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神経細胞同士の情報の伝わり方(シナプスの情報伝達)と記憶学習の原理(シナプス伝達効率の変化)

ポストシナプスな神経細胞で活動電位が発生するしくみ:EPSPの時間的加算と空間的加算

個々の神経同士は、膜が融合した形では繋がっていません。これは、ゴルジとカハルを代表として両者の間で論争になった問題で、カハルが唱えた「ニューロン・ドクトリン」すなわち神経のネットワークは個々の直接は融合していない神経細胞から成り立つというものです。融合せずにどうやって結合しているのかというと、シナプスと呼ばれる特殊な構造によって両者は情報の伝達を行うのです。神経活動は「活動電位」の有無です。活動電位の電位変化が軸索を伝わって軸索の終末部分にまでやってくると、軸索終末のシナプス(プレシナプス)で電位依存性カルシウムチャネルが開口し、プレシナプス内の細胞内カルシムイオン濃度が上昇します。それが引き金となって神経情報伝達物質を含んだ小胞が細胞膜に融合してExocytosisにより神経情報伝達物質をシナプス間隙に放出します。神経情報伝達物質は情報の受け手となる神経細胞のシナプスの部分(ポストシナプス)にある受容体と結合します。この受容体は、チャネル活性もあわせもっており、例えば神経情報伝達物質がグルタミン酸の場合は、受容体はグルタミン酸受容体で、グルタミンが結合するとチャネルが開いてナトリウムイオンを流入させます。これによってポストシナプスではexcitatory postsynaptic potential (EPSP) が発生します。神経細胞が活動電位を発生する場所は細胞体から軸索が出ていく部分なので、その部分の電位が閾値を超えて脱分極するかどうかが重要です。EPSP一つでは、活動電位が発生するには不十分であり、多数のシナプスからの入力による多数のEPSPが足し合わされて閾値を超える電位変化が生じたときにはじめて活動電位が発生します。多数のEPSPの足し合わせは、必ずしも異なるシナプスからの入力だけでなく、同じシナプスに入力が何回も続けて入ると、EPSPがもとに戻る前に次のEPSPが足し合わされて(時間的な加算)、膜電位変化は大きくなります。この「空間的加算」(多数のシナプスからの入力)と「時間的加算」(同一にシナプスへの繰り返し入力)との合算で、膜電位変化が十分大きなものになったときに、活動電位が発生するわけです。

  1. ケーブル理論 脳科学辞典
  2. 伝達 脳のなかのこびと軍団

記憶と学習の基盤:シナプスの可塑性

単一のEPSPでは活動電位を発生できなかったものが、「学習」が成立したシナプスにおいては単一のEPSPの大きさが大きくなるため、一つのEPSPが活動電位を発生するための閾値を超えるくらいに大きくなる場合もあるようです。

シナプスの伝達効率を上昇させる原理

Fire together, wire togetherという言葉が有名です。あるシナプスに関して伝達効率が上昇するかどうかを決めるのは何かと言うと、そのシナプスでのEPSPの発生したタイミングと、ポストシナプス細胞での活動電位発生のタイミングとの関係だというものです。EPSP発生直後に活動電位が発生した場合には、そのシナプスは活動電位の発生に貢献したといえ、シナプスの伝達効率が上昇します。逆に活動電位が発生した直後にそのEPSPが発生していたら、それは無関係だったということでシナプスの伝達効率が減少します。

basic FGF (bFGF)とFGFの違いは何?bFGF=FGF2のこと

以前はbasic FGFという言葉をよく見かけたのに最近見かけないなあと思っていました。FGFとbasic FGFとは、何が違うのでしょうか。ChatGPT 4oに訊いてみました。

“Basic FGF” (bFGF), or FGF2, is one specific member of the fibroblast growth factor (FGF) family. The term “FGF” is a broader designation that encompasses a family of related proteins involved in various cellular processes, including cell growth, differentiation, wound healing, and angiogenesis.

Here’s a breakdown of the distinction:

  1. FGF (Fibroblast Growth Factors):
    • This is a family of growth factors with 22 known members in humans, each with unique roles and specificities. They are designated by numbers (e.g., FGF1, FGF2, FGF3, etc.).
    • FGFs are essential for developmental processes, tissue repair, and other physiological functions.
  2. Basic FGF (bFGF or FGF2):
    • FGF2 is a particular type of FGF known for its role in promoting angiogenesis (formation of new blood vessels), wound healing, and supporting the growth of fibroblasts.
    • It is termed “basic” because of its relatively high isoelectric point, distinguishing it from “acidic FGF” (aFGF or FGF1), which has a lower isoelectric point.

