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脊椎動物では、神経芽細胞または原始神経細胞[1]は、それ以上分裂しない有糸分裂後の細胞であり[2] 、移動段階の後にニューロンに発達します。[3]ショウジョウバエなどの無脊椎動物では、神経芽細胞は神経前駆細胞であり、非対称に分裂して神経芽細胞と、神経芽細胞の種類に応じてさまざまな効力を持つ娘細胞を生成します。脊椎動物の神経芽細胞は放射状グリア細胞から分化し、ニューロンになることが決定しています。[4]神経幹細胞は、より多くの神経幹細胞を生成するために対称的にのみ分裂し、徐々に放射状グリア細胞に移行します。[5]放射状グリア細胞は放射状グリア前駆細胞とも呼ばれ、非対称に分裂して神経芽細胞と別の放射状グリア細胞を生成し、細胞周期に再び入ります。[5] [3]
この有糸分裂は、放射状グリア細胞が分裂して神経芽細胞を生成するときに、胚神経上皮（または胚帯）で発生します。神経芽細胞は上皮から分離して移動しますが、生成された放射状グリア前駆細胞は内腔上皮に留まります。移動する細胞はそれ以上分裂せず、これはニューロンの誕生日と呼ばれます。誕生日が最も早い細胞は短い距離しか移動しません。誕生日が遅い細胞は、大脳皮質のより外側の領域にさらに移動します。移動した細胞が占める位置によって、ニューロンの分化が決定されます。[6]
形成
神経芽細胞は放射状グリア細胞の非対称分裂によって形成されます。神経芽細胞は誕生するとすぐに移動を開始します。神経新生は神経幹細胞が放射状グリア細胞に移行したときにのみ起こります。[5]
差別化
神経芽細胞は、主に胚発生中のニューロンの前駆細胞として存在するが、成体神経新生に関与する細胞タイプの 1 つでもある。成体神経新生は、成熟した成体哺乳類の脳における神経幹細胞の分化と統合を特徴とする。このプロセスは、成体哺乳類の脳の海馬歯状回と脳室下帯で起こる。神経芽細胞は、あらゆるタイプの成熟神経細胞 (ニューロン、オリゴデンドロサイト、アストロサイトなど) に分化できる神経幹細胞が分裂してトランジット増幅細胞になったときに形成される。トランジット増幅細胞は神経幹細胞よりもわずかに分化が進んでおり、非対称に分裂して有糸分裂後の神経芽細胞や神経膠芽細胞、その他のトランジット増幅細胞を生成できる。トランジット増幅細胞の娘細胞である神経芽細胞は、最初は「後戻りできない地点」に達した神経幹細胞である。神経芽細胞は、他の神経細胞ではなくニューロンに成熟するように分化しています。[7]神経芽細胞は、脳の損傷や病気による細胞の損失に対抗するための治療に使用できる可能性があるため、広範囲に研究されていますが、その潜在的な有効性については議論があります。
移住
胎児期の神経芽細胞は神経管壁の中間マントル層を形成し、これが脊髄の灰白質を形成します。マントル層の外側の層は辺縁層で、脊髄の白質を形成する神経芽細胞の有髄軸索が含まれます。 [1]内側の層は上衣層で、脊髄の脳室と中心管の内壁を形成します。[8]
ヒトでは、成人の脳室下帯の幹細胞によって生成された神経芽細胞が脳損傷後の損傷部位に 移動する。しかし、それらは小さな介在ニューロン様細胞のサブタイプに限定されており、線条体回路の機能回復に寄与する可能性は低い。 [9]
臨床的意義
神経細胞移動障害と呼ばれる、深刻な問題を引き起こす可能性のある疾患がいくつかあります。これらは、神経芽細胞が標的の目的地に向かう途中で移動パターンが乱れることで発生します。この疾患には、滑脳症、小滑脳症、脳回肥厚、およびいくつかの種類の灰白質異所性症が含まれます。
神経芽細胞の発達ショウジョウバエ
ショウジョウバエのモデル生物であるキイロショウジョウバエでは 、神経芽細胞は神経前駆細胞であり、非対称に分裂して神経芽細胞と、神経細胞、神経節母細胞(GMC)、または中間神経前駆細胞のいずれかを生成します (神経芽細胞の種類によって異なります)。[10] [11]胚発生中、胚神経芽細胞は前頭神経外胚葉 (脳神経芽細胞の場合) または腹側神経索神経外胚葉 (腹部神経芽細胞の場合) から剥離します。幼虫の発達中、視葉神経芽細胞は外増殖中心と呼ばれる神経外胚葉から生成されます。[12]半節 (節の両側半分) あたり、800 を超える視葉神経芽細胞、105 の中心脳神経芽細胞、30 の腹部神経芽細胞があります。[11]
神経芽細胞は、3 種類の分裂タイプを経ることが知られています。タイプ 0 神経芽細胞は分裂して神経芽細胞と、直接単一のニューロンまたはグリアに分化する娘細胞を生成します。タイプ I 神経芽細胞は神経芽細胞と神経節母細胞(GMC) を生成します。神経節母細胞は終末分裂して兄弟ニューロンのペアを生成します。これは最も一般的な細胞分裂の形式で、腹部、視葉、および中枢脳神経芽細胞で観察されます。タイプ II 神経芽細胞は神経芽細胞とトランジット増幅中間神経前駆細胞 (INP) を生成します。INP はタイプ I 神経芽細胞と同様の方法で分裂し、INP と神経節母細胞を生成します。中枢脳にはタイプ II 神経芽細胞が 8 個しか存在しませんが、その系統はタイプ I 神経芽細胞よりもはるかに大きく複雑です。[11]多能性神経芽細胞から分化細胞の運命への切り替えは、タンパク質 Prospero、 Numb 、および Mirandaによって促進されます。プロスペロは分化を誘発する転写因子です。神経芽細胞で発現しますが、ミランダによって核から排除され、細胞基底皮質に繋がれます。これにより非対称分裂も起こり、プロスペロは 2 つの娘細胞のうち 1 つだけに局在します。分裂後、プロスペロは核に入り、それが存在する細胞は GMC になります。
神経芽細胞は、遺伝子発現の空間的および時間的制限の組み合わせを利用して、ハエの脳に存在する膨大な神経多様性を生み出すことができます。これにより、各神経芽細胞から生まれた子孫は、親神経芽細胞と誕生日の両方に応じて独自のアイデンティティを持ちます。[13]これは、神経芽細胞の前後軸と背腹軸に沿った位置に基づいており、神経芽細胞が連続的に分裂するときに特定の順序で発現する転写因子の時間的シーケンスにも基づいています。[14]
参照
参考文献
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- ^ ab パーヴス、デール (2012)。神経科学(第 5 版)。シナウアー アソシエイツ。p. 490。ISBN 9780878936953。
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