「嗅覚経路」の版間の差分

　嗅覚受容体はゲノム上で最大の多重遺伝子ファミリーを形成している。個々の嗅神経はそのうち1種類の嗅覚受容体のみを発現しているため、発現する受容体の種類によって嗅神経が応答する匂い物質は異なる<ref><pubmed> 10089886 </pubmed></ref>。嗅覚受容体はGタンパク質共役の7回膜貫通型タンパク質であり、匂い物質に結合するとGタンパク質Golfを通じてアデニリル酸シクラーゼを活性化し、CNGチャネルからCaの流入を引き起こし、最終的に嗅神経の脱分極を誘発する。嗅上皮にある神経の中には、嗅覚受容体を発現する神経以外にもtrace amine-associated receptor (TAAR)<ref><pubmed> 16878137 </pubmed></ref>、transient receptor potential cation channel subfamily M member5 (TrpM5)<ref><pubmed> 17267604 </pubmed></ref>、グアニル酸シクラーゼD (GC-D)<ref><pubmed> 7724600 </pubmed></ref>などを発現する神経細胞群が存在する。

嗅球への投射および二次神経との結合

主嗅球　嗅神経の軸索は、主嗅球浅層部にある糸球と呼ばれる球状の構造体へと投射する。主嗅球には約２０００個の糸球が存在しているが、同種の嗅覚受容体を発現する嗅神経郡はそのうちの２つ（腹側に投射するものの一部は１つ）の糸球へのみ収斂投射する8929536,(19)。またそれぞれの糸球には、同種の嗅覚受容体を発現する嗅神経郡のみが投射している。したがって、特定の嗅覚受容体の活性化情報は、特定の糸球の活性化情報へと変換されることになる。主嗅球の投射神経である僧帽細胞および房飾細胞は、この糸球において嗅神経と興奮性のシナプスを形成している。僧帽・房飾細胞は、単一の糸球へのみ 一次樹状突起を伸ばしているため、特定の受容体を発現する嗅神経群からのみ直接の入力を受けることになる（図２）。但し、魚などの下等脊椎動物の投射神経では複数の糸球へと樹状突起を投射することが知られている  •  Toshiaki J. Hara "Progress in Neurobiology", Volume 5, Part 4, 1975, Pages 271–335　wiki）。以上のことから、鼻腔に入ってきた匂い物質は、それと結合する受容体、その受容体を発現する特定の嗅神経群、これら嗅神経群が投射する糸球郡、および、それらとつながる僧帽細胞、房飾細胞群を活性化することになる。僧帽細胞は 一次樹状突起以外にも複数の側方樹状突起を持ち、ここにおいて抑制性神経である顆粒細胞と相反性シナプスを形成する。これにより高次の脳領域への嗅覚情報の出力が調節される。

二次神経の投射先

嗅皮質　主嗅球の投射神経である僧帽細胞および房飾細胞は、嗅皮質と呼ばれる大脳皮質の複数の領域に投射している（図４）。房飾細胞は主に吻側の嗅皮質（前嗅核、前梨状皮質、嗅結節）に投射するのに対し、僧帽細胞では前嗅核、嗅結節、梨状皮質、扁桃体、嗅内野など嗅皮質全域に投射が見られる。嗅覚情報の入力様式は各領域ごとに特徴が見られ、梨状皮質の細胞は嗅球全域から入力を受け、また特定の匂いに応答する細胞は梨状皮質内でランダムに分布している<ref name=ref27><pubmed> 21179085 </pubmed></ref><ref><pubmed> 19778513 </pubmed></ref>。一方扁桃体では、嗅球の腹側よりも背側からの投射が多く見られ、また、特定の糸球からの投射領域が個体間において保存され、それぞれの糸球に特異的な領域分布を持っている<ref name=ref27 /><ref><pubmed> 21451525 </pubmed></ref>。

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図２　嗅球における嗅神経と二次神経の接続様式の模式図　主嗅球では同種の嗅覚受容体を発現する嗅神経（図において同色で示す）は、１～２つの糸球へと軸索を投射する。僧帽・房飾細胞は単一の一次樹状突起を単一の糸球に伸ばしているため、同種の嗅覚受容体を発現する嗅神経郡からのみ直接的に嗅覚情報を受け取ることになる。副嗅球では同種の鋤鼻受容体を発現する鋤鼻神経は数十の糸球へと軸索を投射する。僧帽房飾細胞は複数の糸球に樹状突起を伸張するが、これら複数の糸球は同種あるいは配列が類似したフェロモン受容体（図では同系色で示す）を発現する鋤鼻神経郡からの投射を受ける。