Dorothy P. Schafer、PhD、Travis E. Faust、PhD
写真： ブライアン・グッドチャイルド
UMass Chan Medical SchoolのDorothy P. Schafer、PhD、Travis E. Faust、PhDによる研究は、脳内の2つの異なる細胞タイプ、つまり、球体とミクログリアの2つの異なる細胞タイプが、シナプスのリモデルへの変化、ニューロン間の接続に応じてどのように通信するかを説明しています。
「脳は、適切な脳の配線を達成するために何らかの形で互いに調整しなければならない数十億の細胞で構成されています」とシェーファー博士は述べています。生物医学研究のモリー・マクガバンの議長そして 神経生物学の准教授。 「これらすべての細胞がどのように調整されるかを理解することが重要です。ここでは、脳の回路が不適切に改造されている多くの神経変性および神経発達障害に関連すると考えている、グリア細胞と呼ばれる非神経細胞が発達中に脳回路を再配線するために通信する方法についての新しい洞察を提供します。」
脳が発達するにつれて、神経回路は環境から受けた感覚刺激に応じて洗練され、剪定されます。多すぎる神経シナプスが発達することが許可されている場合、ニューラルネットワークは適切に機能できないと、神経生物学のインストラクターである研究の共著者であるファウスト博士は説明しました。自閉症は、シナプス剪定の欠如によって引き起こされると考えられている神経発達障害の1つです。統合失調症の患者は、脳の特定の部分でもシナプスが少なすぎ、他の部分では多すぎることが示されています。
逆に、アルツハイマー病やALSなどの多くの神経変性疾患は、シナプス接続の未確認のリモデリングが認知的および機能的な低下を引き起こすと考えられているシナプスの分解と破壊によって特徴付けられます。これらのシナプスを調節不全のシナプスリモデリングから保護することは、これらの疾患に苦しむ患者にとって有益であることが証明される可能性があります。
「この研究は、星状細胞とミクログリアと呼ばれる2つの異なるグリアサブタイプが、感覚体験を変えた後、皮質のシナプスを除去または「剪定」するためにどのように機能するかを示しています」とシェーファーは言いました。
「早期発達における動物の感覚体験の微妙な変化でさえ、脳の配線に大きな影響を与えました」とシェーファーは言いました。
シェーファーとファウストは、この再配線がどのように達成されるかを示しました。
「星状細胞は、個々のシナプスに触れ、ニューロン間の脳のすべてのギャップを埋める何百万もの小さな枝を密に詰めた茂みと考えることができます」とシェーファーは言いました。
対照的に、ミクログリアは、脳を監視し、通常はシナプスを食べたり巻き込んだりする免疫細胞です。
「ミクログリアは、星状細胞に合図するWNTと呼ばれる分子を分泌することを示しています」とファウストは言いました。 「このシグナル伝達により、星状細胞は小さな枝をシナプスから遠ざけます。これにより、ミクログリアはシナプスを急降下させて巻き込むことができます。」
重要なシグナル伝達分子であるWntは、胚発生、組織恒常性、幹細胞調節、細胞分化など、多くの生物学的プロセスに重要な細胞によって分泌されるタンパク質のファミリーです。この設定では、WNTタンパク質は、星状細胞への信号として機能して、シナプスを露出させます。これにより、ミクログリアは自由に移動し、露出した非アクティブなシナプスを飲み込むことができます。
これらの発見への影響は幅が広い、とシェーファーは述べた。
「私たちの周りの世界を経験し、これらの感覚体験が変化するので、発達中の脳では非常に多くのリモデリングが起こります」とシェーファーは言いました。 「学習や記憶などの他のコンテキストや睡眠中に同様のことが起こっていると想像できます。これが自閉症や統合失調症などの障害にどのように関与しているかについても検討しています。これらのリモデリングプロセスは、間違った時間と場所で異常に上方制御されて、シナプスのつながりの喪失を引き起こし、これらのプロセスの潜在性の衰退などの衰退を引き起こします。私たちの重要な次のステップの1つです。」
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#UMass #Chanの科学者は非神経脳細胞が脳の再配線を調整するためにどのように通信するかを示しています
2025-10-07 04:13:00