「蓋板」の版間の差分

== 蓋板依存的な中枢神経系背側のパターン形成  ==

　分化した蓋板は形成中心(organizing center)としてシグナル分子を分泌し、脊髄背側の神経細胞の分化を誘導する。  

　蓋板が脊髄背側の神経の運命決定に関わっていることを示す最初の知見は、未分化な神経板に蓋板を移植すると[[dI1]]と[[dI3]]という背側の[[脊髄介在ニューロン|介在神経]]細胞(dorsal interneuron)が誘導されるという発見であった<ref name=Liem/>。その後、蓋板に特異的な[[Gdf]] (growth differentiation factor) 7遺伝子の[[プロモータ]]を利用して[[wikipedia:ja:ジフテリアトキシン|ジフテリアトキシン]]を発現させるGdf7-DTAマウスを用いて蓋板を欠失させると、最も背側のdI1-3は誘導されず、これを補うように腹側の[[dI4]]-[[dI6|6]]が余計に誘導されること、また、dI1-3の前駆細胞が失われたことによってではなく、蓋板からのシグナルが発信されないことによってdI1-3が誘導されないことがわかり、背側の介在神経細胞はデフォルトではdI4-6になるが、蓋板に近い領域では蓋板からのシグナルがそれを抑制してdI1-3に方向付けることが明らかになった<ref><pubmed>10693795</pubmed></ref>。<br> 一方、dreherマウスでは蓋板の欠失だけでなくdI1の減少も認められた。Lmx1aは蓋板でのみ発現しているので、これは蓋板からのnon-autonomousなシグナルが働いていることを示唆している<ref name=Millonig/><ref name=Millen><pubmed>15183721</pubmed></ref>。このnon-autonomousな蓋板のシグナルの存在は、ニワトリ神経板でLmx1aやLmx1bを発現させて異所性に蓋板をつくると、その場所ではdI2-6の代わりにdI1がnon-autonomousに誘導されることからも示された<ref name=Chizhikov/><ref name=ChizhikovJN/>。  

　蓋板の形成や背側のパターン形成における蓋板の役割は、脊髄以外の中枢神経系では脊髄の場合ほどには詳しく解析されていないが、吻側の中枢神経系の背側のパターン形成に蓋板シグナルが重要であることを示す研究が複数報告されている。  

　[[後脳]](hindbrain)の最前部である[[菱脳分節]](rhombomere)1の背側からは[[小脳]]が形成され、特に小脳[[顆粒細胞]](granule cells)は[[菱脳唇]](rhombic lip)から誘導される最も背側の神経細胞である。マウス後脳の蓋板ではGdf7や[[Bmp6]]/[[Bmp7|7]]が発現しており、これらのBMPシグナルは小脳顆粒細胞の特異化プログラムをスタートさせるのに十分であることが、explantを用いた実験で示されている<ref><pubmed>10448218</pubmed></ref>。ただし、これらのBMP分子は蓋板だけでなく隣接した非神経性の外胚葉にも発現しているので、本当に蓋板シグナルによって顆粒細胞が誘導されるのかどうかははっきりしない。一方、Lmx1aは蓋板に発現しており、蓋板の形成に必要である。Dreherマウスは将来小脳になる領域と隣接する蓋板が著しく小さくなっており、成体では正中領域の[[虫部]]の大半が失われて小脳が矮小化している<ref><pubmed>10842066</pubmed></ref><ref name=Millonig/>。  

　菱脳分節1背側部からはまた、[[青斑核]]の[[ノルアドレナリン]]作動性ニューロンが分化する。青斑核ニューロンはMash1陽性の[[脳室帯]]で産生され、[[ホメオドメイン転写因子]]である[[Phox2a]]、[[Phox2b]]を発現して最終的な分布領域である橋の背側部に移動する。ニワトリで[[中脳後脳境界部]]に[[noggin]]を加えてBMPシグナルを阻害すると[[Phox2]]陽性のニューロンが完全に失われるか、あるいは背側にずれる<ref><pubmed>11861481</pubmed></ref>。  

　マウスの吻側中枢神経系の蓋板ではBMPシグナルのエフェクターである[[Msx1]]が発現しており、そのノックアウトマウスは間脳の蓋板を特異的に欠失している。その結果、正中の両側で[[Pax6]]/[[Pax7|7]]や[[Lim1]]の発現が抑制され、[[交連下器官]]の形成不全が起きて胎生期[[水頭症]]になる<ref><pubmed>12874124</pubmed></ref>。また、[[En1]]を[[間脳]]の背側正中部で異所性に発現する[[トランスジェニックマウス]]では蓋板、ひいては交連下器官ができず、また[[後交連]]も形成されない。これらのマウス系統ではどちらも、間脳背側の最前部にできる[[松果体]]の形成が不全である<ref><pubmed>10952903</pubmed></ref>。また、[[ゼブラフィッシュ]]においても正常な背側正中部の形成と[[nodal]]のシグナルが松果体の正確なパターニングに必要である<ref><pubmed>11144351</pubmed></ref><ref><pubmed>11060236</pubmed></ref>。  

　終脳領域では蓋板を含む背側正中領域は陥入して2つの大脳半球の間に潜り込む。蓋板は後に[[脈略叢]]および[[cortical hem]]となる。Gdf7-DTAマウスで終脳の蓋板を破壊すると、脈略叢とcortical hemの細胞が劇的に減少するだけでなく、隣接する皮質領域も低形成となり、Lhx2の発現が低下する。すなわち、脈略叢とcortical hemはLhx2発現領域のパターニングに重要である。

　蓋板とそれに由来する脈略叢とcortical hemにはBMPやWNTのシグナル分子が発現している。BMPシグナルの終脳背側のパターニングへの関与を示すデータとしては、外来性のBMPがニワトリ前脳のパターニングに異常を引き起こすこと<ref><pubmed>10051661</pubmed></ref>、Bmp5/Bmp7のダブルノックアウトマウスやBMPシグナルの[[アンタゴニスト]]である[[Chordin]]あるいはNogginを投与したマウスにおいて前脳の低形成あるは形成異常が認められること<ref><pubmed>10079236</pubmed></ref><ref><pubmed>10688202</pubmed></ref>などがある。また、[[Foxg1]]-[[Cre]]マウスを用いてBMPレセプターBmpr1aを終脳特異的に欠失させると、脈略叢が特異的に失われた<ref><pubmed>12354394</pubmed></ref>。一方、[[nestinエンハンサー]]を用いて活性型のBmpr1aを強制発現させると終脳の翼板（神経管の背側半分）がすべて脈略叢になった<ref><pubmed>11511541</pubmed></ref>。これらの結果は、終脳においてはBMPシグナルは広い領域に濃度依存的に作用するのではなく、正中領域のパターニングのみに必要であることを示唆している。  

== 交連性神経の軸索誘導  ==