「ガイドポスト細胞」の版間の差分

== 発見 ==

　ガイドポスト細胞としての特性を持った細胞は、[[wj:トノサマバッタ|トノサマバッタ]]の[[wj:付属肢|付属肢]]を用いた研究で最初に報告された（'''図1'''）<ref name=ref6 />。発生中のバッタ胚の付属肢では、先端に[[Ti1]]と呼ばれる[[感覚神経細胞]]が生じる。このTi1神経細胞は組織の中に最初に神経軸索を伸ばす[[パイオニアニューロン]]で、大きな屈曲を含む特定の経路を経由して中枢へと軸索を投射する<ref><pubmed> 1264194 </pubmed></ref>。この特徴的な軸索経路には、Ti1の軸索が伸長する前に、いくつかの抗体で選択的に識別される特殊な細胞が飛び石状に分布する。これらの細胞はそれぞれ[[Fe1]]、[[Tr1]]、[[Cx1]]と名付けられている。

== 哺乳類の神経系におけるガイドポスト細胞 ==

[[image:ガイドポスト細胞_fig_3.png|350px|thumb|right|'''図2．マウス胚の大脳皮質、基底核原基、視床を含んだ脳断面の模式図'''<br>上が背側、左が側方。外側基底核原基とcorridor cellsなどの外側基底核原基に由来する組織をピンク色で、内側基底核原基と内側基底核原基に由来する組織を水色で、大脳皮質へ投射する視床の神経細胞とその軸索を緑色で示した。<br>（A）正常な発生；胎生12日目胚では、外側基底核原基に由来するcorridor cellsが内側基底核原基の特定の領域へ侵入して帯状に配列する。胎生15日目胚になると、視床の神経軸索がcorridor cellsの配列に沿って内側基底核原基を通過し、大脳皮質へと伸長する。<br>（B）Mash-1を欠失したマウス胚；corridor cellsの配列が内側基底核原基に形成されず、視床の軸索は内側基底核原基を通過することが出来ない<ref name=ref4 />。]]

　内側基底核原基の中に視床の軸索が通過するための回廊（corridor）のように配列することから名付けられた<ref name=ref4><pubmed> 16615895 </pubmed></ref>。corridor cellsは[[外側基底核原基]]（LGE: lateral ganglionic eminence）に由来する[[GABA]]作動性の神経細胞である<ref name=ref4 />。背側視床から大脳皮質へ投射する[[視床皮質路]]（thalamocortical projection）の神経軸索は、途中の内側基底核原基を通過する際に特定の経路を伸長する。この経路には、視床の軸索が侵入する前に、近傍の外側基底核原基で生まれたcorridor cellsが移動してきて帯状に配列する。視床の軸索は軸索の束（[[内包]]：internal capsule）を作りながらcorridor cellsの配列に沿って内側基底核原基を通過する<ref name=ref4 /><ref name=ref7><pubmed> 24742382 </pubmed></ref>。

　corridor cellsは膜分子の[[ニューレグリン]]-1を発現し、視床の軸索はニューレグリン-1の受容体膜分子である[[ErbB4]]を発現する。ニューレグリン-1やErbB4を欠失したマウス胚では、corridor cellsの配列に大きな異常が認められないにもかかわらず、背側視床から皮質への軸索投射に大きな異常が生じることから、corridor cellsによる視床軸索のガイドにはニューレグリン-1/ErbB4シグナルが関与している可能性が高い<ref name=ref4 />。

[[image:ガイドポスト細胞_fig_4.png|350px|thumb|right|'''図3．マウス胚の終脳を側面から見た模式図。左が脳の先端'''<br>lot細胞をピンク色で、嗅球の投射神経細胞とその軸索を緑色で示した。<br>（A）正常な発生；胎生12日目胚では、lot細胞が終脳の表層に弧を描くように帯状に分布する。胎生14日目胚になると、lot細胞の配列の上を嗅球の神経軸索が伸長する。<br>（B）lot細胞を除去した場合；破線で囲った領域のlot細胞を薬剤で除去しておくと、嗅球の神経軸索はlot細胞が失われた領域に侵入しなくなる<ref name=ref1 />。]]

　lot細胞は[[代謝活性型グルタミン酸受容体1]] ([[mGluR1]])を認識する[[wj:モノクローナル抗体|モノクローナル抗体]]による染色パターンを手掛かりとして、マウス初期胚の[[終脳]]で見つかった<ref name=ref1><pubmed> 9742149 </pubmed></ref><ref><pubmed> 22539416 </pubmed></ref>。lot細胞は終脳の背側領域で早い時期に誕生し終脳表層を腹側接線方向へ移動する<ref><pubmed> 10908621 </pubmed></ref><ref name=ref2><pubmed> 16439477 </pubmed></ref><ref><pubmed> 18434520 </pubmed></ref>。このような発生様式に加えて、lot細胞は[[カハールレチウス細胞]]に特有な[[p73]]を発現することや、細胞運命を追跡した研究などから、近年ではlot細胞をカハールレチウス細胞のサブグループとする考えもある<ref name=ref3><pubmed> 24403153 </pubmed></ref><ref name=ref><pubmed> 27693257 </pubmed></ref>。嗅球の投射神経細胞は終脳表層の特定の領域に弧を描くように軸索を伸長する。この経路には、嗅球の軸索が伸長するよりも前にlot細胞が移動してきて帯状に配列する。嗅球の軸索は軸索の束（[[外側嗅索]]：lateral olfactory tract）を作りながらlot細胞の配列に沿って終脳表層を伸長する<ref name=ref1 />。

