アストロサイト

アストロサイト（astrocyte）は、中枢ちゅうすう神経しんけい系けいに存在そんざいするグリア細胞さいぼうの1つ。astronはギリシア語ごで星ほし、cyteはギリシア語ごで細胞さいぼうという意味いみに由来ゆらいする。アストログリア（astroglia）とも言いう。星ほし状じょう膠にかわ細胞さいぼう（せいじょうこうさいぼう）という日本語にほんご訳やくもある。多おおくの染色せんしょく法ほう（抗こうGFAP 免疫めんえき染色せんしょくなど）では星ほし型がたの形態けいたいを示しめすことから、「星ほし状じょう」グリアの名称めいしょうを持もつ。ただしこれらは細胞さいぼうの一部いちぶを可視かし化かしているに過すぎず、実際じっさいはきわめて多数たすうの密みつな突起とっきを持もつ、はるかに複雑ふくざつな構造こうぞうである。

アストロサイトの多数たすうの突起とっきの間あいだに、近傍きんぼうを走行そうこうする神経しんけい線維せんいが配置はいちされる。脳のうや脊髄せきずいなどの神経しんけい組織そしきでは、他たの通常つうじょう組織そしきにおいて支持しじのために存在そんざいする膠にかわ原げん線維せんいは乏とぼしく、神経しんけい線維せんいの保持ほじにはこのような支持しじ細胞さいぼうがその役やくを果はたしている。

アストロサイトの更さらにもう一ひとつの役割やくわりとして、脳のうの血管けっかん基底きてい膜まくに突起とっきを接せっして、血液けつえき脳のう関門かんもんの閉鎖へいさ機能きのうの維持いじに寄与きよしている。また脳のう表面ひょうめん側がわでは髄ずい液えき脳のう関門かんもんを形成けいせいしていると考かんがえられている。

なお、中枢ちゅうすう神経しんけい組織そしき内ないには、アストロサイト以外いがいに、オリゴデンドロサイト (Oligodendrocyte; 希まれ突起とっき膠にかわ細胞さいぼう)、ミクログリア（Microglia）と呼よばれる三さん種類しゅるいのグリア細胞さいぼうが存在そんざいする。

発見はっけん

1846年ねん、病理びょうり学者がくしゃのルドルフ・ウィルヒョー（Rudolph Virchow）は、当時とうじの組織そしき染色せんしょく技術ぎじゅつでは細胞さいぼうの形かたちを捉とらえることができなかった「神経しんけいの間あいだを埋うめる何なんらかの物質ぶっしつ」をグリア細胞さいぼうとして定義ていぎしたのだろうと言いわれている。1858年ねん、ウイルヒョーは、これが細胞さいぼうであることをつきとめて、結合けつごう組織そしき細胞さいぼうと記載きさいした。

グリア細胞さいぼうは、カミロ・ゴルジ（Camillo Golgi）が確立かくりつしたゴルジ染色せんしょく法ほうにより、ニューロンと共ともに形態けいたいが明あきらかとなったが、1895年ねん神経しんけい組織そしき学者がくしゃのミカエル・レンホサック（en:Mihály_Lenhossék）がアストロサイトと命名めいめいした^[1]^[2]。

構造こうぞう

脳のう組織そしき内ないでの構造こうぞう

脳のうの物理ぶつり的てきな構造こうぞう維持いじにかかわる。アストロサイト同士どうしは互たがいに排他はいた的てきに位置いちしている。またtripartite synapseを形成けいせいする（後述こうじゅつ）。

細胞さいぼうの構造こうぞう

アストロサイト（赤あかい細胞さいぼう）

アストロサイトは、GFAP抗体こうたいで染そまるstem（幹みき）と呼よばれる部分ぶぶんと、これを囲かこむように細胞さいぼう膜まくとアクチン細胞さいぼう骨格こっかくからなる微細びさいな突起とっきが存在そんざいしていると考かんがえられている。

GFAPは中間ちゅうかん径みちフィラメントであり、成熟せいじゅくアストロサイトのマーカーであるとされる。細胞さいぼう体たいや幹みきとなる部分ぶぶんの芯しんに存在そんざいする。

