網膜神経節細胞

網膜神経節細胞
網膜層の断面を示す図。「神経節層」と表示された領域には網膜神経節細胞が含まれています。
識別子
メッシュ	D012165
ニューロレックスID	ニフェクスト17
ＦＭＡ	67765
神経解剖学の解剖用語 [Wikidataで編集]

網膜神経節細胞（RGC ）は、眼の網膜の内面（神経節細胞層）近くに位置するニューロンの一種である。RGCは、双極細胞と網膜アマクリン細胞という2種類の中間ニューロンを介して光受容体から視覚情報を受け取る。網膜アマクリン細胞、特に狭視野細胞は、神経節細胞層内に機能サブユニットを作成し、神経節細胞が短い距離を移動する小さな点を観察できるようにするために重要である。^{[1]網膜神経節細胞は、網膜からの画像形成および非画像形成の視覚情報を}活動電位の形で視床、視床下部、中脳または中脳のいくつかの領域に集合的に伝達する。

網膜神経節細胞は、大きさ、接続、視覚刺激に対する反応の点で大きく異なりますが、脳に伸びる長い軸索を持つという特徴は共通しています。これらの軸索は、視神経、視交叉、視索を形成します。

網膜神経節細胞のごく一部は視覚にほとんどまたは全く寄与しませんが、それ自体は光感受性であり、その軸索は網膜視床下部路を形成し、概日リズムや瞳孔光反射（瞳孔の大きさを変える）に寄与します。

人間の網膜には約 70 万から 150 万の網膜神経節細胞があります。^[2]網膜あたり約 460 万の錐体細胞と 9200 万の桿体細胞、つまり 9660 万の光受容体があり、 ^[3]平均して各網膜神経節細胞は約 100 個の桿体と錐体から入力を受け取ります。ただし、これらの数は個人差が大きく、網膜の位置によっても異なります。中心窩(網膜の中心) では、1 つの神経節細胞が 5 個程度の光受容体と通信します。最周辺部 (網膜の端) では、1 つの神経節細胞が何千もの光受容体から情報を受け取ります。^[要出典]

網膜神経節細胞は、安静時に基本速度で 活動電位を自発的に発火します。網膜神経節細胞が興奮すると発火速度が増加し、抑制されると発火速度が低下します。

神経節細胞の種類は種によって大きく異なります。人間を含む霊長類では、一般的に 3 つのクラスの RGC が存在します。

• W 神経節: 小さく、全体の 40% を占め、網膜の広い領域で、桿体からの興奮。領域内の任意の方向の動きを検出します。
• X 神経節: 中程度の直径、全体の 55%、視野が狭い、色覚。持続的な反応。
• Y 神経節: 最大、5%、非常に広い樹状突起領域、急速な眼球運動または光強度の急激な変化に反応します。一過性の反応です。

W、X、Y網膜神経節型は猫の研究から生まれた。^{[4] [5] [6]これらの生理学的型は、それぞれの}形態学的網膜神経節型、およびと密接に関連している。^{[5] : 416}${\displaystyle \gamma}$${\displaystyle \beta}$${\displaystyle \alpha}$

網膜神経節細胞は、その投射と機能に基づいて、少なくとも 5 つの主要なクラスに分けられます。

• ミゼット細胞（小細胞/P経路; P細胞）
• パラソル細胞（マグノ細胞/M経路; M細胞）
• 二層細胞（コニオセルラー/K経路; K細胞）
• 光感受性神経節細胞
• 眼球運動（サッカード）のために上丘に投射する他の神経節細胞^[7]

P 型網膜神経節細胞は、外側膝状核の小細胞層に投射する。これらの細胞は、樹状突起と細胞体が小さいことから、小型網膜神経節細胞として知られている。網膜神経節細胞全体の約 80% が小細胞経路の小型細胞である。これらは比較的少数の桿体と錐体から入力を受け取る。伝導速度は遅く、色の変化には反応するが、コントラストの変化には変化が大きくない限り弱くしか反応しない。これらは単純な中心-周囲受容野を持ち、中心は ON または OFF で、周囲はその反対である。

M 型網膜神経節細胞は、外側膝状核の大細胞層に投射します。これらの細胞は、樹状突起と細胞体が大きいことから、パラソル網膜神経節細胞として知られています。網膜神経節細胞の約 10% がパラソル細胞であり、これらの細胞は大細胞経路の一部です。これらの細胞は、比較的多くの桿体と錐体から入力を受け取ります。伝導速度が速く、低コントラストの刺激に反応できますが、色の変化にはあまり敏感ではありません。これらの細胞は、中心から周囲まで、はるかに 広い受容野を持っています。

BiK 型網膜神経節細胞は、外側膝状核のコニオセルラー層に投射します。K 型網膜神経節細胞は、比較的最近になってようやく特定されました。コニオセルラーとは「塵のように小さな細胞」という意味で、サイズが小さいため見つけるのが困難でした。網膜神経節細胞の約 10% は二層細胞で、これらの細胞はコニオセルラー経路を通過します。これらの細胞は、中程度の数の桿体と錐体から入力を受け取ります。これらの細胞は、色覚に関与している可能性があります。これらの細胞は、中心のみ (周囲なし) を持つ非常に大きな受容野を持ち、常に青錐体に対して ON、赤錐体と緑錐体に対して OFF です。