　lot細胞の配列と嗅球の軸索伸長は、マウス胚から終脳だけを取り出して培養しても再現することが出来る<ref><pubmed> 8821172 </pubmed></ref><ref name=ref1 />。薬剤を用いてlot細胞を部分的に除去した終脳を培養すると、嗅球の軸索はlot細胞が失われた領域に侵入しなくなる<ref name=ref1 />。軸索ガイダンスシグナルとして有名な[[ネトリン-1]]/[[DCC]]シグナルを欠失したマウス胚ではlot細胞の配列が部分的に失われるが、このlot細胞を欠く領域には嗅球の軸索が侵入しない<ref name=ref2 />。転写因子の[[Lhx2]]を欠失したマウス胚では、lot細胞の分布パターンと嗅球から終脳への軸索投射が大きく乱れる。正常なマウス胚の嗅球とLhx2を欠失したマウス胚の終脳を組み合わせて培養しても嗅球から終脳への軸索伸長は異常なままだが、Lhx2を欠失したマウス胚の嗅球と正常なマウス胚の終脳を組み合わせて培養すると、嗅球の軸索はlot細胞が配列した終脳の正しい場所を伸長する<ref><pubmed> 17329426 </pubmed></ref>。転写因子の[[Neurog1]]と[[Neurog2]]を両方欠失したマウス胚では、lot細胞の数が著しく減少するとともに、嗅球から終脳への軸索投射も失われる<ref name=ref3 />。これらの結果は、lot細胞が外側嗅索を形成する嗅球軸索のガイドポスト細胞であり、lot細胞の配列が嗅球から終脳への正常な軸索投射に必要であることを示している。

　大脳皮質の左右をつなぐ交連性神経細胞の軸索は、終脳背側正中部の特定の領域を軸索の束（[[脳梁]]：corpus callosum）を形成しながら通過する。脳梁ができる領域には、交連性神経細胞の軸索が通過するよりも前に、近隣の大脳皮質の[[脳室下帯]]（subventricular zone）で生じた神経細胞が正中部を左右に貫くように帯状に配列して[[glial sling]]と呼ばれる構造を形成する。その後、交連性神経細胞の軸索はglial slingに沿って脳の正中部を通過し、反対側の大脳皮質へと投射する<ref><pubmed> 12756176 </pubmed></ref>。glial slingの構造は生後しばらくすると消失する。

　転写因子の[[Nfia]]を欠失したマウス胚では、glial slingを形成するはずの神経細胞が終脳背側正中領域ではなく[[中隔野]]（septum）へと異所的に移動してしまうためにglial slingが形成されず、脳梁も形成されない<ref><pubmed> 12514217 </pubmed></ref>。この結果は、glial slingを形成する神経細胞が脳梁を形成する交連性神経細胞のガイドポスト細胞である可能性を強く示唆している。

　視交叉が形成される領域には、視神経軸索が伸びてくる前に、膜分子の[[CD44]]を発現する神経細胞が逆V字を描くように配列する。抗体反応を利用してCD44陽性細胞を欠失させたマウス胚では、視神経軸索は視交叉で交差する前に停止してしまい、脳の反対側へと伸長することができなくなる。これらの結果は、CD44陽性細胞は視神経軸索が視交叉で交差することをサポートするガイドポスト細胞である可能性を強く示唆している<ref><pubmed> 7514428 </pubmed></ref><ref><pubmed> 7541558 </pubmed></ref>。

　マウスの視神経軸索の一部は視交叉で交差せずに同側の脳へと投射する。これら同側の脳へと投射する視神経軸索は受容体型膜分子である[[EphB1]]を発現するが、間脳の視交叉近傍の[[放射状グリア]]細胞（radial glia cells）は視交叉の形成時期に一過的にEphB1のリガンド分子である[[Ephrin-B2]]を発現する。それゆえEprin-B2/EphB1シグナルを受けた視神経軸索が視交叉の手前で反転して同側の脳へと投射するようガイドされている可能性がある。実際にEphB1を欠失したマウス胚では同側の脳へと投射する視神経軸索の量が減少することから、視交叉近傍の放射状グリア細胞は一部の視神経軸索に対して視交叉を交差しないように働きかけるガイドポスト細胞である可能性が高い<ref><pubmed> 7751940 </pubmed></ref><ref><pubmed> 12971893 </pubmed></ref>。

　大脳皮質が形成される過程で[[皮質板]]（cortical plate）の深層側に位置する[[サブプレート]]（subplate）には、発生の早い時期に誕生する神経細胞が一過的に分布する。これらサブプレートの神経細胞は視床から伸長してきた神経軸索に対して、皮質板への投射を一時的に待機（waiting period）させるように働くことが報告されている。