In summary, “basic FGF” or FGF2 refers specifically to one member of the FGF family with particular biological functions and properties, while “FGF” refers to the entire family of fibroblast growth factors.

mesendodermとは?

mesendodermは、最終的に中胚葉(mesoderm)と内胚葉(endoderm)に分化する能力を持っ細胞群のことのようです。原始線条から陥入する細胞は、中胚葉や内胚葉に分化するので、それらに分化する前の状態の細胞を指す言葉のようですね。

Mesoendodermとは

Mesendoderm (ME) refers to the primitive streak in mammalian embryos, which has the ability to further differentiate into mesoderm and endoderm.

Signaling Control of Differentiation of Embryonic Stem Cells toward Mesendoderm ALu Wang , Ye-Guang Chen Journal of Molecular Biology Volume 428, Issue 7, 10 April 2016, Pages 1409-1422 Journal home page for Journal of Molecular Biology Review https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0022283615003538 本文有料

Mesoendodermの分子マーカー

Existence of mesendoderm that can give rise to both endoderm and mesoderm has been reported from C. elegans to Xenopus(Rodaway and Patient, 2001). In early zebrafish development, the marginal zone bordering on the vegetal margin contains precursors for endoderm as well as mesoderm. Both brachyury and Gata5, which are specific markers for mesoderm and endoderm precursors, respectively, are co-expressed in this marginal zone(Rodaway et al., 1999).

01 October 2005 Characterization of mesendoderm: a diverging point of the definitive endoderm and mesoderm in embryonic stem cell differentiation culture Shinsuke Tada, Takumi Era, Chikara Furusawa, Hidetoshi Sakurai, Satomi Nishikawa, Masaki Kinoshita, Kazuki Nakao, Tsutomu Chiba, Shin-Ichi Nishikawa

https://journals.biologists.com/dev/article/132/19/4363/42973/Characterization-of-mesendoderm-a-diverging-point

中胚葉誘導、神経発生におけるWntの役割

 

下のデータは中胚葉マーカーの染めわけが美しい。

Fig. 6. Siamois and Twin function redundantly in axial development and organizer formation.

Dev Biol. 2011 Feb 3;352(2):367–381. doi: 10.1016/j.ydbio.2011.01.034 Siamois and Twin are redundant and essential in formation of the Spemann organizer Sangwoo Bae a,b,c, Christine D Reid a,c, Daniel S Kessler a,* https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC3065516/

神経誘導におけるFGFの役割

FGFも神経誘導の能力があるという報告がありますが、BMPシグナルとの兼ね合いなどが今一つ不明瞭に感じていました。

下の論文の説明がしっくりきます。FGFの作用はBMPシグナリング経路へのクロストークの結果によるものではないかという解釈です。

FGF signaling has also been shown to inhibit BMP signaling in the early embryo by several mechanisms, thus potentially influencing the response of tissue to the activity of the BMP inhibitors produced by the organizer during neural induction. FGF signaling, for example, can promote phosphorylation of the linker domain and degradation of SMAD1, thereby reducing the efficacy of BMP signaling. FGF signaling can also inhibit BMP activity indirectly, by inducing the expression of a protein called Zeb2, a zinc-finger homeodomain protein also known as SIP1 (and Zfhx1b), which binds to and represses the transcriptional activity of the SMAD protein. For much of the neural plate, the role of FGF signaling is likely to be minor, since neural induction by the BMP inhibitors occurs readily in Xenopus in the absence of FGF signaling.