光感受性神経節細胞（巨大網膜神経節細胞を含むがこれに限定されない）は、独自の光色素であるメラノプシンを含み、桿体や錐体がない場合でも光に直接反応する。これらの細胞は、概日リズムを設定および維持するために、網膜視床下部路を介して視交叉上核（SCN）などの領域に投射する。外側膝状体核（LGN）に投射する他の網膜神経節細胞には、瞳孔対光反射を制御するエディンガー・ウェストファル核（EW）と接続する細胞や、巨大網膜神経節細胞がある。

_{成熟した神経節細胞のほとんどはKv3}カリウムチャネルを発現しているため、高頻度で活動電位を発火させることができる。^{[9] [10] [11]}

網膜神経節細胞（視神経）の軸索の変性は緑内障の特徴である。^[12]

網膜神経節細胞（RGC）は、マウスでは胎生11日目から出生後0日目の間に、ヒトでは子宮内で5週目から18週目の間に誕生する。^{[13] [14] [15]哺乳類では、RGCは通常、}眼杯の背側中央部分、つまり眼原基に最初に追加される。次に、RCの成長はそこから波のようなパターンで腹側および末梢方向に広がる。 ^[16]このプロセスは、FGF3やFGF8などのシグナル伝達因子から、Notchシグナル伝達経路の適切な阻害に至るまで、多くの要因に依存する。最も重要なのは、bHLH（基本ヘリックスループヘリックス）ドメインを含む転写因子Atoh7と、Brn3bやIsl-1などのその下流エフェクターが、RGCの生存と分化を促進するように働くことである。^[13]網膜全体のRGCの発達を促進する「分化波」も、特に末梢から発生するbHLH因子Neurog2とAscl1、およびFGF/Shhシグナル伝達によって制御される。^{[13] [16] [17]}

初期の前駆RGCは典型的には、網膜の内外境界膜に接続する突起を伸ばし、外層は網膜色素上皮に隣接し、内層は将来の硝子体に隣接します。細胞体は色素上皮に向かって引っ張られ、最終的な細胞分裂と分化を経て、細胞体転座と呼ばれるプロセスで内境界膜に向かって後方に移動します。RGC細胞体転座の動態と基礎となるメカニズムは、ゼブラフィッシュで最もよく理解されています。^[18]次に、RGCは網膜神経節細胞層に軸索を伸ばし、ラミニンとの接触によって方向付けられます。^{[19] RGCの頂端突起の退縮は、} Slit-Roboシグナル伝達によって媒介される可能性があります。^[13]

RGCは、内側表面（将来の硝子体に最も近い側）に位置するグリア細胞の末端足に沿って成長します。神経細胞接着分子（N-CAM）は、同種アイソフォーム（AまたはB）の分子間の同種親和性相互作用を介してこの接着を仲介します。スリットシグナル伝達も役割を果たし、RGCが視神経繊維層を超えて成長するのを防ぎます。^[20]

RGC からの軸索は成長して視神経乳頭に向かって伸び、そこから眼から出ていきます。分化すると、軸索は抑制性の周辺領域と中心の誘引領域に接し、視神経乳頭への軸索の伸びが促進されます。CSPG は、網膜神経上皮 (RGC が位置する表面) に沿って、周辺高中心低の勾配で存在します。^[13] Slit も同様のパターンで発現し、水晶体の細胞から分泌されます。^[20] N-CAM や L1 などの接着分子は、中心での成長を促進し、RGC 軸索を適切に束ねる (束ねる) のにも役立ちます。Shh は、中心高、周辺低の勾配で発現し、Shh の主要受容体である Patched-1 を介したシグナル伝達を介して、中心に投射する RGC 軸索の伸びを促進します。^[21]

RGCは、45°の方向転換を必要とする視神経乳頭を通って網膜神経節細胞層から出る。^{[13]これには、RGC軸索の成長円錐上のDCC受容体と相互作用する}モルフォゲンであるネトリン-1の局所勾配を発現する視神経乳頭グリア細胞との複雑な相互作用が必要である。このモルフォゲンは、最初はRGC軸索を引き付けるが、その後、RGCの成長円錐の内部変化により、ネトリン-1は反発的になり、軸索を視神経乳頭から押しのける。^[22]これは、cAMP依存性メカニズムによって媒介される。さらに、CSPGおよびEph-エフリンシグナル伝達も関与している可能性がある。

RGCは視神経のグリア細胞の末端に沿って成長する。これらのグリアは反発性のセマフォリン5aとスリットを分泌し、視神経を覆い、視神経内に留まるようにする。転写因子であるVax1は、視交叉が形成される領域の腹側間脳とグリア細胞によって発現され、視交叉形成を制御するために分泌されることもある。^[23]

