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英語：oligodendrocyte 独：Oligodendrozyt 仏：oligodendrocyte | 英語：oligodendrocyte 独：Oligodendrozyt 仏：oligodendrocyte | ||
オリゴデンドロサイトは中枢神経系内の[[グリア細胞]]の一つで、[[ミエリン]]（髄鞘）形成を担う。オリゴデンドロサイトは、ミエリン形成により[[跳躍伝導]]を誘導し[[活動電位]] | オリゴデンドロサイトは中枢神経系内の[[グリア細胞]]の一つで、[[ミエリン]]（髄鞘）形成を担う。オリゴデンドロサイトは、ミエリン形成により[[跳躍伝導]]を誘導し[[活動電位]]の伝導速度を高めることが主な機能である。中枢神経系全体に広く分布するが、存在する場所によって[[白質]]内のものはintrafascicular oligodendrocyte（束間オリゴデンドロサイト）、[[灰白質]]内に位置して[[ニューロン]]の[[細胞体]]と密着しているものはperineuronal oligodendrocyte（衛星オリゴデンドロサイトもしくは傍神経オリゴデンドロサイト）に分けられる。ミエリンを形成しないオリゴデンドロサイトで神経細胞とコンタクトを持っている物は、ニューロンの代謝にかかわると考えられている<ref name=ref1><pubmed>20846325</pubmed></ref>。 | ||
== 歴史 == | == 歴史 == | ||
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=== 組織像 === | === 組織像 === | ||
オリゴデンドロサイトは、[[wikipedia:JA:ヘマトキシリン・エオジン染色法|ヘマトキシリン・エオジン染色法]]や[[ニッスル染色]]による[[wikipedia:ja:光学顕微鏡|光学顕微鏡]] | オリゴデンドロサイトは、[[wikipedia:JA:ヘマトキシリン・エオジン染色法|ヘマトキシリン・エオジン染色法]]や[[ニッスル染色]]による[[wikipedia:ja:光学顕微鏡|光学顕微鏡]]観察では、塩基性色素で濃く染まる丸い核を持つ細胞として認められる<ref name=ref4>[http://pd21.cihbs.niigata-u.ac.jp/show.php/脳の構造と細胞/Oligodendrocyte 新潟大学脳研究所e-learning 神経病理より オリゴデンドロサイト]</ref>。このような細胞は白質に多くみられ、これがintrafascicular oligodendrocye（図1A）と呼ばれるものである。一方、灰白質内でニューロンに密着しているように観察されるものがperineuronal oligodendrocyteである。[[ミクログリア]]もオリゴデンドロサイトと同様にニューロン[[細胞体]]に密着している物が少なからずあるといわれている。これらの細胞を、組織切片上で厳密に同定・区別するには、ミエリンタンパク質をマーカーとした[[in situ hybridization]]や[[wikipedia:ja:電子顕微鏡|電子顕微鏡]]観察が用いられる<ref name=ref5><pubmed>19390819</pubmed></ref>。ミエリン鞘は、通常は細胞体から伸びる突起の先端に形成されることが多い（後述）。 | ||
=== 微細形態 === | === 微細形態 === | ||
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オリゴデンドロサイトが見いだされた当時は、突起のすべてを含む細胞の全体像を染めだすことが難しかったため、突起の少ない神経膠細胞ということでこの名前が付けられた。見出された当初から、細胞によって伸ばす突起の数が異なることが指摘されており、伸ばす突起の数が多い方からI型からIV型に分類されていた<ref name=ref1><pubmed>20846325</pubmed></ref>。一方、1980年代の後半から、オリゴデンドロサイトに[[wikipedia:JA:蛍光|蛍光]]色素や[[wikipedia:JA:西洋わさび|西洋わさび]][[wikipedia:JA:ペルキシダーゼ|過酸化酵素]]（horseradish peroxidase; HRP）を細胞内注入することで、その全体像が明らかにされるようになってきた<ref name=ref7 />。また、電子顕微鏡観察でミエリン形成オリゴデンドロサイトを三次元再構築することによっても同様に明らかにされた。最近では、[[GFP]]や[[wikipedia:JA:LacZ|LacZ]]などのレポータータンパク質をミエリンタンパク質の[[プロモーター]]で発現させることにより、その全体像が示されている。