胞は長く伸び、中央部が左右に広がって全体が吻尾方向に伸びた菱形となり、後脳胞と髄脳胞に分割される。後脳胞と髄脳胞の境界部では背側から腹側に向かって屈曲が生じ、橋屈が生じる。後脳胞からは[[小脳]]および[[橋]]が、髄脳胞からは[[延髄]] | 終脳胞は主に成体での[[大脳皮質]]に、間脳胞は[[視床]]、[[視床下部]]などを形成する。中脳胞はこれ以後分割されずに[[中脳]]のままで、中脳胞と菱脳胞の境界部は狭くなり[[菱脳峡]]が形成される。菱脳胞は長く伸び、中央部が左右に広がって全体が吻尾方向に伸びた菱形となり、後脳胞と髄脳胞に分割される。後脳胞と髄脳胞の境界部では背側から腹側に向かって屈曲が生じ、橋屈が生じる。後脳胞からは[[小脳]]および[[橋]]が、髄脳胞からは[[延髄]]が形成される<ref name=martin/>。 | ||
== 終脳の発達 == | == 終脳の発達 == | ||
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終脳胞からは大脳皮質、[[海馬]]や[[嗅球]]などが生じる。この終脳胞の発達は前脳胞の左右の背側部が上方に隆起して始まる。ヒトではこの上方に隆起した部位は[[前頭葉]]及び[[頭頂葉]]になる。続いて終脳胞は後方に伸展して[[後頭葉]]を形成し、更に下方へ曲がり込んで前方へと伸展して側頭葉を形成する。ヒトの大脳皮質は終脳の伸展により体積の増加を抑え、大脳皮質の面積を増やすことにより、動物の高等化によって必要とされる中枢神経系での情報処理能力を増強している。更に大脳皮質は脳表に多数の皺や溝を形成し、皮質の表面積を増加させている。 | 終脳胞からは大脳皮質、[[海馬]]や[[嗅球]]などが生じる。この終脳胞の発達は前脳胞の左右の背側部が上方に隆起して始まる。ヒトではこの上方に隆起した部位は[[前頭葉]]及び[[頭頂葉]]になる。続いて終脳胞は後方に伸展して[[後頭葉]]を形成し、更に下方へ曲がり込んで前方へと伸展して側頭葉を形成する。ヒトの大脳皮質は終脳の伸展により体積の増加を抑え、大脳皮質の面積を増やすことにより、動物の高等化によって必要とされる中枢神経系での情報処理能力を増強している。更に大脳皮質は脳表に多数の皺や溝を形成し、皮質の表面積を増加させている。 | ||
終脳は神経管の先端部分から形成されることから、終脳の内部は中空状である。この中空部分は終脳胞の発達に伴い、終脳の前方から頭頂へ、頭頂から後頭へと伸び、最終的に[[側頭葉]]に達している。この中空の空間を[[側脳室]]と呼び、前方に伸びる部位は[[側脳室前角]]、後方から下方へ曲がる部位は[[側脳室後角]]、側頭葉に終わる部位を[[側脳室下角]]と呼ぶ。側脳室は間脳の中空部位である[[第三脳室]]と[[室間孔]]で繋がり、[[第四脳室]]から第三脳室を経て側脳室へ続く[[脈絡叢]]が存在している。この脈絡叢は[[脳脊髄液]] | 終脳は神経管の先端部分から形成されることから、終脳の内部は中空状である。この中空部分は終脳胞の発達に伴い、終脳の前方から頭頂へ、頭頂から後頭へと伸び、最終的に[[側頭葉]]に達している。この中空の空間を[[側脳室]]と呼び、前方に伸びる部位は[[側脳室前角]]、後方から下方へ曲がる部位は[[側脳室後角]]、側頭葉に終わる部位を[[側脳室下角]]と呼ぶ。側脳室は間脳の中空部位である[[第三脳室]]と[[室間孔]]で繋がり、[[第四脳室]]から第三脳室を経て側脳室へ続く[[脈絡叢]]が存在している。この脈絡叢は[[脳脊髄液]]を産生し、側脳室を満たしている<ref name=martin/>。 | ||
== 前脳、中脳と後脳の領域化に関与する転写因子 == | == 前脳、中脳と後脳の領域化に関与する転写因子 == | ||
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発生過程の脳では数多くの遺伝子が発現し、特に異なる転写因子の発現の組み合わせにより区画化（コンパートメント）が行われている。ここでは発生過程の脳で発現し、脳の区画化に関わる代表的な転写因子の機能について述べる。 | 発生過程の脳では数多くの遺伝子が発現し、特に異なる転写因子の発現の組み合わせにより区画化（コンパートメント）が行われている。ここでは発生過程の脳で発現し、脳の区画化に関わる代表的な転写因子の機能について述べる。 | ||
終脳の形成において[[Otx]]遺伝子と[[Emx]]遺伝子が協働して機能している<ref><pubmed>11061430</pubmed></ref>。これらの遺伝子は[[転写因子]]であり、[[ショウジョウバエ]]の相同遺伝子([[orthodenticle]]や[[empty spiracle]])と高い類似性を保っている。これらの遺伝子の機能は、ショウジョウバエの頭部形成や、脊椎動物の前脳と中脳の形成に関与している。Otx2<sup>+/-</sup>Emx2<sup>-/-</sup> 変異マウスの解析では、脳背側部および間脳領域(視床上部、視床)の欠損が認められ、両遺伝子が前脳形成に重要な役割を果たしている事が示されている<ref><pubmed>11493561</pubmed></ref>。 | |||
