「蓋板」の版間の差分

　蓋板(roof plate)は、[[wikipedia:ja:脊椎動物|脊椎動物]]における神経発生の過程で[[神経板]](neural plate)が閉じて形成される[[神経管]](neural tube)の背側正中領域であり<ref><pubmed>15378040</pubmed></ref><ref><pubmed>20683859</pubmed></ref>、中枢神経系の背側のパターン形成に重要な働きを持つ<ref><pubmed>15617675</pubmed></ref><ref><pubmed>22821665</pubmed></ref>。蓋板は終脳から脊髄まで脳の前後軸に沿ってどの部位にも存在するが、特に脊髄の背側部においてその形成機構が良く解析されている。

　神経管の両側では[[上衣層]]（[[胚芽層]]：ependymal layer）、[[外套層]](mantle layer、後の[[脊髄]][[灰白質]])、[[縁帯]](marginal layer、後の脊髄[[白質]])の3層構造をとっているが、[[蓋板]]（および[[底板]]）では細胞分裂が少なく、神経細胞が生じないので外套層が形成されない。上衣層と上衣細胞の突起から成る辺縁層は形成され、辺縁層は後に交連性の神経[[軸索]]の通路となるので、場所によっては厚く肥大する（特に底板の場合に顕著）。蓋板の細胞は神経管背側の湾曲部を構成するため、特徴的な鋭角三角形のような形態を示す。  

 

　神経管背側正中領域から産生される神経堤細胞と蓋板細胞の前駆細胞は形態的にも分子的にも区別することができないため、共通の前駆細胞から産生されると考えられている。ただし、Krispinらは[[wikipedia:ja:ニワトリ|ニワトリ]]体幹部神経管の細胞系譜を追跡し、将来、腹側の構造([[交感神経節]])を形成する細胞は神経管内の背側にあって最初に神経管を離脱し、反対に、背側に分布する[[wikipedia:ja:メラノサイト|メラノサイト]]となる細胞は神経管内で腹側に分布して次第に背側に移動し最後に神経管を離脱することを明らかにした。蓋板細胞の前駆細胞は神経管内の[[wikipedia:ja:メラノサイト前駆細胞|メラノサイト前駆細胞]]より腹側に分布し、神経堤細胞が順次離脱していくのに伴って次第に背側に移動し、メラノサイト前駆細胞が離脱した後に背側正中領域を占めるとされている<ref><pubmed>20110324</pubmed></ref>。  

　[[wikipedia:ja:ビタミンA|ビタミンA]]欠乏条件下の[[ウズラ]]の神経管では腹側化が優勢であり、BMP4や[[Wnt1]]、[[Msx2]]などの蓋板のマーカー遺伝子の発現領域が減少していた<ref><pubmed>15110711</pubmed></ref>。また、[[レチノイン酸]]合成酵素[[Raldh2]]([[aldh1a2]])遺伝子の第1イントロン内には四足脊椎動物で保存された配列があり、Raldh2の脊髄背側部における発現を制御する[[エンハンサー]]領域であることが示されている<ref><pubmed>20081195</pubmed></ref>。これらの研究はレチノイン酸シグナルが蓋板を含む神経管背側部の形成に何らかの役割を果たしていることを示唆している。  