これらの解析の結果、一つのオリゴデンドロサイトは1本から40～50本の[[軸索]]に対してミエリンを形成し、平均して15の突起を伸ばしていることが明らかにされた<ref name=ref4 /><ref name=ref8><pubmed>8300897</pubmed></ref><ref name=ref9><pubmed>8441812</pubmed></ref>。したがって、当初考えられていたより多い突起を伸ばしていることが示された。中には突起を伸ばさず[[シュワン細胞]]のように細胞体が軸索に取り巻いて髄鞘を形成するものがあることも明らかにされた<ref name=ref9><pubmed>8441812</pubmed></ref>。 | オリゴデンドロサイトが見いだされた当時は、突起のすべてを含む細胞の全体像を染めだすことが難しかったため、突起の少ない神経膠細胞ということでこの名前が付けられた。見出された当初から、細胞によって伸ばす突起の数が異なることが指摘されており、伸ばす突起の数が多い方からI型からIV型に分類されていた<ref name=ref1><pubmed>20846325</pubmed></ref>。一方、1980年代の後半から、オリゴデンドロサイトに[[wikipedia:JA:蛍光|蛍光]]色素や[[wikipedia:JA:西洋わさび|西洋わさび]][[wikipedia:JA:ペルキシダーゼ|過酸化酵素]]（horseradish peroxidase; HRP）を細胞内注入することで、その全体像が明らかにされるようになってきた<ref name=ref7 />。また、電子顕微鏡観察でミエリン形成オリゴデンドロサイトを三次元再構築することによっても同様に明らかにされた。最近では、[[GFP]]や[[wikipedia:JA:LacZ|LacZ]]などのレポータータンパク質をミエリンタンパク質の[[プロモーター]]で発現させることにより、その全体像が示されている。これらの解析の結果、一つのオリゴデンドロサイトは1本から40～50本の[[軸索]]に対してミエリンを形成し、平均して15の突起を伸ばしていることが明らかにされた<ref name=ref4 /><ref name=ref8><pubmed>8300897</pubmed></ref><ref name=ref9><pubmed>8441812</pubmed></ref>。したがって、当初考えられていたより多い突起を伸ばしていることが示された。中には突起を伸ばさず[[シュワン細胞]]のように細胞体が軸索に取り巻いて髄鞘を形成するものがあることも明らかにされた<ref name=ref9><pubmed>8441812</pubmed></ref>。 | ||
== マーカー分子 == | == マーカー分子 == | ||
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=== ガラクトセレブロシドとスルファチド === | === ガラクトセレブロシドとスルファチド === | ||
ミエリンは脂質に富み、乾燥重量の70 – 85%前後が脂質であるといわれている。[[ガラクトセレブロシド]]（GalC）はその代表で、[[セラミド]]の1-ヒドロキシ残基に[[wikipedia:JA:ガラクトース|ガラクトース]] | ミエリンは脂質に富み、乾燥重量の70 – 85%前後が脂質であるといわれている。[[ガラクトセレブロシド]]（GalC）はその代表で、[[セラミド]]の1-ヒドロキシ残基に[[wikipedia:JA:ガラクトース|ガラクトース]]が結合したものである。ミエリン形成前のいわゆるPro-oligodendrocyte（ミエリン前駆細胞の事でしょうか？）の段階から発現している。GalCの発現は、[[wikipedia:JA:モノクローナル抗体|モノクローナル抗体]]O1により認識される。また、GalCのガラクトースの４位の[[wikipedia:JA:ヒドロキシ基|ヒドロキシ基]]に[[wikipedia:JA:硫酸|硫酸]]基が結合したものが、[[スルファチド]]（Sulf）でこれもミエリン膜に豊富に存在する。Sulfはモノクローナル抗体O4により認識される。Sulfが発現する前の[[オリゴデンドロサイト前駆細胞]]も、このO4抗体により認識されるが、この[[wikipedia:JA:抗原|抗原]]はSulfではなくいまだにその実態は明らかになっていない。GalCの合成にかかわる酵素として[[セラミドガラクトシルトランスフェラーゼ]]（CGT, EC 2.4.1.45）が、Sulfの合成にかかわるものとしてセレブロシドスルフォトランスフェラーゼ（CST, EC 2.8.2.11）がある<ref name=ref10>ミエリンの脂質に関するサイト<br>http://www.glycoforum.gr.jp/science/glycogenes/10/10J.html</ref>。 | ||
=== ミエリンタンパク質 === | === ミエリンタンパク質 === | ||
