アストロサイトとオリゴデンドロサイト

アストロサイトとオリゴデンドロサイトは、中枢神経系の主要な2つのマクログリア細胞である。アストロサイトは星形の細胞であり、その突起はニューロン、シナプス、血管と接触し、脳の化学的および構造的環境を維持している。オリゴデンドロサイトは、中枢軸索を絶縁するミエリン鞘を生成し、1つのオリゴデンドロサイトが複数の軸索のセグメントをミエリン化する。これらは共に、脳と脊髄の支持組織の大部分を占めている。

Definition

アストロサイトは、ニューロンの微小環境を支持し調節する星形のマクログリア細胞であり、オリゴデンドロサイトは、中枢神経系の軸索にミエリン鞘を形成するマクログリア細胞である。

Scope

このトピックでは、中枢マクログリアの組織学と中核的な生物学について扱う。具体的には、アストロサイトの形態（原形質性および線維性）、グリア線維性酸性タンパク質によるアストロサイトの同定、シナプスおよび血管界面におけるその役割、ならびにオリゴデンドロサイトの構造とそれが提供する中枢ミエリン化についてである。シュワン細胞による末梢ミエリン化は、対比のためにのみ言及する。これは参照・教育目的であり、臨床的ガイダンスではない。

Core questions

• 原形質性アストロサイトと線維性アストロサイトはどのように区別され、それぞれどこに存在するか？
• アストロサイトはシナプスおよび血管界面でどのような役割を果たすか？
• 単一のオリゴデンドロサイトはどのようにして中枢軸索をミエリン化するのか？
• これらの細胞を組織学的に同定するマーカーは何か？

Key concepts

• 原形質性アストロサイトと線維性アストロサイト
• グリア線維性酸性タンパク質 (GFAP)
• アストロサイト終足
• 反応性アストログリオーシス
• オリゴデンドロサイト
• 中枢ミエリンと髄鞘間部
• マクログリア

Mechanisms

アストロサイトは多数の突起を伸ばしてシナプスを包み込み、過剰な神経伝達物質やカリウムを取り込み、代謝基質を供給し、毛細血管に特殊な終足（end-feet）を配置して血液脳関門に寄与する。これらは中間径フィラメントタンパク質GFAPによって同定され、損傷に対して反応性アストログリオーシスによって応答する（Sofroniew & Vinters, 2010; Bayraktar et al., 2014）。オリゴデンドロサイトは、軸索セグメントの周囲に形質膜の層を巻き付けて緻密なミエリンを形成し、1つのオリゴデンドロサイトが複数の異なる軸索の髄鞘間部（internodes）をミエリン化する。また、それらが包み込む軸索に代謝サポートも提供する（Simons & Nave, 2015）。Barres (2008) は、これら両方の細胞型を、受動的な支持ではなく、ニューロンの能動的なパートナーとして位置づけている。

Clinical relevance

これらの細胞は、脱髄疾患、中枢神経系損傷後のグリオーシスおよび瘢痕形成、ならびにグリオーマの起源を理解する上で中心的である。本項目は、教育的参照のための正常な組織学と細胞生物学を記述するものであり、診断や治療の根拠となるものではない。

History

ゴルジの銀染色法は、ニューロンとともにグリア細胞を初めて明らかにし、1920年代のリオ・オルテガによる特異的な染色法は、オリゴデンドログリアをアストロサイトおよびミクログリアから区別し、グリアの現代的な分類を確立した。アストロサイトとオリゴデンドロサイトの機能的重要性は長らく過小評価されてきたが、Barres (2008) らによってレビューされた分子生物学的および生理学的研究により、これらは神経機能とミエリン化の能動的な調節因子として再評価された。

Key figures

• Pío del Río-Hortega
• Camillo Golgi
• Ben A. Barres

Seminal works

• sofroniew-2010
• simons-2015
• barres-2008

Frequently asked questions

原形質性アストロサイトと線維性アストロサイトの違いは何ですか？

原形質性アストロサイトは短く分岐した突起を多数持ち、主に灰白質に存在しますが、線維性アストロサイトは中間径フィラメントに富むより長く少ない突起を持ち、白質に優勢です。

中枢神経系のミエリン化は末梢神経系のミエリン化とどう異なりますか？

中枢神経系では、単一のオリゴデンドロサイトが複数の軸索の髄鞘間部をミエリン化するのに対し、末梢神経系では、各シュワン細胞が1つの軸索の単一の髄鞘間部をミエリン化します。