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Medi-learning

神経系 — 細胞

ニューロンの基本構造

ニューロン基本構造 + グリア 5 種 + シナプス + NSC ニッチ (SVZ/SGZ) ニューロン (多極性、代表例) N 細胞体 + Nissl 体 樹状突起 (後シナプス) axon hillock 活動電位発生 髄鞘 (Schwann/oligo) Ranvier 跳躍伝導 (saltatory) → 高速化 形態分類: 多極 (脊髄・大脳) / 双極 (嗅/網膜双極/前庭) / 偽単極 (DRG) シナプス (axodendritic) 前シナプス終末 小胞 シナプス間隙 後シナプス 受容体 (iGluR/GABAR 等) CNS グリア 4 種 + PNS シュワン アストロサイト GFAP+ • BBB 形成 (endfeet) • Glu 再取込 / K+ buffer オリゴデンドロサイト OLIG2+, MBP • CNS 髄鞘 (1 個で複数軸索) • MS で標的 ミクログリア IBA1, CX3CR1 • シナプスプルーニング (C1q) • 卵黄嚢由来、AD DAM 関連 上衣細胞 (ependymal) • 脳室面、線毛で CSF 循環 • SVZ ニッチの一部 シュワン細胞 (PNS) • 1 個で 1 区間の髄鞘 • PNS 軸索再生サポート (GBS で標的) 神経幹細胞 (NSC) ニッチ SVZ (側脳室下帯) B 型 (静止) → C → A → 嗅球へ (rostral migratory) SGZ (海馬歯状回) 放射状グリア様 → 顆粒細胞 DCX+ 未熟ニューロン ヒト成人神経新生 Boldrini 2018 支持 / Sorrells 2018 否定 — 現在も論争 疾患特異的細胞サブタイプ (scRNA-seq 革命) A1 アストロサイト 炎症性、神経毒性 (Liddelow 2017) → AD/PD/ALS で増加 DAM (disease-assoc microglia) TREM2 経路で活性化 アミロイド斑周囲に集積 → AD OPC (NG2+ glia) oligodendrocyte precursor 脱髄後の再ミエリン化を担う
ニューロン基本構造 + グリア 5 種の機能分業 + シナプス + 神経幹細胞ニッチ
  • 細胞体 (perikaryon) + 樹状突起 (dendrite) + 軸索 (axon)
  • Nissl 体(粗面 ER 凝集)が細胞体を特徴づける
  • 軸索の起始部(axon hillock)が活動電位の発生点

ニューロンの形態分類

形態
多極性大脳/脊髄の大半
双極性嗅細胞、網膜双極細胞、内耳神経節
単極性 (T 字)脊髄後根神経節

大脳皮質代表ニューロン

  • 錐体細胞 (大脳皮質 II/III/V/VI): 樹状突起群が皮質垂直方向、グルタミン酸性
  • 顆粒細胞 (IV 層): 介在ニューロン、GABA 含む

小脳

  • Purkinje 細胞: 1 平面に広がる扇状樹状突起、唯一の小脳皮質出力
  • 顆粒細胞: 全脳で最多ニューロン、平行線維で Purkinje に入力

グリアの機能

CNS グリア 4 種 PNS グリア アストロサイト GFAP+, ALDH1L1+ 星状、最多のグリア BBB endfeet Glu 再取込 EAAT1/2 K+ buf Kir4.1 オリゴデンドロサイト OLIG2+, MBP, MOG CNS 髄鞘 (1 個で複数軸索) 髄鞘形成 跳躍伝導 栄養代謝 乳酸供給 ミクログリア IBA1+, CX3CR1+, TMEM119 卵黄嚢由来、自然免疫 シナプス プルーニング C1q 貪食 + 炎症 cytokine 放出 シュワン細胞 (PNS) S100+, P0+ (MPZ) 1 個で 1 区間の髄鞘 PNS 髄鞘 不連続 軸索再生 Bands of Büngner 上衣細胞 (ependymal) — CNS の 5 番目 • 脳室面に並ぶ単層立方上皮、線毛で CSF 循環 • 脈絡叢上皮 (choroid plexus) は CSF 産生 (~500 mL/日) • SVZ の B 型 NSC を取り囲み、ニッチの一部を構成 → 上衣腫 (脳室周囲腫瘍) / 加齢で線毛機能 ↓ → 認知症リスク 疾患特異的サブタイプ (scRNA-seq 革命) A1 アストロサイト 炎症性、神経毒性 (Liddelow 2017) DAM TREM2 経路 → AD アミロイド斑周囲 OPC (NG2+) 脱髄後の再ミエリン化担当 MS: オリゴ脱髄 → OPC で再生試みるが不十分 脱髄/再生のロジック CNS 脱髄 (MS) オリゴ 1 個で複数軸索 → 1 個失うと多くの軸索に影響 OPC で再ミエリン化 (limited)、進行性経過 治療: B 細胞抗体 (rituximab/ocrelizumab) で再発↓ 疾患修飾薬: IFN-β / glatiramer / fingolimod PNS 脱髄 (GBS) シュワン 1 個で 1 区間 → 再生効率高い Wallerian 変性後、Bands of Büngner で軸索再伸長 治療: IVIG / 血漿交換 → ほぼ完全回復可能 CIDP (慢性型) は副腎皮質ホルモン奏効
グリア 4 種 (CNS) + シュワン (PNS) — 機能マッピングと疾患関連

神経幹細胞 (NSC)

成人脳の 2 領域で active neurogenesis(議論あり):

  • SVZ(側脳室壁)→ 嗅球
  • SGZ(海馬歯状回)→ 顆粒細胞

ヒト海馬の成人神経新生は Boldrini ら (2018) で支持、Sorrells ら (2018) で否定 — 現在も論争中。