　蓋板が脊髄背側の神経の運命決定に関わっていることを示す最初の知見は、未分化な神経板に蓋板を移植すると[[dI1]]と[[dI3]]という背側の[[脊髄介在ニューロン|介在神経]]細胞(dorsal interneuron)が誘導されるという発見であった<ref name=Liem/>。その後、蓋板に特異的な[[Gdf]] (growth differentiation factor) 7遺伝子の[[プロモータ]]を利用して[[wikipedia:ja:ジフテリアトキシン|ジフテリアトキシン]]を発現させるGdf7-DTAマウスを用いて蓋板を欠失させると、最も背側のdI1-3は誘導されず、これを補うように腹側の[[dI4]]-[[dI6|6]]が余計に誘導されること、また、dI1-3の前駆細胞が失われたことによってではなく、蓋板からのシグナルが発信されないことによってdI1-3が誘導されないことがわかり、背側の介在神経細胞はデフォルトではdI4-6になるが、蓋板に近い領域では蓋板からのシグナルがそれを抑制してdI1-3に方向付けることが明らかになった<ref><pubmed>10693795</pubmed></ref>。<br> 一方、dreherマウスでは蓋板の欠失だけでなくdI1の減少も認められた。Lmx1aは蓋板でのみ発現しているので、これは蓋板からのnon-autonomousなシグナルが働いていることを示唆している<ref name=Millonig/><ref name=Millen><pubmed>15183721</pubmed></ref>。このnon-autonomousな蓋板のシグナルの存在は、ニワトリ神経板でLmx1aやLmx1bを発現させて異所性に蓋板をつくると、その場所ではdI2-6の代わりにdI1がnon-autonomousに誘導されることからも示された<ref name=Chizhikov/><ref name=ChizhikovJN/>。  

　蓋板を含む神経管の背側部で発現する[[Wnt1]]や[[Wnt3a]]も背側のパターニングに関与している。Wnt1/Wnt3aのダブルノックアウトマウスでは蓋板の形成は正常であるが、dI1-3が激減する<ref><pubmed>11877374</pubmed></ref>。反対に、WNTシグナルの下流に当たる[[&beta;-カテニン]]の活性を上げると背側(Pax7陽性)から中央部(Pax6陽性)の神経前駆細胞が増加して、[[Nkx6.1]]、[[Olig2]]、[[Nkx2.2]]などを発現する腹側の前駆細胞が減少する。それに伴って、背側の介在神経細胞が多く誘導され、腹側の神経細胞は失われる<ref><pubmed>18057099</pubmed></ref><ref><pubmed>18927156</pubmed></ref>。また、Dreherマウスでは蓋板からのBMPシグナルが放出されないにもかかわらず、ある程度のdI1-3が誘導されるのは、残存しているWNTシグナルによるものだと考えられる<ref name=Millen/>。  

　蓋板とそれに由来する脈略叢とcortical hemにはBMPやWNTのシグナル分子が発現している。BMPシグナルの終脳背側のパターニングへの関与を示すデータとしては、外来性のBMPがニワトリ前脳のパターニングに異常を引き起こすこと<ref><pubmed>10051661</pubmed></ref>、Bmp5/Bmp7のダブルノックアウトマウスやBMPシグナルの[[アンタゴニスト]]である[[Chordin]]あるいはNogginを投与したマウスにおいて前脳の低形成あるは形成異常が認められること<ref><pubmed>10079236</pubmed></ref><ref><pubmed>10688202</pubmed></ref>などがある。また、[[Foxg1]]-[[Cre]]マウスを用いてBMPレセプターBmpr1aを終脳特異的に欠失させると、脈略叢が特異的に失われた<ref><pubmed>12354394</pubmed></ref>。一方、[[nestinエンハンサー]]を用いて活性型のBmpr1aを強制発現させると終脳の翼板（神経管の背側半分）がすべて脈略叢になった<ref><pubmed>11511541</pubmed></ref>。これらの結果は、終脳においてはBMPシグナルは広い領域に濃度依存的に作用するのではなく、正中領域のパターニングのみに必要であることを示唆している。  

　ニワトリ神経板の吻側部あるいは全胚に様々な濃度のWntやWntシグナルのアンタゴニストである[[frizzled receptor 8]]タンパク質の可溶性フラグメントを添加すると、腹側性の細胞運命を抑え、Pax6やNgn2の発現など、終脳の初期の背側性の性質を誘導する<ref><pubmed>12766771</pubmed></ref>。その後、WntシグナルとFgfシグナルが共存することによって終脳背側に決定されたEmx1陽性の細胞が誘導される。Fgfシグナルは背側正中領域の細胞の産生にも重要である<ref><pubmed>11734354</pubmed></ref><ref><pubmed>12574514</pubmed></ref>。正中領域が決定された後、Wnt3aはcortical hemに発現する。Wnt3aノックアウトマウスではcortical hemの隣から分化する海馬が完全に欠失する<ref><pubmed>10631167</pubmed></ref>。