「嗅覚経路」の版間の差分

鋤鼻器　フェロモン受容体を発現する鋤鼻神経は、鼻中隔底部にある鋤鼻器に位置する。鋤鼻神経も嗅神経同様に双極性の細胞であり、細胞体から鋤鼻腔へと伸びる樹状突起、および、基底部さらには副嗅球へと向かう軸索を有している。鋤鼻神経は嗅神経とは異なり微絨毛を持ち、微絨毛上に存在するフェロモン受容体によって、鋤鼻腔に入ってきたフェロモンが受容される。フェロモン受容体にはV1RとV2Rの2つのファミリーがあり、両者ともGタンパク質共役7回膜貫通型であるが、互いの相同性は低い。鋤鼻神経においても、個々の神経は一種類のフェロモン受容体のみを発現している（但しV2Rのうちc-familyに属するものは他のV2rと共発現する<ref><pubmed> 11157070 </pubmed></ref><ref><pubmed> 21112400 </pubmed></ref>）。V1RはGタンパク質Gai2、V2RはGoとそれぞれ共役しており、フェロモンのシグナル伝達に関わっている。また、一部の鋤鼻神経はホルミルペプチド受容体(Fpr)を発現している<ref><pubmed> 19497865 </pubmed></ref><ref><pubmed> 19387439 </pubmed></ref>。鋤鼻器ではこれまで５つのFpr遺伝子の発現が知られているが、いずれも互いに排他的（一神経に一遺伝子のみ）に発現している。また、哺乳類の嗅覚受容体とは全く異なる構造の嗅覚受容体を持つショウジョウバエの嗅覚系においても、個々の嗅神経は一種類の受容体のみを発現する。両嗅覚系は独立して発生してきたことから、一神経に一受容体遺伝子のみが発現する様式は、収斂進化による匂い感知の機構であると考えられる。

グルンベルグ神経節　グルンベルグ神経節は鼻腔前庭部に位置し、数百個の神経細胞から構成されている。グルンベルグ神経は嗅神経や鋤鼻神経と同様に、嗅球へと軸索を投射することなどから、主嗅覚系や鋤鼻系とは構造が異なるものの嗅覚系のサブシステムの１つであると考えられている。グルンベルグ神経節は警報フェロモン<ref><pubmed> 18719286 </pubmed></ref>や二酸化炭素<ref><pubmed> 17702944 </pubmed></ref>、あるいは低温の温度刺激<ref><pubmed> 18973593 </pubmed></ref>によって活性化される。グルンベルグ神経節には嗅覚受容体、V2R、TAAR、グアニル酸シクラーゼG（GC-G）などが発現しており<ref><pubmed> 16805845 </pubmed></ref><ref><pubmed> 17556730 </pubmed></ref>、受容体の候補として考えられているが詳しい事はわかっていない。ヒトでは胎児においてグルンベルグ神経節様の構造が見られることが報告されているが<ref><pubmed> 4749131 </pubmed></ref>、成人における存在は知られていない。

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。

副嗅球　鋤鼻神経の軸索は嗅球後側部に位置する副嗅球の糸球へと投射する。この糸球において、副嗅球の投射神経である僧帽房飾細胞と興奮性シナプスを形成する（副嗅球においては僧帽細胞と房飾細胞の形態の区別が小さい）。同一のフェロモン受容体を発現する鋤鼻神経群は、主嗅覚系とは異なり、数十個もの糸球群へと軸索を投射している<ref><pubmed> 10219242 </pubmed></ref><ref><pubmed> 10219241 </pubmed></ref>（図２）。一方、僧帽房飾細胞も主嗅球の僧帽細胞や房飾細胞とは異なり、複数の糸球へと樹状突起を伸張している。僧帽房飾細胞はランダムな糸球に投射するのではなく、同一の僧帽房飾細胞によって投射される糸球郡は、同じフェロモン受容体あるいは配列が類似したフェロモン受容体を発現する鋤鼻神経からの投射を受けている<ref><pubmed> 12354396 </pubmed></ref><ref><pubmed> 22674266 </pubmed></ref><ref><pubmed> 16731509 </pubmed></ref>。これにより僧帽房飾細胞において、類似したフェロモン受容の情報が統合されていると考えられている。副嗅球においても主嗅球同様、僧帽房飾細胞は抑制性神経である顆粒細胞と相反性シナプスを形成している。

ネックレース糸球体[[ファイル:Tomohikomatsuo Fig3.jpg|サムネイル|200px|図３ グルンベルグ神経節細胞とGC-D陽性神経細胞のネックレス糸球体への投射　マウス嗅球後背側部を後方から見た写真。グルンベルグ神経節細胞の軸索が緑色、GC-D陽性神経細胞の軸索が赤色に染色されている。<ref name=ref25><pubmed> 22745317 </pubmed></ref>。D :背側、L :外側。]]

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>。

鋤鼻皮質　副嗅球の僧帽房飾細胞の軸索は扁桃体内側核や後内側扁桃体皮質核などの扁桃体内側部や、分界条床核、副嗅索核に投射する。主嗅覚系と鋤鼻系の二次神経の投射先は大きく異なっているが、一部の扁桃体亜核などでは両嗅覚系からの投射を受けており、これらの領域では主嗅覚系と鋤鼻系からの嗅覚情報の統合が起きていると考えられる<ref name=ref30><pubmed> 18929620 </pubmed></ref>。