Neural induction and early patterning in vertebrates Mohammad Zeeshan Ozair 1, Chris Kintner 2, Ali H Brivanlou 1,* Wiley Interdiscip Rev Dev Biol. 2012 Oct 15;2(4):479–498. doi: 10.1002/wdev.90  https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC6945772/

まあ、神経誘導の研究者でFGFの作用を見つけた人にしてみたら嬉しくない解釈でしょうが。

神経誘導におけるノーダル nodalの役割

神経誘導は、デフォルトが神経系への分化でありそれをBMPシグナルが表皮になるようにしているところ、BMP阻害因子であるNoggin, Chordin, Follistatinなど作用することでBMPシグナルを抑えた領域が神経系になるという「神経分化デフォルト」説で一般的に説明されます。しかしFGFが神経誘導に関与するという報告もあり、必ずしも統一的な見方が確立しているように思えません。

神経誘導因子としてのnogginの局在

 Gilbert Developmental Biology FIGURE 12.21 noggin mRNAインジェクションによるUV腹側化胚の背側構造レスキュー(A)、内在性noggin mRNAの局在(B)。(B) Localization of noggin mRNA in the organizer tissue, shown by in situ hybridization. At gastrulation (i and ii, stage 9), noggin mRNA (dark areas) accumulates in the dorsal marginal zone. When cells involute (i and iii, stages 9 and 10), noggin mRNA is seen in the dorsal blastopore lip. During convergent extension (iii, stage 10), noggin is expressed in the precursors of the notochord, prechordal plate, and pharyngeal endoderm, which in the neurula (iv, v) extend beneath the ectoderm in the center of the embryo. Barresi, Michael; Gilbert, Scott. Developmental Biology XE (English Edition) (p.3663). Sinauer Associates is an imprint of Oxford University Press. Kindle 版.

上のデータを見ると、nogginは見事に脊索前板、脊索など神経板の裏側で発現しており、神経誘導シグナルと言われると納得できます。

Nodalnの2つの役割:中胚葉誘導と左右の形成

Nodalは左右の非対称性の形成で重要な役割を担いますが、背側中胚葉の誘導においても大事な役割があります。2つの全然異なる現象に関与しているので、nodalに関する文献を漫然と見ていると頭がこんがらがってきます。

TGFß signals belonging to the Nodal family set up the embryonic axes, induce mesoderm and endoderm, pattern the nervous system, and determine left-right asymmetry in vertebrates.

Annual Review of Cell and Developmental Biology Volume 19, 2003 Review Article Nodal Signaling in Vertebrate Development Alexander F. Schierhttps://www.annualreviews.org/content/journals/10.1146/annurev.cellbio.19.041603.094522 本文有料

Nodal-related 1 (ndr1) and nodal-related 2 (ndr2)genes in zebrafish encode members of the nodal subgroup of the transforming growth factor-β superfamily. We report the expression patterns and functional characteristics of these factors, implicating them in the establishment of dorsal–ventral polarity and left–right asymmetry.

Zebrafish Nodal-Related Genes Are Implicated in Axial Patterning and Establishing Left–Right Asymmetry Michael R. Rebagliati a , Reiko Toyama a , Cornelia Fricke b , Pascal Haffter b , Igor B. Developmental Biology Volume 199, Issue 2, 15 July 1998, Pages 261-272 Dawid https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0012160698989357?via%3Dihub

左右軸形成における役割

下の論文はよくまとまったレビューだと思います。原始結節で生み出された左右差がどのようにして側板中胚葉Lateral Plate Mesodermにつたわるのかは謎だとしています。

Follow your gut: Relaying information from the site of left–right symmetry breaking in the mouse Yukio Saijoh, Manuel Viotti, Anna-Katerina Hadjantonakis First published: 19 April 2014 https://doi.org/10.1002/dvg.22783

 

 

Snail family genes are required for left–right asymmetry determination, but not neural crest formation, in mice Stephen A. Murray and Thomas Gridley tom.gridley@jax.orgAuthors Info & Affiliations Edited by Kathryn V. Anderson, Sloan–Kettering Institute, New York, NY, and approved May 26, 2006 July 5, 2006 103 (27) 10300-10304 PNAS https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.0602234103

Nodalの神経誘導作用

下の論文の図のd Control k81(表皮のマーカー)、sox2(神経板のマーカー)を見ると、外胚葉が表皮と神経板とに分化した様子が見事にわかります。非常に興味深いのはNodalを胞胚腔に注入した胚における神経板の広がりです。表皮の部分が狭まり、その分、神経板が大きく広がっています。つまり、Nodalは強力な神経誘導作用を持つと言えます。ただし、直接的な作用なのか、間接的な作用(誘導因子を誘導して)なのかの区別がメカニズムを考えるうえで重要になります。タンパク質を胞胚腔に顕微注入しているので、内胚葉、中胚葉、外胚葉全てに作用しうる実験条件だと思います。

Nodal/Activin Pathway is a Conserved Neural Induction Signal in Chordates Nat Ecol Evol. 2017 Jul 3;1(8):1192–1200. doi: 10.1038/s41559-017-0226-3 図の説明: d, Expression of sox2 and k81 in control embryos and in embryos injected with zBMP4, nodal or both recombinant proteins. Scale bar, 250 μm. 方法: Xenopus embryos were injected in the blastocoel with 10 ng mouse recombinant Nodal protein (R&D), 3.5 ng zebrafish recombinant BMP4 protein (R&D), or 30 ng recombinant human Noggin (R&D).