微細びさいな突起とっき状じょう構造こうぞうは役割やくわりや位置いちによってPAP（perisynaptic astrocyte processes）や perivascular glial process と呼よばれ、アストロサイトの多彩たさいな機能きのうを担になう実働じつどう部分ぶぶんであると考かんがえられている。たとえばPAPでシナプスや樹き状じょう突起とっきに触ふれ、神経しんけい細胞さいぼうとの相互そうご作用さようを行おこなう。PAPは細胞さいぼう膜まくの80%を占しめる (Chao T.I. et al. 2002)。 PAPは太ふとさ1μみゅーm未満みまんや、50nm未満みまんと定義ていぎされることもある。このように観察かんさつするにはあまりに細こまかな構造こうぞうで、また分離ぶんりすることも困難こんなんであるため、生いきた組織そしきに対たいしてPAPの構造こうぞうや運動うんどう性せいについての直接的ちょくせつてきな研究けんきゅうはあまり進すすんでいない。また培養ばいよう技術ぎじゅつの開発かいはつが進すすんでいないことも研究けんきゅうを困難こんなんにしている。脳のう内ないから単たん離はなしアストロサイトのみを培養ばいようしようとすると、PAPの微細びさいな構造こうぞうは失うしなわれ、生体せいたい内ないとは全まったく異ことなる構造こうぞうを取とる　（Reichenbach et al. 2010）。 PAPの少すこし膨ふくらんだ部分ぶぶんや分岐ぶんきする箇所かしょにはミトコンドリアがあり、細胞さいぼう体たいから離はなれた箇所かしょにおいてもmGluR関連かんれん代謝たいしゃ等とうの機能きのうを支ささえていると考かんがえられている。

機能きのう

以前いぜんの脳のう科学かがくにおいては神経しんけいネットワークの重要じゅうよう性せいばかりが強調きょうちょうされ、アストロサイトは単たんなる“膠にかわ”、つまりニューロンネットワークを構造こうぞう的てきに支ささえるものと考かんがえられていたが、近年きんねんではその機能きのうは再考さいこうされている。

構造こうぞう面めんでニューロンのネットワークを支ささえる機能きのう

これはグリア細胞さいぼう研究けんきゅうにおいては解剖かいぼう学がく的てきに古ふるくから注目ちゅうもくされてきた機能きのうである。アストロサイトには互たがいに排他はいた的てきな領域りょういきがあり、細胞さいぼうごとに自みずからの領域りょういき内ないのニューロンの構造こうぞうを維持いじしているといえる。

物質ぶっしつ輸送ゆそうを介かいしてアストロサイト周辺しゅうへんの様々さまざまな条件じょうけんを調節ちょうせつする機能きのう

近年きんねんになって注目ちゅうもくを集あつめている機能きのうであり、最近さいきんの研究けんきゅうのほとんどはこの機能きのうに関かんするものである。

tripartite synapse: これは前ぜんシナプス、後こうシナプス、グリア細胞さいぼう間あいだには密接みっせつな関係かんけいがあり、三みっつの細胞さいぼうで一ひとつのシナプス機能きのうを担になうという考かんがえ方かたである。たとえば、前ぜんシナプスから放出ほうしゅつされたグルタミン酸ぐるたみんさんをグリアが回収かいしゅうし、シナプス伝達でんたつの効率こうりつの上昇じょうしょうに寄与きよしているなどの役割やくわりがある。アストロサイトの細胞さいぼう膜まく上じょうには他ほかにもATP, GABAなどの神経しんけい伝達でんたつ物質ぶっしつの輸送ゆそう体たいが発現はつげんしている。またグルタミン酸ぐるたみんさんやATPをCaイオン系けいを通とおして小しょう胞依存いぞん的てきに放出ほうしゅつする。; また、近年きんねんの研究けんきゅうではアストロサイトの終おわり足あしが接触せっしょくしているシナプスは安定あんてい性せいが高たかいという結果けっかもある。

