脳を正確に形作る仕組み
―スケジュールされた細胞死による司令塔細胞の除去―

平成25年12月24日
東京大学大学院薬学系研究科

１． 発表者：　
野々村恵子（元・東京大学大学院薬学系研究科　薬科学専攻　特任研究員／現・スクリプス研究所（米国）研究員）
山口良文　（東京大学大学院薬学系研究科　薬科学専攻　助教）
三浦正幸　（東京大学大学院薬学系研究科　薬科学専攻　教授）

２．発表のポイント：　
◆ 周辺の細胞へ指令を出す司令塔の細胞集団を除去する仕組みとして、細胞死が活用されていることを、実験的に初めて示した。
◆ 細胞死により、司令塔の細胞集団を適切なタイミングで除去することが、胎児期の脳の形成に重要であることを明らかにした。
◆本研究により、先天性の脳・脊髄の発生異常の原因に細胞死の不全が関与している可能性が示唆され、
　今後、細胞死の制御機構を解明することで、こうした先天異常の病態解明に役立つと期待できる。

３．発表概要：　

私たちの脳が作られる胎児期の過程では、多くの細胞が死ぬことが知られています。
この細胞死が適切に起こらないと、例えば、脳が頭蓋骨外部に突出する外脳症などの発生異常の原因となります。
しかし、なんのために細胞が死ぬ必要があるのか、多くの点が不明なままです。

東京大学大学院薬学系研究科の野々村恵子元特任研究員、山口良文助教、三浦正幸教授らは、マウス胎児の脳の詳細な解析から、細胞死の一種であるアポトーシス（用語解説1）による速やかな細胞の除去がうまくいかないと、神経管閉鎖（用語解説2）不全を原因とする脳の形態異常が生じることを明らかにしました。これは、神経管障害などの先天性疾患の病態解明に役立つ可能性がある知見です。

さらに、シグナリングセンターと呼ばれる形成中の脳において司令塔としての役割を果たす特定の細胞集団が、アポトーシスにより適切なタイミングで速やかに除去されることを見出しました。
この司令塔細胞は、指令となるタンパク質を放出し、周りのたくさんの細胞の増殖や分化に影響を与えます。
こうした体作りのための指令は時々刻々と変化していきますが、今回の研究で、アポトーシスは不要となった司令塔細胞数の調節とその除去を行なう仕組みとして、正常な脳の形成に有用であることが明らかになりました。

アポトーシスは脳だけでなくさまざまな器官の司令塔細胞集団でも見られるため、体作りの指令を出す細胞集団の数を速やかに調節する仕組みとしてアポトーシスが同様に作用しているのか、ヒトを含む動物の体がどう作られ維持されているのか理解する上で、今後解明すべき重要な研究課題です。
この機構を明らかにすることは、先天性の脳・脊髄の発生異常の病態解明にもつながると期待されます。


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▽記事引用元　東京大学　記者発表一覧　
http://www.u-tokyo.ac.jp/public/public01_251224_j.html

▽関連リンク
Developmental Cell, Volume 27, Issue 6, 621-634, 23 December 2013
Local Apoptosis Modulates Early Mammalian Brain Development through the Elimination of Morphogen-Producing Cells
http://www.cell.com/developmental-cell/abstract/S1534-5807(13)00696-5

心臓まひを起こし死の淵に立った人が時に経験する、まぶしい光などの鮮明な「臨死体験」は、科学的に説明できるかもしれないとする研究論文が12日、米科学アカデミー紀要(Proceedings of the National Academy of Sciences、PNAS)に掲載された。脳は、血流が停止した後も30秒程度、活動を続けることが分かったという。

研究を行った米ミシガン大学(University of Michigan)の科学者らは、実験用ラット9匹に麻酔薬を投与して心停止を誘発させ、脳電図を記録した。その結果、心臓が停止してから30秒間にわたり脳の活動が急増し、精神状態が非常に高揚していることが分かった。

研究に参加した同大学のジョージ・マシャワー(George Mashour)教授(麻酔学・神経外科学)は、「脳の活動レベルが高いことに驚いた」と話す。「臨死状態では、意識がある状態を示す電気信号の多くが覚醒状態のレベルを上回っていたことが分かった。これは、臨床死の初期段階において、脳が系統立った電気活動を行うことが可能であることを示唆している」。
同様の結果は、窒息状態のラットの脳活動にもみられたという。

論文の主著者、ジモ・ボルジギン(Jimo Borjigin)氏は、「心停止中の酸素の減少、または酸素とブドウ糖の減少によって、意識的過程の特徴である脳活動が刺激される可能性が、この研究で示された。また、心停止を経験した多くの患者が語る臨死体験を説明するための、初めての科学的枠組みが提供できた」と話す。

心停止から蘇生した患者の約20%が、医師らが臨床死と呼ぶ段階でなんらかの視覚的な経験をしたと報告している。

8月13日 AFP
http://www.afpbb.com/article/environment-science-it/science-technology/2961664/11179357

PNAS
Surge of neurophysiological coherence and connectivity in the dying brain
http://www.pnas.org/content/early/2013/08/08/1308285110.abstract?sid=b8e90947-0751-4af0-a85a-e1fec25d387f