アフリカツメガエルにはNodalは複数種類発現しており、Nodal-related番号 で呼ばれています。

Fig. 4. Temporal and spatial expression of Xnr-1 and Xnr-2 during Xenopus development.(B-H) Whole-mount in situ hybridization analysis of Xnr-1 and Xnr-2 expression. All embryos are cleared albino embryos, viewed from the vegetal surface with dorsal oriented upward. The dorsal lip is indicated by the black arrowhead. (B) Stage 9 embryos show punctate perinuclear Xnr-1 signal over the entire vegetal region. Xnr-2 shows the same pattern (data not shown). (C) Xnr-1 signal at stage 10.25 is restricted to the dorsal marginal zone (dark arc at bottom left is a background artefact). (D) Xnr-2 signal in stage 10 pregastrula is primarily located in the dorsal marginal zone, but also in adjacent dorsovegetal cells. (E) Xnr-2 signal in the stage 10.5 gastrula is highly concentrated just above the dorsal lip, with a gradual decrease laterally and ventrally. (F) Whole-mount stained stage 10.25 embryo, split open along the dorsal/ventral plane and viewed internally to show Xnr-2 expression at the dorsal lip. Superficial and slightly deeper staining is observed. Some out-of-focus vegetal cells below the lip express Xnr-2 (white arrowhead). https://journals.biologists.com/dev/article/121/11/3651/38534/Nodal-related-signals-induce-axial-mesoderm-and

 

Nodalは名前が示すようにマウスのnode(原始結節)に発現する遺伝子です。Nodalは、外胚葉に直接働きかけて神経を誘導するわけではありませんん。もっと前の段階すなわち、いわゆるオーガナイザーを誘導する因子という位置付けだと思います。

  • Several TGFβ ligands present in the blastula embryo, including Activin, Vg1, Derriere and the Nodal-related factors Xnr1 and Xnr2, each have the ability to induce the expression of both general and organizer-specific mesodermal markers (Asashima et al., 1990; Smith et al., 1990; Thomsen et al., 1990; Thomsen and Melton, 1993; Jones et al., 1995; Kessler and Melton, 1995; Sun et al., 1999).
  • Genetic studies in the mouse and zebrafish demonstrate a requirement for Nodal-related genes in mesoderm and organizer formation (Schier and Shen, 2000).
  • Loss-of-function mutations in the mouse and the zebrafish Nodal genes result in embryos which fail to form an organizer and lack mesoderm (Conlon et al., 1994; Feldman et al., 1998). Likewise, inhibition of Nodal signaling in Xenopus, using a Nodal-specific form of Cerberus, blocks mesoderm and organizer formation (Agius et al., 2000).
  • While Nodal signaling induces mesoderm in the equatorial region of the blastula, the organizer forms in a dorsal equatorial domain in response to maternal Wnt signaling (reviewed in Harland and Gerhart, 1997; Heasman, 1997; Moon and Kimelman, 1998).
  • Wnt3 and Nodal function are required in the mouse for gastrulation and node formation (Liu et al., 1999; Conlon et al., 1994),

Cooperation of Siamois and TGFβ signals Siamois cooperates with TGFβ signals to induce the complete function of the Spemann-Mangold Organizer MARK J. ENGLEKA and DANIEL S. KESSLE Int. J. Dev. Biol. 45: 241-250 (2001) 241

アフリカツメガエルの場合Nodalは複数発現していますが、Xnr3はオーガナイザー領域に発現しているようです(下の論文の図B,C)

 

Fig. 2. The spatial distribution of Xnr5 and Xnr6 expression was analyzed by whole-mount in situ hybridization as previously described (Harland, 1991). The spatial distribution of Xnr5 and Xnr6 expression was analyzed by whole-mount in situ hybridization as previously described (Harland, 1991). In the late blastula embryo, Xnr5 and Xnr6 mRNA was detected from the vegetal pole to the dorsal vegetal region, including the Nieuwkoop center (Fig. 2D-F). At early gastrula, an Xnr6 signal was seen at just beneath the dorsal lip (Fig. 2G), whereas no Xnr5 signal could be detected at this stage (data not shown). Unlike Xnr3 (Fig. 2B,C), Xnr5 and Xnr6 transcripts did not localize at the Spemann’s organizer.

