「アストロサイト」の版間の差分

アストロサイトは神経系の細胞である[[グリア細胞]]の一種で、ニューロンを取り囲んでおり、神経回路を調節する。アストロサイトは以前は神経細胞から放出された伝達物質を回収するなど神経回路の補助的役割とされていたが、2000年以降、アストロサイトが伝達物質グリオトランスミッターを放出し神経回路を制御する報告が多くなるにつれ、より主体的に神経回路を調節すると考えられている。

#. 歴史

:アストロサイトはVirchowやDeitersらにより19世紀にはすでにその存在が知られていた(1,2)。Virchowはニューロンでない細胞を発見し(3)、Deitersはニューロンや[[オリゴデンドロサイト]]と接する[[軸索]]を持っていない細胞を見つけた(4)。またGolgiは神経系の全ての細胞を形態学的に同定した(5)。その後Cajalは[[ゴルジ]]染色や鍍銀法によって具体的な形態を明らかにし、[[白質]]に線維性アストロサイトが、[[灰白質]]に原形質性アストロサイトが主にあることを示した(6)。「アストロサイト」と命名したのもCajalである。

#形態と種類

:アストロサイトには線維性アストロサイト(fibrous astrocyte)と原形質性アストロサイト(protoplasmic astrocyte) がある(7)。

線維性アストロサイトは白質にあり典型的な星形をしていて、GFAP (glial fibrillaryacidic protein)陽性の[[グリア]]の線維を豊富に持っている。線維性アストロサイトは原形質アストロサイトより長い突起を伸ばしていて[[ランビエ絞輪]]のnodeで軸索と接している。原形質性アストロサイトは灰白質にあり、GFAPはほとんど無い。原形質性アストロサイトの突起は線維性アストロサイトより複雑で、数千もの不規則な茂みのような細い突起をのばして、[[シナプス]]を密接に取り囲んでいる。アストロサイトの突起の一部は毛細血管も覆っており、血管内皮細胞のタイトジャンクションを誘導したり、神経活動に応答して血管を拡張させたり収縮させたりしている。活性化型アストロサイト(reactive astrocyte)は神経が損傷を受けたときに観察されるGFAP陽性のアストロサイトのことである。

#アストロサイトのマーカー。

*GFAP：[[細胞骨格]]を形成する[[中間径フィラメント]](8-10)。線維性アストロサイトで高い発現を示す。また、神経損傷部で観察される活性化型アストロサイトは強いGFAP陽性を示す。また培養したアストロサイトでもGFAPの強い発現を示す。正常な状態ではほとんどの原形質性アストロサイトはGFAP陰性であり(11)、それらの多くは[[大脳皮質]]などの灰白質にある(12, 13)。

*GLAST (glutamate-aspartate transporter: EAAT (excitatory amino acid transporter) 1), GLT-1 (glutamate transporter-1: EAAT2)：アストロサイトはシナプス間で放出された[[グルタミン酸]]を速やかに取り込む。その除去に関わる[[グルタミン酸トランスポーター]]のうちGLASTとGLT-1がアストロサイトのマーカーとして使用される(14, 15)。

*[[S100]]：[[カルシウム]]結合蛋白質であるS100のサブユニットは中枢神経系ではアストロサイトと上皮細胞のマーカーとして使用される(16,17)。

#発生

:アストロサイトはニューロンより発生が遅く、ニューロンが発生中～後期に盛んに発生するのに対して、発生後期から生後にかけて盛んに発生する。アストロサイトは[[脳室帯]](ventricular zone)にある[[神経前駆細胞]]から[[分化]]する(18,19)。大脳皮質ではアストロサイトは神経前駆細胞から分化した、ネスチン陽性の[[放射状グリア]](radial glia, 20,21)から生じ、線維性アストロサイトと原形質性アストロサイトになる(22)。また生後では放射状グリアから分裂して出来る[[脳室下帯]](subventricular zone)のintermediate progenitorからも生じる (23,24)。神経細胞と同様アストロサイトの発生にも領域特異性があり、[[脳室]]での発生する部位によりアストロサイトはサブタイプに分かれる(25)。また放射状グリアから分化した大脳皮質の原形質性アストロサイトは、同様に放射状グリアから分化した皮質の錐体ニューロンと共にコラム(column)という柱状の領域を形成する(26)。

#構造と機能

:アストロサイトは水や[[イオン]]の[[バランス]]制御や脳血液関門の維持に貢献している。また神経伝達物質の回収、グリオトランスミッターの放出、[[神経ペプチド]]の放出を介してシナプス伝達の調節に関わっている。

##神経ペプチドの放出

アストロサイトもまた神経細胞と同様にペプチドを放出する。アストロサイトから放出されるペプチドにはatrial natriureticpeptide (ANP), neuropeptide Y (NPY)(50), brain-derived neurotrophic factor (BDNF) (51)、IL-6やTNFなどのサイトカインやキモカイン(52)があげられる。

#疾患

:アストロサイトは多くの[[精神神経疾患]]に関係している。痙攣や神経変性疾患ではGFAP の発現が増加したreactive astrocyteが増える。これに対して鬱病や統合失調症の死後脳ではGFAPの発現が減少している (30)。また[[マウス]]の実験ではアストロサイトから放出されるATPが鬱状態のマウスに対し抗鬱作用があるという報告もある(53)。

しかしながら、アストロサイトで発現する分子の遺伝子変異が原因で起こる疾患はあまり多くはない。アレキサンダー病はGFAP遺伝子の変異によりおこる疾患で、症状としては大脳白質萎縮症(leukodystrophy)がみられる(54)。病理学的にはGFAPがアストロサイトに過剰に発現しローゼンタールファイバーという凝集体を形成する。MLC (megalencephalicleukoencephalopathy with subcortical cysts皮質下嚢胞を伴う巨脳性白質脳症)はアストロサイトのエンドフィートに発現するMLC1遺伝子変異によりおこる疾患で、症状としては巨頭症、進行性の運動失調、けいれん、[[精神遅滞]]がおこる。病理学的には皮質下嚢胞、[[ミエリン]]やアストロサイトの空胞形成が観察される(55,56)。