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=== その他のマーカー === | === その他のマーカー === | ||
オリゴデンドロサイトを（免疫）組織化学的に検出するマーカーとしては、[[グルタチオンS-トランスフェラーゼ|グルタチオン''S''- | オリゴデンドロサイトを（免疫）組織化学的に検出するマーカーとしては、[[グルタチオンS-トランスフェラーゼ|グルタチオン''S''-トランスフェラーゼπイソ型]]（GSTπ）、[[APC]]/CC1抗体、鉄イオンなどがある。このうち、鉄イオンはミエリンやそれを構成する脂質の合成に必須であることが明らかにされている<ref name=ref12><pubmed>18837051</pubmed></ref>。 | ||
== 機能 == | == 機能 == | ||
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オリゴデンドロサイトの機能は、軸索の[[伝導]]速度を高めることにある。オリゴデンドロサイトはその特殊化した細胞膜を軸索に巻き付けてミエリンを形成し、一種の[[wikipedia:ja絶縁体|絶縁体]]を形成する。そして、その継ぎ目である[[ランビエ絞輪]]でのみ活動電位を生じさせることにより跳躍伝導を引き起こす。この20年の間に、オリゴデンドロサイトが絶縁体を形成するのみならず、ランビエの絞輪に[[イオンチャネル]]のクラスター化を誘導する働きがあることが明らかになった。チャネルの局在の点からもランビエの絞輪以外で活動電位が生じにくいことがわかる<ref name=ref1><pubmed>20846325</pubmed></ref><ref name=ref2>'''工藤佳久'''<br>脳とグリア細胞 知りたいサイエンス092<br>技術評論社, 2011</ref>。 | オリゴデンドロサイトの機能は、軸索の[[伝導]]速度を高めることにある。オリゴデンドロサイトはその特殊化した細胞膜を軸索に巻き付けてミエリンを形成し、一種の[[wikipedia:ja絶縁体|絶縁体]]を形成する。そして、その継ぎ目である[[ランビエ絞輪]]でのみ活動電位を生じさせることにより跳躍伝導を引き起こす。この20年の間に、オリゴデンドロサイトが絶縁体を形成するのみならず、ランビエの絞輪に[[イオンチャネル]]のクラスター化を誘導する働きがあることが明らかになった。チャネルの局在の点からもランビエの絞輪以外で活動電位が生じにくいことがわかる<ref name=ref1><pubmed>20846325</pubmed></ref><ref name=ref2>'''工藤佳久'''<br>脳とグリア細胞 知りたいサイエンス092<br>技術評論社, 2011</ref>。 | ||
マウスの視神経では、同一の軸索がオリゴデンドロサイトのない[[網膜]]内では細くオリゴデンドロサイトの存在する[[視神経]] | マウスの視神経では、同一の軸索がオリゴデンドロサイトのない[[網膜]]内では細くオリゴデンドロサイトの存在する[[視神経]]に入ると太くなることや、X線照射によりオリゴデンドロアイトを壊した視神経では軸索が太くならないことなどから、軸索径を増大させるという可能性が示唆されている<ref name=ref13><pubmed>7514208</pubmed></ref>。軸索径が大きくなると伝導速度は大きくなることはよくわかっている。このように、オリゴデンドロサイトは2つの異なったメカニズムで、伝導速度を高めて神経機能に深くかかわっている。 | ||
一方で、オリゴデンドロサイトが作るミエリンには、[[Nogo]]、MAG、MOBPなどの軸索伸長阻害因子が発現している。成熟脳では、損傷を受けた場合、軸索再生がほとんど起こらないことが古くから知られているが、その阻害因子を作る細胞の一つがオリゴデンドロサイトである<ref name=ref14><pubmed>14630216</pubmed></ref>。これらの阻害分子は、神経回路が形成されたのちに、その回路を大きく変化させず安定性を保つために発現しているものと考えられる。 | 一方で、オリゴデンドロサイトが作るミエリンには、[[Nogo]]、MAG、MOBPなどの軸索伸長阻害因子が発現している。成熟脳では、損傷を受けた場合、軸索再生がほとんど起こらないことが古くから知られているが、その阻害因子を作る細胞の一つがオリゴデンドロサイトである<ref name=ref14><pubmed>14630216</pubmed></ref>。これらの阻害分子は、神経回路が形成されたのちに、その回路を大きく変化させず安定性を保つために発現しているものと考えられる。 | ||
== オリゴデンドロサイトの発生 == | |||
