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==歴史== | ==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)<ref>'''A Privat,M Gimenez-Ribotta,JL Ridet'''<br>Morphology of astrocyte.<br>''Neuroglia(1st edition)'' H Kittenmann, BR Ransom, eds. Oxford University Press, NY, 1995, pp3–22 | 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)<ref>'''A Privat, M Gimenez-Ribotta, JL Ridet'''<br>Morphology of astrocyte.<br>''Neuroglia(1st edition)'': H Kittenmann, BR Ransom, eds. Oxford University Press, NY, 1995, pp3–22</ref><ref name=ref2><pubmed>2976736</pubmed></ref>。Virchowはニューロンでない細胞を発見し(3)<ref>'''R Virchow'''<br>Üeber das granulierte Ansehen der Wandungen der Gerhirnventrikel. <br>''Allg Z Psychiatr.''1846, 3:242–250</ref>、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)<ref>'''O Deiters'''<br>Untersuchungen über Gehirn unt Rückenmark des Menschen und der Säugethiere.<br>Posthumously edited by M Schultze, F Vieweg, U Sohn. Braunschweig, 1865, pp318</ref>。またGolgiは神経系の全ての細胞を形態学的に同定した(5)<ref name=ref5>'''C Golgi'''<br>Sulla fina anatomia degli organi centrali del sistema nervosa.<br>''Riv Sper Fremiat Med Leg Alienazioni Ment.'' 1885, 11:72–123</ref>。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)<ref>'''SR Cajal'''<br>Contribución al conocimiento de la neuroglía del cerebro humano.<br>''Trab Lab Invest Biol Univ Madrid. ''1913, 18:109–127.</ref>。「アストロサイト」と命名したのもCajalである。 | ||
==形態と種類== | ==形態と種類== | ||
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==アストロサイトのマーカー== | ==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)<ref><pubmed>5113526</pubmed></ref><ref><pubmed>4559710</pubmed></ref><ref>'''Eng LF and Kosek JC'''<br>Light and electron microscopic localization of the glial fibrillary acidic protein and S-100 protein by immunoenzimatic techniques.<br>''Am Soc Neurochem.'' 1974, 5:160.</ref>。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)<ref><pubmed>4121706</pubmed></ref>、それらの多くは大脳皮質などの灰白質にある(12, 13)<ref>'''Bignami A, Dahl D'''<br>The astroglial response to stabbing. immunofluorescence studies with antibodies to astrocyte-specofic protein (GFA), in mammalian and submammalian vertebrates.<br>''Neuropathol Appl Neurobiol.'' 1976, 2:99–111.</ref><ref><pubmed>3676806</pubmed></ref>。 | GFAP：細胞骨格を形成する中間径フィラメント(8-10)<ref><pubmed>5113526</pubmed></ref><ref><pubmed>4559710</pubmed></ref><ref>'''Eng LF and Kosek JC'''<br>Light and electron microscopic localization of the glial fibrillary acidic protein and S-100 protein by immunoenzimatic techniques.<br>''Am Soc Neurochem.'' 1974, 5:160.</ref>。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)<ref><pubmed>4121706</pubmed></ref>、それらの多くは大脳皮質などの灰白質にある(12, 13)<ref>'''Bignami A, Dahl D'''<br>The astroglial response to stabbing. immunofluorescence studies with antibodies to astrocyte-specofic protein (GFA), in mammalian and submammalian vertebrates.<br>''Neuropathol Appl Neurobiol.'' 1976, 2:99–111.</ref><ref><pubmed>3676806</pubmed></ref>。 | ||
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)<ref><pubmed>7917301</pubmed></ref><ref><pubmed>7891138</pubmed></ref>。 | 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)<ref><pubmed>7917301</pubmed></ref><ref><pubmed>7891138</pubmed></ref>。<br> | ||
S100β：カルシウム結合蛋白質であるS100のβ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)<ref><pubmed>7011781</pubmed></ref><ref>'''HK Kimelberg'''<br>Astrocyte heterogeneity or homogeneity?<br>''Astrocyte in (Patho) Physiology of the Nervous System'' Parpura V and Haydon PG, eds. Springer Science & Business Media, NY, 2009, pp1–26.</ref>。 | S100β：カルシウム結合蛋白質であるS100のβ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)<ref><pubmed>7011781</pubmed></ref><ref>'''HK Kimelberg'''<br>Astrocyte heterogeneity or homogeneity?<br>''Astrocyte in (Patho) Physiology of the Nervous System'' Parpura V and Haydon PG, eds. Springer Science & Business Media, NY, 2009, pp1–26.</ref>。 | ||
==発生== | ==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)<ref><pubmed>19555289</pubmed></ref><ref><pubmed>21068830</pubmed></ref>。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<ref><pubmed>7002963</pubmed></ref><ref><pubmed>9364068</pubmed></ref> | 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)<ref><pubmed>19555289</pubmed></ref><ref><pubmed>21068830</pubmed></ref>。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)<ref><pubmed>7002963</pubmed></ref><ref><pubmed>9364068</pubmed></ref>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)<ref><pubmed>17442813</pubmed></ref>。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)<ref><pubmed>8439409</pubmed></ref><ref>'''JE Goldman'''<br>Astrocyte development. <br>''Neuroglia (3rdediition)'' Kittenmann H and Ransom BR, eds. Oxford University Press, NY, 2013, pp137–147.</ref>。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)<ref><pubmed>18455991</pubmed></ref>。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)<ref><pubmed>22492032</pubmed></ref>。 | ||
==構造と機能== | ==構造と機能== | ||
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アストロサイトはグルタミン酸トランスポーターであるGLASTやGLT-1を発現している。シナプス間で放出されたグルタミン酸はGLASTやGLT-1を介してアストロサイトに回収される。このときナトリウムイオンも取り込まれる。ナトリウムイオンはNa+K+-ATPaseにより細胞外に排出されるが、このときNa+K+-ATPaseはアストロサイト細胞内のATPをADPに置換する。 | アストロサイトはグルタミン酸トランスポーターであるGLASTやGLT-1を発現している。シナプス間で放出されたグルタミン酸はGLASTやGLT-1を介してアストロサイトに回収される。このときナトリウムイオンも取り込まれる。ナトリウムイオンはNa+K+-ATPaseにより細胞外に排出されるが、このときNa+K+-ATPaseはアストロサイト細胞内のATPをADPに置換する。 | ||
===神経ペプチドの放出=== | ===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)<ref><pubmed>19091972</pubmed></ref>, brain-derived neurotrophic factor (BDNF) (51)<ref><pubmed>18852301</pubmed></ref>、IL- | 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)<ref><pubmed>19091972</pubmed></ref>, brain-derived neurotrophic factor (BDNF) (51)<ref><pubmed>18852301</pubmed></ref>、IL-6やTNFなどのサイトカインやキモカイン(52)<ref><pubmed>20156504</pubmed></ref>があげられる。 | ||
==疾患== | ==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)<ref name=ref30 />。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)<ref><pubmed>23644515</pubmed></ref>。 | 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)<ref name=ref30 />。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)<ref><pubmed>23644515</pubmed></ref>。 | ||
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)<ref><pubmed>17498694</pubmed></ref>。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 | 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)<ref><pubmed>17498694</pubmed></ref>。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)<ref><pubmed>7695231</pubmed></ref><ref><pubmed>8841668</pubmed></ref>。 | ||
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