「オリゴデンドロサイト」の版間の差分

 

{{box|text=　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>。}}

 

　オリゴデンドロサイトは、[[w:es:P%C3%ADo_del_R%C3%ADo_Hortega|Pio Del Rio-Hortega]] が、炭酸銀法と呼ばれる[[鍍銀染色]]法を開発して見出した。当時、すでにニューロンと[[アストロサイト]]は見つかっており、アストロサイトより少ない突起を持つグリア細胞という意味で名前が付けられた<ref name=ref2>'''工藤佳久. (2011)'''<br>脳とグリア細胞　知りたいサイエンス092, ''技術評論社''</ref><ref name=ref3>'''Verkhratsky A, and Butt A.'''<br>Glial Neurobiology, a textbook.<br>''Wiley'', 2007</ref>。現在では、発見されていた当時に考えられていたより多くの突起を持つことが明らかにされている（図1）。

　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]]では線条体原基 (ganglionic eminence)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[[視床内境界板]] (zona limitance intrathalamica)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>。これら初期のオリゴデンドロサイト前駆細胞の出現は[[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、初期の限局したオリゴデンドロサイト前駆細胞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オリゴデンドロサイト前駆細胞が誘導され、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>。

 

　オリゴデンドロサイト前駆細胞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。オリゴデンドロサイト前駆細胞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>。

 

　オリゴデンドロサイト前駆細胞は、細胞表面抗原Pro-oligodendroblast、[[ミエリン形成前オリゴデンドロサイト]] (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[[白血病抑制因子]] (leukemia inhibitory factor, [[LIF]])の分泌を促進し、LIFがオリゴデンドロサイト前駆細胞からミエリン形成オリゴデンドロサイトへの[[細胞分化|分化]]を促進する<ref name=ref24><pubmed>16543131</pubmed></ref>。

　オリゴデンドロサイトは、[[wj: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[[wj: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ハイブリダイゼーション法]]や[[wj: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）。

　電子顕微鏡観察に基づく典型的なオリゴデンドロサイトは、細胞質も[[wj:核|核]]も電子密度が高く暗調である（図2）。ゴルジ装置、粗面小胞体、[[微小管]]はよく発達しており（図1B）、[[中心体#構造および性質|中心小体]]がみられることもある。しかし、アストロサイトでみられる[[wj:グリコーゲン|グリコーゲン]]顆粒や中間径フィラメントは、オリゴデンドロサイトは持たないとされている。オリゴデンドロサイトには、ミエリンを形成しないものがあることやミエリンを形成していても、細胞体から離れたところに位置するため、ミエリンの有無は必ずしも微細形態上の特徴とはならない。核内の異染色質および正染色質ともに暗調であること、粗面小胞体が層板状に見られること、ゴルジ装置は比較的大きい腔を持つことなどが形態的特徴である（図２B）。一方、ミエリン形成を始めたばかりのオリゴデンドロサイトは、電子密度は低く明調である<ref name=ref6>'''Peters A, Palay SL, Webster H de F'''<br>Fine structure of the nervous system. 3rd ed., <br>[[Oxford Univ. Press]], 1991</ref><ref name=ref7>'''森司郎'''<br>稀突起膠細胞、小膠細胞．「神経：人体組織学8」（橋本、山元　編）<br>''朝倉書店'', 1984, pp117-132.</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[[wj:蛍光|蛍光]]色素や[[wj:西洋わさび|西洋わさび]][[wj: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[[wj: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 ===

　オリゴデンドロサイトはミエリン形成をおこなうことから、ミエリンタンパク質やミエリンに含まれる[[wj:脂質|脂質]]を特異的に発現する。したがって、そのような分子がマーカーとなりうる。

==== 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[[wj: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、[[wj: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[[wj:ヒドロキシ基|ヒドロキシ基]]に[[wj: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[[wj: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 ====

　主なミエリンタンパク質として[[ミエリン・プロテオリピッドタンパク質]]（myelin proteolipid protein; PLP）と[[ミエリン塩基性タンパク質]]（myelin basic protein; MBP）がある。PLPは、中枢神経系のミエリンに特異的に発現する（PLPの[[mRNA]]は[[末梢神経系]]でも発現が認められる）。4回膜貫通型タンパク質であり細胞外ドメインでミエリン膜どうしの相互作用に関わるとされている。MBPは、ミエリン膜の裏打ちタンパク質であり多くのスプライスバリアントが知られている。PLPまたはMBPの遺伝子が変異した自然発症ミュータントマウスでは、ミエリンの形成がみられない<ref name=ref11><pubmed>1709560</pubmed></ref>。このほか、ミエリンに豊富に含まれるタンパク質としては[[cyclicnucleotide phosphodiesterase]] (CNPase)、[[myelin-associated oligodendrocyte basic protein]] (MOBP)、[[myelin oligodendrocyte glycoprotein]] (MOG)、[[myelin-associated glycoprotein]] (MAG)などがある。成熟脳において、これらのミエリンタンパク質や脂質はミエリン膜に局在することが多く、免疫組織化学染色法では細胞体の検出は難しい。 細胞体の検出には、これらミエリンタンパク質や上記の脂質合成にかかわる酵素（CGTやCST）のmRNAを検出する[[In situハイブリダイゼーション法]]がしばしば用いられている。

　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[[wj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 />。

　最近になって、ミエリン様構造が海産[[wj: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>。