神経発生を制御する転写因子ネットワーク

The Transcription Factor Network that Regulates Neural Development

はじめに

　脳神経系は多様性に富んだニューロンとグリア細胞からなるが，これらの細胞は比較的均一な神経幹細胞から生み出される。神経幹細胞は，はじめ神経上皮細胞（neuroepithelial cell）と呼ばれ，対称分裂を行う（Fig.1）。すなわち，1個の神経幹細胞は2個の神経幹細胞に分裂して細胞数を増やす。やがて発生中期頃から，神経幹細胞は放射状グリア細胞（radial glial cell）と呼ばれる細胞に形態を変え，非対称分裂をするようになる（Fig.1）。これは，1個の神経幹細胞が2個の細胞に分裂するが，そのうちの1個は神経幹細胞で，もう1個はニューロンに分化する。神経幹細胞は，このような非対称分裂を繰り返すことにより，順次多くの種類のニューロンを生み出す。一部の神経幹細胞は，対称分裂をして2個のニューロンになる。ニューロンは外側に遊走し，新たな層を形成する（マントル層）。早期はマントル層の内側のニューロンが，後期になるほど外側のニューロンが形成される（inside-out）。一方，神経幹細胞は内側に残り（脳室周囲層），分裂を続ける。ニューロンの形成が終わると，特定の領域では神経幹細胞はグリア細胞の1つであるオリゴデンドロサイトに分化する（Fig.1）。最後に，神経幹細胞はもう1つのグリア細胞であるアストロサイトに分化する（Fig.1）。したがって，神経幹細胞は性質を変えることによって，①対称分裂による増殖，②ニューロンの形成，③グリア細胞への分化，という3つの過程が順番に起こる。この3つの過程は，いずれも塩基性領域・ヘリックス・ループ・ヘリックス（basic region-helix-loop-helix：bHLH）因子によって制御される。多様性に富んだニューロンのサブタイプの決定には，bHLH因子だけでは不十分で，ホメオドメイン因子などの他の種類の転写因子が関わる。本稿では，神経発生を制御する転写因子ネットワークを概説する。

Abstract

　In the developing nervous system, neural stem cells initially proliferate extensively by symmetric cell division and then give rise to neurons by asymmetric cell division.　After production of neurons, neural stem cells finally differentiate into glial cells.　These processes are regulated by basic helix-loop-helix (bHLH) transcription factors: the repressor-type bHLH factors promote maintenance of neural stem cells and differentiation of glial cells, whereas the activator-type bHLH factors induce production of neurons.　There are many subtypes of neurons, and bHLH factors alone are not sufficient but other factors such as homeodomain factors are required for specification of these neuronal subtypes.　These transcription factors will be useful for regeneration of the nervous system.