マウスでは胎生10～11日頃にRGCが腹側間脳にある視交叉（2つの視神経が交わる点）に近づくと、RGCは対側視索に渡るか同側視索に留まるかの決定を下さなければなりません。マウスでは、RGCの約5％（ほとんどが網膜の腹側側頭三日月体（VTc）領域から来るもの）が同側に留まり、残りの95％のRGCは交差します。^[13]これは主に、両眼の2つの視野間の両眼の重なりの度合いによって制御されます。マウスでは大きな重なりはありませんが、大きな重なりがあるヒトでは、RGCの約50％が交差し、50％が同側に留まります。

RGCが視交叉に到達すると、それを支えるグリア細胞は束内形態から放射状形態に変化する。細胞表面抗原であるステージ特異的胎児抗原（SSEA）-1およびCD44を発現する間脳細胞のグループは、逆V字型を形成する。^[24]これらは視交叉境界の後面を確立する。さらに、ここではSlitシグナル伝達が重要であり、ECM中のタンパク質であるヘパリン硫酸プロテオグリカンが、Slitモルフォゲンを視交叉後面境界の特定のポイントに固定する。^[25] RGCはこの時点でSlitの受容体であるRoboを発現し始め、反発を促進する。

対側視索に向かう RGC 軸索は交差する必要があります。腹側間脳の正中線に沿って発現する Shh は、RGC が正中線を異所的に交差するのを防ぐ反発信号を提供します。しかし、この勾配に穴が開き、RGC が交差できるようになります。

誘引を媒介する分子にはNrCAMがあり、これは成長中のRGCと正中線グリアによって発現され、プレキシンA1受容体を介してSema6Dとともに作用する。^[13] VEGF-Aは正中線から放出され、ニューロピリン-1（NRP1）受容体を介してRGCに反対側の経路を取るように指示する。^[26] cAMPはNRP1タンパク質の産生を調節する上で非常に重要であるようで、それにより視交叉におけるVEGF-A勾配に対する成長円錐の反応を調節する。^[27]

マウスで同側に投射する唯一の成分は網膜の腹側側頭葉のRGCであり、これはZic2転写因子を発現しているためである。Zic2はチロシンキナーゼ受容体EphB1の発現を促進し、これは順方向シグナル伝達（Xuらのレビューを参照^[28]）を介して正中線グリアによって発現されるリガンドエフリンB2に結合し、視交叉から離れるように反発される。一部のVTc RGCは、Zic2産生の負の調節因子である転写因子Islet-2を発現するため、対側に投射する。^[29]

ShhはRGC軸索を同側に保つ上でも重要な役割を果たしている。Shhは対側に突出するRGCと正中線グリア細胞によって発現している。Boc、またはCDO（CAM関連/癌遺伝子によってダウンレギュレーション）の兄弟は、Ptch1を介してShhシグナル伝達に影響を与えるShhの共受容体であり^[30] 、同側に突出するRGCからの成長円錐にのみ存在するため、この反発を媒介していると思われる^{[21] 。}

同側RGCの成長に影響を与える他の因子には、誘導を制御するために同種親和性相互作用を使用する膜貫通接着タンパク質であるテネウリンファミリーと、正中線放射状グリアによって発現されるNogoが含まれる。^{[31] [32]} Nogo受容体はVTc RGCによってのみ発現される。^[13]

最後に、他の転写因子も変化に重要な役割を果たしているようです。たとえば、Foxg1（別名ブレインファクター1）とFoxd1（別名ブレインファクター2）は、翼状らせん転写因子で、鼻側と側頭側の眼杯で発現し、眼胞が神経管から突出し始めます。これらの因子は腹側間脳でも発現しており、Foxd1は視交叉付近で発現しているのに対し、Foxg1はより前頭で発現しています。これらは、Zic2とEphB1受容体の発現を変化させることで、同側投射を定義する役割を果たしているようです。^{[13] [33]}

視交叉から出たRGCは、間脳腹側表面に沿って背尾方向に伸びて視索を形成し、哺乳類では上丘と外側膝状体核、下等脊椎動物では視蓋に導かれます。 ^[13] Sema3dは、少なくとも近位視索では成長を促進しているようで、成長円錐レベルでの細胞骨格の再配置が重要であるようです。^[34]

ほとんどの哺乳類では、網膜神経節細胞の軸索は網膜を通過する部分では髄鞘化されていない。しかし、網膜を越えた部分の軸索は髄鞘化されている。この髄鞘化パターンは、ミエリンの比較的高い不透明度によって機能的に説明される。網膜を通過する髄鞘化軸索は、光が光受容層に到達する前に光の一部を吸収し、視覚の質を低下させる。実際にこれが起こる人間の眼疾患がある。ニワトリなどの一部の脊椎動物では、神経節細胞の軸索は網膜内で髄鞘化されている。^[35]

• 神経節細胞
• 受容野

• mit.edu の図
• webexhibits.org の概要と図表
• RGC に関する Neuronbank Wiki ページ
• NIF 検索 -神経科学情報フレームワークによる網膜神経節細胞