オリゴデンドロサイトは、その発生の初期には神経管の限局した領域から出現する。オリゴデンドロサイト前駆細胞（oligodendrocyte precursor cell; OPC）に必須の転写因子であるOlig2の発現パターン等から、脊髄や後脳では底板に近接する腹側部から、終脳ではganglionic eminence（線条体原基）から出現することが明らかにされており、また間脳ででもZona limitance intrathalamica（視床内境界板）の腹側にある脳室層から産み出されると考えられる<ref name=ref20><pubmed>19390819</pubmed></ref>。これら初期のOPCの出現はソニックヘッジホッグにより誘導される<ref name=ref21><pubmed>8660875</pubmed></ref>。一方、初期の限局したOPCの誘導が終わった後には、比較的広い領域から比較的少数のOPCが誘導され、この発生にはFGFシグナルが関わると考えられている<ref name=ref22><pubmed>14660548</pubmed></ref>。 | |||
OPCは脳室層から出た後、活発な移動と増殖を行いながらその分布を広げる。OPCの段階では均等な間隔を持って分布しており、細胞が何らかの機構で一定の距離を保つように調整さていることが示唆されている<ref name=ref23><pubmed>17099706</pubmed></ref>。 | |||
OPCは、細胞表面抗原Pro-oligodendroblast、premyelinating oligodendrocyteの段階を経てミエリン形成をはじめる。マウスでは胎生終末期から新生児期に相当し、おおよそ基本的な神経回路は出来ている時期である（皮質脊髄路は形成途上である）。これは、ミエリン形成に軸索からのシグナルが必要であることと関連している。神経活動依存的に軸索からATPが分泌されこれがアストロサイトからのLIFの分泌を促進し、LIFがOPCからミエリン形成オリゴデンドロサイトへの分化を促進する<ref name=ref24><pubmed>16543131</pubmed></ref>。 | |||
== 付録 == | == 付録 == | ||
=== 網膜とオリゴデンドロサイト・ミエリン形成 === | |||
網膜と視神経は[[前脳胞]]に由来する構造であることから、[[中枢神経系]]に含まれる。視神経は、解剖学では便宜上[[脳神経]]のひとつとして[[末梢神経]]といっしょに扱われることがあるが、厳然として中枢神経の一部である。したがって視神経における髄鞘形成細胞はオリゴデンドロサイトである。一方、マウスや[[wikipedia:ja:ヒト|ヒト]]を含む多くの[[wikipedia:ja:哺乳類|哺乳動物]]網膜にはオリゴデンドロサイトは無く、網膜の視神経線維層の軸索は[[無髄線維]]である。一方、哺乳動物でも[[wikipedia:ja:ウサギ|ウサギ]]や、[[wikipedia:ja:鳥類|鳥類]]以下の[[wikipedia:ja:脊椎動物|脊椎動物]]の網膜にはオリゴデンドロサイトが存在し、視神経線維層の軸索もコンパクトなミエリンにより髄鞘化されている。視神経や網膜のオリゴデンドロサイトは、末梢神経の髄鞘形成細胞（シュワン細胞）では発現しないPLPを強く発現し、またそれ以外のミエリンタンパク質の発現も見られる<ref name=ref15><pubmed>21872683</pubmed></ref><ref name=ref16><pubmed>7691736</pubmed></ref>。網膜のオリゴデンドロサイトは、前脳に由来し視神経を通って網膜に移動してくる<ref name=ref17><pubmed>9714145</pubmed></ref><ref name=ref18><pubmed>20371817</pubmed></ref>。主に視神経線維層と[[神経節細胞層]]に位置し、少数のものは[[内網状層]]にもみられる。ニワトリの網膜のミエリンは、脳や脊髄のものと比べると層板形成が薄い傾向にある。このような種差は、視神経の網膜側末端（optic nerve head）の構造的・分子的な違いに由来すると考えられているが、詳細は明らかにされていない。またその存在の意義についても、不明な点が多い。 | |||
最近になって、ミエリン様構造が海産[[wikipedia:JA:無脊椎動物|無脊椎動物]]にも存在することが報告されており、驚異的な伝導速度の形成にかかわると考えられている<ref name=ref19><pubmed>21674501</pubmed></ref>。 | 最近になって、ミエリン様構造が海産[[wikipedia:JA:無脊椎動物|無脊椎動物]]にも存在することが報告されており、驚異的な伝導速度の形成にかかわると考えられている<ref name=ref19><pubmed>21674501</pubmed></ref>。 | ||
付記； | |||
付記； Neuroglia（Kettenmann and Ransom Editors）第3版が2012年のうちに出版される予定であり、そこにはより詳細な記載が含まれている。 | |||
== 関連項目 == | == 関連項目 == | ||