脊髄の発生

脊髄の発生とは、尾側神経管が脊髄の組織化された灰白質と白質へとパターン形成され、分化する過程である。背腹軸に沿って、対立するシグナルが神経管を、感覚関連領域となる背側翼板と、運動領域となる腹側基板に分割する。その後、異なる前駆細胞ドメインが脊髄回路を形成するニューロンクラスを生成する。

Definition

脊髄の発生とは、尾側神経管がその背腹軸に沿って、離散的な前駆細胞ドメインと翼板および基板へとパターン形成され、脊髄を構成する感覚関連ニューロンおよび運動ニューロン集団を生成する過程である。

Scope

この項目では、神経管の背腹パターン形成、脊髄ニューロンの同一性を特定する前駆細胞ドメインと転写コード、翼板と基板の組織化、および末梢標的への運動軸索の伸長について扱う。これは発生解剖学に関する教育的な参考文献であり、臨床的ガイダンスではない。

Key concepts

• 翼板と基板
• 屋根板と床板
• 背腹モルフォゲン勾配
• 前駆細胞ドメインと転写因子コード
• 運動ニューロンの特定
• 境界溝
• 運動軸索の経路探索
• 感覚ニューロンと介在ニューロン集団

Mechanisms

脊髄における背腹の同一性は、対立するシグナルによって確立される。すなわち、床板と脊索からの腹側化シグナルと、屋根板および隣接する外胚葉からの背側化シグナルである。これらの段階的なシグナルは、神経上皮を離散的な前駆細胞ドメインに分割し、各ドメインは、ドメイン境界を明確にするために相互に調節し合う転写因子の組み合わせによって定義される。各ドメインは、腹側運動ニューロンや一連の背側および腹側介在ニューロンを含む特徴的なニューロンクラスを産生し、背側翼板は感覚関連集団を、腹側基板は運動集団を生じ、これらは境界溝によって隔てられている。新たに特定された運動ニューロンは、脊髄から軸索を伸長させ、ガイダンスキューを用いて末梢標的へと移動し、脊髄回路の運動出力を確立する。

Clinical relevance

尾側神経管の閉鎖とパターン形成の初期段階における依存性は、尾側神経管欠損症や下部脊髄・脊柱の障害の発生学的背景を提供する。この項目は、参照および教育のための正常な発生解剖学を記述するものであり、個別の診断や治療の根拠となるものではない。

History

古典的な発生学では、翼板と基板、および境界溝が脊髄の組織化ランドマークとして記述された。その後の分子生物学的研究により、段階的なシグナルと組み合わせ転写因子コードが、脊髄前駆細胞ドメインとニューロンクラスの秩序だった配列を特定することが確立され、この枠組みは影響力のある総説で統合された。

Key figures

• Thomas M. Jessell
• Samuel L. Pfaff

Seminal works

• jessell-2000

Frequently asked questions

翼板と基板とは何ですか？

これらは発生中の神経管の背側および腹側の縦方向の領域であり、境界溝によって隔てられています。翼板は感覚関連ニューロンを生じ、基板は運動ニューロンを生じます。

脊髄ニューロンはどのようにして異なる同一性を獲得するのですか？

対立する背腹シグナルが神経上皮を離散的な前駆細胞ドメインに分割し、各ドメインは特定の転写因子の組み合わせを発現することで、それが生成するニューロンクラスを特定します。