細胞さいぼう外がいイオン濃度のうど調節ちょうせつ: アストロサイトはカリウムイオンチャネルを高たかく発現はつげんしている。ニューロンが活性かっせい状態じょうたいにあるときアストロサイトはカリウムを放出ほうしゅつし、局所きょくしょ的てきに濃度のうどを上昇じょうしょうさせる。またアストロサイトはカリウム透過とうか性せいが高たかく、過剰かじょう分ぶんを急速きゅうそくに除去じょきょする。

エネルギー面めんにおける緩衝かんしょう作用さよう: グルコースを主おもな原料げんりょうとしてグリコーゲンを貯蔵ちょぞう・合成ごうせいする。特とくに前頭まえがしら皮質ひしつと海馬かいばにあるアストロサイトは、ニューロンが消費しょうひするエネルギーについて緩衝かんしょう作用さようを持もつと考かんがえられている。

オリゴデンドロサイトの髄ずい鞘さや形成けいせい活性かっせいの増進ぞうしん: ニューロンの活性かっせい化かによりアストロサイトはATPを放出ほうしゅつするが、このATPがアストロサイト自身じしんに対たいし、サイトカインであるLIF(leukemia inhibitory factor)という、オリゴデンドロサイトの髄ずい鞘さや形成けいせい活性かっせいを促進そくしんする調節ちょうせつタンパク質たんぱくしつの放出ほうしゅつを促うながす。

分類ぶんるい

解剖かいぼう学がく的てき分類ぶんるい

原はら形質けいしつ型がた(protoplasmic)グリア細胞さいぼう: 最もっとも豊富ほうふに存在そんざいする。神経しんけい細胞さいぼうに富とむ灰はい白しろ質しつにある大型おおがたの細胞さいぼうで、これから出でる星ほし形状けいじょうの突起とっきの形状けいじょうは、下したに示しめす線維せんい型がた膠にかわ細胞さいぼうよりは大おおまかで短みじかく分岐ぶんきが多おおい。細胞さいぼう小しょう器官きかんが比較的ひかくてき多おおい。この細胞さいぼうのうちいくつかは、副ふく側室そくしつ領域りょういきにある多能たのう性せい始原しげん細胞さいぼうから生しょうじる。^[3]^[4]; また原げん形質けいしつ型がたグリア細胞さいぼうの一種いっしゅにゴモリのクロム-ミョウバンヘマトキシリン染色せんしょくで染そまるものがある。細胞さいぼう内ないに多おおく含ふくまれる顆粒かりゅう等とうが染色せんしょくされるが、この顆粒かりゅうは、この細胞さいぼうのミトコンドリアが何なんらかの酸化さんか的てきストレスにさらされてリソソームに取とり込こまれ変性へんせいした、その残骸ざんがいで出来できている事ことがわかっている^[5]。この細胞さいぼうは海馬かいばに多おおく、特とくに弓ゆみ状じょう核かくに特とくに豊富ほうふに存在そんざいする。この細胞さいぼうには、海馬かいばのグルコース応答おうとうの調節ちょうせつに何なんらかの役割やくわりがあるかもしれないと考かんがえられている。.^[6]^[7]

線維せんい型がた(fibrous)グリア細胞さいぼう: 多おおくは神経しんけい線維せんいに富とむ白はく質ただしに存在そんざいし、細胞さいぼう小しょう器官きかんが比較的ひかくてき少すくない。その突起とっきの形状けいじょうは原げん形質けいしつ型がた膠にかわ細胞さいぼうより細長ほそながく、分岐ぶんきは少すくなく、周囲しゅういの神経しんけいの間あいだに細こまかく入はいり込こむ。更さらにこの細ほそ突起とっきが、神経しんけい線維せんいの長ちょう軸じく方向ほうこうに沿そって走はしりランビエ絞しぼ輪わを形成けいせいする事ことも特徴とくちょうとされる。また終おわり足あしが毛細血管もうさいけっかん壁かべの近ちかくにあれば血液けつえき脳のう関門かんもんも形成けいせいする。繊維せんい型がたグリアのうちいくつかは放射状ほうしゃじょうグリアから生しょうじる。^[8]^[9]^[10]^[11]^[12]