Secondary axis induction by Xnr5 and Xnr6.  https://journals.biologists.com/dev/article/127/24/5319/41043/Two-novel-nodal-related-genes-initiate-early

These results indicate that the structures of Xnr5 and Xnr6 are quite similar to Xnr1 and Xnr2. All of these four factors can induce a secondary axis lacking the head structures when they are misexpressed ventrally. Xnr4 also has similar activity (S. T., C. Y., Y. O. and M. A., unpublished).

https://journals.biologists.com/dev/article/127/24/5319/41043/Two-novel-nodal-related-genes-initiate-early

ノーダル阻害剤:Cer-S

Cerberus is a head-inducing secreted factor () that acts as a multifunctional antagonist of Nodal, BMP (Bone Morphogenetic Proteins) and Wnt signals (). A carboxy-terminal fragment of Cerberus, called Cerberus-short (Cer-S), lacks the anti-Wnt and anti-BMP activities but retains full anti-Xnr1 activity (). In biochemical studies, Cer-S was found to bind Xnr1, but not Activin nor Vg1 proteins (). https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC2292107/

この論文(↓)ではNordalがニュークープセンターの実体を担う分子として中胚葉誘導(背側、すなわちオーガナイザー)を起こすか、そもそも内胚葉背側に存在するかを調べています。

Endodermal Nodal-related signals and mesoderm induction in Xenopus Eric Agius 1,*,‡, Michael Oelgeschläger 1,*, Oliver Wessely 1, Caroline Kemp 1, E M De Robertis 1,§ Development. 2000 Mar;127(6):1173–1183. doi: 10.1242/dev.127.6.1173

  1. Smad2 mediates Activin/Nodal signaling in mesendoderm differentiation of mouse embryonic stem cells Teng Fei, Shanshan Zhu, Kai Xia, Jianping Zhang, Zhongwei Li, Jing-Dong J Han & Ye-Guang Chen Cell Research volume 20, pages1306–1318 (2010) https://www.nature.com/articles/cr2010158
  2. FELDMAN, B., GATES, M.A., EGAN, E.S., DOUGAN, S.T., RENNEBECK, G., SIROTKIN, H.I., SCHIER, A.F. and TALBOT, W.S. (1998). Zebrafish organizer development and germ-layer formation require nodal-related signals. Nature 395: 181-185.

TFG-βスーパーファミリーの細胞内情報伝達機構

TFG-βスーパーファミリーは、いくつかのサブファミリーに分かれます。TFG-βファミリー、BMPファミリー、Nodal・アクチビンファミリーといったサブファミリーがあります。TFG-βスーパーファミリーに共通する細胞内情報伝達機構はSmadタンパク質の利用です。Smadには大きくわけて2種類あり、Smad4が全てに共通してはたらき、他のSmadとともに二量体を形成して転写因子として働きます。Smad4でないSmadはスーパーファミリーごとに使われるSmadの番号がことなりますが、リガンドが受容体に結合することでリン酸化されてSmad4と協調して転写因子として働くことになる点が共通します。あとは、Smad7, Smad6など抑制性の制御因子として働くSmadも見つかっています。

Neural induction and early patterning in vertebrates Mohammad Zeeshan Ozair 1, Chris Kintner 2, Ali H Brivanlou 1,* Wiley Interdiscip Rev Dev Biol. 2012 Oct 15;2(4):479–498. doi: 10.1002/wdev.90  https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC6945772/

TFG-βスーパーファミリーの細胞内情報伝達機構を英語で説明

ややこしい細胞内情報伝達機構をいかにわかりやすくかつ簡潔に英語で説明するかは、論文を執筆する際に非常に重要になります。自分がわかりやすいと思った表現をまとめておきます。

Dimeric TGFβ ligands bind type II receptors that phosphorylate and activate type I receptors in a hetero-tetrameric complex. Receptor activation, in turn, leads to the propagation of signaling by at least two pathways involving Smad (in the canonical pathway) or Traf/TGFβ-Activated-Kinase-1 (TAK1, in the non-canonical pathway).