前脳の発生が進むと背側側に大脳皮質と腹側側に[[基底核原基]]が形成され、終脳と成る。終脳の大脳皮質には[[興奮性神経細胞]]([[グルタミン酸]]作動性)と[[抑制性神経細胞]]([[GABA]]作動性) | 前脳の発生が進むと背側側に大脳皮質と腹側側に[[基底核原基]]が形成され、終脳と成る。終脳の大脳皮質には[[興奮性神経細胞]]([[グルタミン酸]]作動性)と[[抑制性神経細胞]]([[GABA]]作動性)が存在している。前者は大脳皮質の[[脳室帯]]にて生まれ、法線方向(脳室から脳表面)に移動し、後者は基底核原基で生まれ、大脳皮質内には接線方向に移入して、大脳皮質を構成している<ref><pubmed>12042877</pubmed></ref>。近年、これらの興奮性神経細胞や抑制性神経細胞の分化を制御する転写因子や分泌因子が同定されている<ref><pubmed>16883309</pubmed></ref><ref><pubmed>17514196</pubmed></ref>。また興奮性神経細胞や抑制性神経細胞の細胞移動に関しても解明が進んでいる<ref><pubmed>11988760</pubmed></ref><ref><pubmed>17588709</pubmed></ref><ref><pubmed>19357392</pubmed></ref><ref><pubmed>19428236</pubmed></ref>。 | ||
中脳と後脳の境目の形成に関与する遺伝子として[[Otx2]]や[[Gbx2]]遺伝子が知られている。[[wikipedia:ja:マウス|マウス]]の胎生7.5日目においてOtx2は前方にGbx2が後方に発現し、[[前後軸]] | 中脳と後脳の境目の形成に関与する遺伝子として[[Otx2]]や[[Gbx2]]遺伝子が知られている。[[wikipedia:ja:マウス|マウス]]の胎生7.5日目においてOtx2は前方にGbx2が後方に発現し、[[前後軸]]が決定される<ref><pubmed>11063941</pubmed></ref>。このOtx2とGbx2の発現境界は中脳と後脳の境（[[菱脳峡]]）に一致し、菱脳峡では線維芽細胞増殖因子である[[Fgf8]]が発現する<ref><pubmed>7768185</pubmed></ref>。このFgf8は前方の中脳胞から[[視蓋]]を、また後方の菱脳胞から小脳を誘導する。Gbx2遺伝子を欠損したマウスでは、Otx2の発現が後脳側に拡大し、通常中脳と後脳の境目に発現するFgf8は菱脳で発現する<ref><pubmed>9247335</pubmed></ref>。 | ||
後脳では、発生の一時期に、[[菱脳節]](rhombomerer)と呼ばれる７ないし8個の膨らみが形成される。これらの菱脳節はそれぞれ異なる[[神経核]]を持ち、異なった性質を有している。この菱脳節の分節間の違いは発現する[[Homeobox遺伝子]]により制御されている。マウスでは[[wikipedia:ja:ゲノム|ゲノム]]4カ所に[[HoxA]]、[[HoxB]]、[[HoxC]]と[[HoxD]]という4つの[[ホメオティック遺伝子]] | 後脳では、発生の一時期に、[[菱脳節]](rhombomerer)と呼ばれる７ないし8個の膨らみが形成される。これらの菱脳節はそれぞれ異なる[[神経核]]を持ち、異なった性質を有している。この菱脳節の分節間の違いは発現する[[Homeobox遺伝子]]により制御されている。マウスでは[[wikipedia:ja:ゲノム|ゲノム]]4カ所に[[HoxA]]、[[HoxB]]、[[HoxC]]と[[HoxD]]という4つの[[ホメオティック遺伝子]]群のクラスターを持つ<ref><pubmed>17553908</pubmed></ref>。各クラスター内で遺伝子は全て同じ向きに転写され、前後軸に沿って発現する順番と遺伝子の並びが一致し、異なるHomeobox遺伝子の発現により菱脳節の分節間の違いが確立されている。ヒトの[[Hoxa1]]遺伝子の欠損は[[脳幹]]の一部の[[神経核]]が欠損し、[[自閉症]]に関与する事が示されている<ref><pubmed>11091361</pubmed></ref>。 | ||
== 関連項目 == | |||
*[[脳胞形成]] | |||
*[[神経管]] | |||
*[[前脳]] | |||
== 参考文献 == | |||
<references /> | |||