放射状ほうしゃじょう(radial)グリア細胞さいぼう: 主おもに発生はっせい段階だんかいで存在そんざいし、ニューロンの遊ゆう走はしを導みちびく役割やくわりがある。他たのタイプが灰はい白しろ質しつや白しろ質しつに深ふかく埋うずもれているのに対たいし、この細胞さいぼうの突起とっきは軟膜に接せっしている。ただし網膜もうまくのMueller cells と小脳しょうのう皮質ひしつのBergmann glias（後述こうじゅつ）は例外れいがいで、成人せいじんしても存在そんざいしている。軟膜の付近ふきんでは、これら3種しゅのアストロサイトは軟膜-グリア膜まくを形成けいせいしている。

系統けいとうと抗原こうげん性せいによる分類ぶんるい

1980年代ねんだい初頭しょとうにラットの網膜もうまく神経しんけいを用もちい、Raffらによって行おこなわれた古典こてん的てきな分類ぶんるいがある。

Type 1: 抗原こうげん性せいはRan2+, GFAP+, FGFR3+, A2B5-。; 生後せいご7日にちのラット網膜もうまく神経しんけいのアストロサイトはType1 に分類ぶんるいされる。この細胞さいぼうはtripotential glial restricted precursor cells (GRP) から生しょうじてくる可能かのう性せいはあるが、bipotential O2A/OPC（オリゴデンドロサイトとtype2アストロサイトの前駆ぜんく細胞さいぼうで、またオリゴデンドロサイトの始原しげん細胞さいぼうでもある。）からは分化ぶんかしない。

Type 2: 抗原こうげん性せいはA2B5+, GFAP+, FGFR3-, Ran 2-。; この細胞さいぼうはin vitroで育そだてることができ、（例外れいがいあり）^[13]tripotential GRP （おそらくO2Aを経由けいゆする）からも、bipotential O2A 細胞さいぼうからも、またin vivoでも始原しげん細胞さいぼうを損傷そんしょう部位ぶいに移植いしょくすることにより分化ぶんかするが、少すくなくともラット網膜もうまく神経しんけいにおいてこれは通常つうじょうの発生はっせいではない。Typa2細胞さいぼうは一部いちぶの組織そしき（BSA 存在そんざい下かのO2A 細胞さいぼうより生しょうじた、生後せいごすぐの培養ばいよう網膜もうまく神経しんけい）では主おもな構成こうせい要素ようそであるが、生体せいたい中ちゅうには存在そんざいしていない。^[14]

輸送ゆそう体たい/受容じゅよう体たいによる分類ぶんるい

GluT type: グルタミン酸ぐるたみんさん輸送ゆそう体たい (EAAT1/SLC1A3, EAAT2/SLC1A2)を持もつ。
GluR type: グルタミン酸ぐるたみんさん受容じゅよう体たい（ほとんどはmGluR, AMPA) を持もつ。チャネルを介かいした応答おうとうと、IP3依存いぞん性せいCa2+受容じゅよう体たいを介かいした応答おうとうがある。[要よう出典しゅってん]

その他た

バーグマングリア細胞さいぼう: 放射状ほうしゃじょう上皮じょうひ細胞さいぼう（Camillo Golgi による命名めいめい）あるいはゴルジ上皮じょうひ細胞さいぼう（GCEs, ゴルジ細胞さいぼうとは別物べつもの）とも呼よばれる。小脳しょうのう皮質ひしつにあるアストロサイトの一種いっしゅで、細胞さいぼう体たいはプルキンエ細胞さいぼう層そうにあり、突起とっきは単たん層そうまで伸のびて嗅球の軟膜表面ひょうめんで終おわり足あしが終おわる。生後せいご7日にちのマウス脳のうの矢や状じょう縫合ほうごう部ぶにおいてGluT (SLC1A3) を高こう濃度のうどで発現はつげんしていて、これがシナプス末まつ端はしからのグルタミン酸ぐるたみんさんの拡散かくさんを制限せいげんしている。また小脳しょうのうの発生はっせい初期しょきにおいてはシナプスの追加ついかと剪定せんていの役割やくわりもある。[要よう出典しゅってん]

参考さんこう文献ぶんけん

^ http://plaza.umin.ac.jp/~beehappy/analgesia/basic-glia.html　痛いたみと鎮痛ちんつうの基礎きそ知識ちしき　グリア細胞さいぼう
^ https://bsd.neuroinf.jp/wiki/%E3%82%B0%E3%83%AA%E3%82%A2%E7%B4%B0%E8%83%9E 脳のう科学かがく辞典じてん　グリア細胞さいぼう
^ Levison SW, Goldman JE (February 1993). “Both oligodendrocytes and astrocytes develop from progenitors in the subventricular zone of postnatal rat forebrain”. Neuron 10 (2): 201–12. doi:10.1016/0896-6273(93)90311-E. PMID 8439409.
^ Zerlin M, Levison SW, Goldman JE (November 1995). “Early patterns of migration, morphogenesis, and intermediate filament expression of subventricular zone cells in the postnatal rat forebrain”. J. Neurosci. 15 (11): 7238–49. PMID 7472478.
^ Brawer JR; Stein, Robert; Small, Lorne; Cissé, Soriba; Schipper, Hyman M. (1994). “Composition of Gomori-positive inclusions in astrocytes of the hypothalamic arcuate nucleus”. Anatomical Record 240 (3): 407–415. doi:10.1002/ar.1092400313. PMID 7825737.
^ Young JK, McKenzie JC (2004) "GLUT2 immunoreactivity in Gömöri-positive astrocytes of the hypothalamus Archived 2008年ねん8月がつ20日はつか, at the Wayback Machine.."J. Histochemistry & Cytochemistry 52: 1519-1524 PMID
^ Marty N (2005). “Regulation of glucagon secretion by glucose transporter type 2 (glut2) and astrocyte-dependent glucose sensors”. J. Clinical Investigation 115: 3545.
^ Choi BH, Lapham LW (June 1978). “Radial glia in the human fetal cerebrum: a combined Golgi, immunofluorescent and electron microscopic study”. Brain Res. 148 (2): 295–311. doi:10.1016/0006-8993(78)90721-7. PMID 77708.
^ Schmechel DE, Rakic P (June 1979). “A Golgi study of radial glial cells in developing monkey telencephalon: morphogenesis and transformation into astrocytes”. Anat. Embryol. 156 (2): 115–52. doi:10.1007/BF00300010. PMID 111580.
^ Misson JP, Edwards MA, Yamamoto M, Caviness VS (November 1988). “Identification of radial glial cells within the developing murine central nervous system: studies based upon a new immunohistochemical marker”. Brain Res. Dev. Brain Res. 44 (1): 95–108. doi:10.1016/0165-3806(88)90121-6. PMID 3069243.
^ Voigt T (November 1989). “Development of glial cells in the cerebral wall of ferrets: direct tracing of their transformation from radial glia into astrocytes”. J. Comp. Neurol. 289 (1): 74–88. doi:10.1002/cne.902890106. PMID 2808761.
^ Goldman SA, Zukhar A, Barami K, Mikawa T, Niedzwiecki D (August 1996). “Ependymal/subependymal zone cells of postnatal and adult songbird brain generate both neurons and nonneuronal siblings in vitro and in vivo”. J. Neurobiol. 30 (4): 505–20. doi:10.1002/(SICI)1097-4695(199608)30:4<505::AID-NEU6>3.0.CO;2-7. PMID 8844514.
^ McCarthy KD, de Vellis J (1980) Preparation of separate astroglial and oligodendroglial cell cultures from rat cerebral tissue. J Cell Biol 85:890-902.
^ Fulton et al (1991) Glial cells in the rat optic nerve. The search for the type-2 astrocyte.Ann N Y Acad Sci.633:27-34.