Neural induction and early patterning in vertebrates Mohammad Zeeshan Ozair, Chris Kintner, Ali H Brivanlou Wiley Interdiscip Rev Dev Biol. 2012 Oct 15;2(4):479–498. doi: 10.1002/wdev.90  https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC6945772/

ミニマル発生学

『ミニマル発生学』は、医科大学に所属する理学系の先生によって執筆された医学部学生向けの発生学の教科書で、理学的な視点を踏まえて書かれていること、文字通りミニマルな知識がまとめられている点に特徴があると思います。

本書を読んだメモ(順不同)

  • 発生学は再生医療の基礎となる
  • ツールキット遺伝子:Shh, Wnt, Hox, Pax6など発生の時期や部位が違っていても、何回も付か言わされている。家を建てるときの工具のように、使っていることから。
  • 発生で使わた遺伝子は、成体でも使われていることがある。
  • Wntは、増殖シグナル。がんとの関連がある。
  • 個体発生は系統発生を繰り返す という見方から、「砂時計モデル」へ
  • 海中での生活から陸上への生活へと進化するための発生学上の変化:鰭(ひれ)が肢に。鰓(エラ)が呼吸には必要なくなったので、浮袋になるべきところを肺に作り替えた。不要になった鰓(エラ)は耳の一部や、頭蓋、顔の骨や筋肉に。口蓋扁桃、胸腺など。
  • 陸に上がったが、発生は依然として水の中で生じる(羊水の中で)
  • 原始線条は尾方へ退行して短くなっていき完全に消失する。
  • 神経溝が神経管として閉鎖する過程は、まんなかあたり(警部第5体節あたり)で始まり、頭側と尾側の両方向に向かって閉鎖が進行する。図4-5
  • 神経提細胞になる部分(神経板)は「神経ヒダ」
  • 神経堤細胞が鰓弓に入り込んで鰓弓のふくらみができる。顔の大部分の形成に関与する。
  • 鰓弓I:上顎骨、下顎骨、咀嚼筋など
  • 鰓弓II:アブミ骨、表情筋など
  • 神経堤細胞の運命:色素細胞、神経叢(消化管の表面)、心臓の中隔の一部、後根神経節(感覚神経)、交感神経、シュワン細胞など
  • 神経堤細胞の分化する運命は、移動経路や部位で決まると考えられている。
  • 外胚葉を中胚葉に誘導する作用を持つ因子として、アクチビン、FGF,ノーダルなどが同定されたが、発生で実際に一番重要な働きをしているのはノーダル。
  • ノーダル濃度が高いと中胚葉のなかでも特に背側中胚葉、オーガナイザーや脊索が誘導される。ノーダルの濃度が中程度だと筋肉が誘導される。ノーダルの濃度が低いと血液など。
  • ノーダルはモルフォゲンとして作用する。
  • オーガナイザーや脊索はnoggin, chordin follistatinなどのBMP阻害因子を分泌して神経誘導を行う。
  • シグナル伝達機構のまとめ
    • shh は非存在のときはGliRが遺伝子抑制の働きをし、存在下ではGliAによる遺伝子活性化の働きをする。Smo(Smoothened)は通常はShhの受容体であるptch(Patched)によって抑制がかけられている。その状態ではGliは微小管に結合しておりPKAにより分解されて核内に移行し、抑制的に働らく。shhが受容体Ptchに結合するとSmoに対する抑制が解かれて、結果的にGliが核内に移行して活性化の働きをする。
    • Wntは造語で、winglessとintegrated-1とを併せて作られた。winglessはショウジョウバエの遺伝子で、integrated-1は哺乳類の遺伝子で、両者が同一であることがわかったため。ウイントと読む。
      • Wnt経路には、βカテニンが関与するカノニカル経路とPlannar Cell Porlarity (PCP)経路、IP3/Ca経路が存在する。
    • FGF経路
    • TGF-βスーパーファミリー
      • TGF-β
      • Nodal, Activin
      • BMP
    • FGF
    • HGF
    • NTF (Neurotrophic factor)
    • 神経管の区域化:Prosencephalon(前脳)、Mesencephalon((中脳)、rhombencephalon(後脳)のうち、前脳と中脳の区域化ひは、Otx, Emxなどのホメオボックス遺伝子が関与する。後脳と脊髄の区域化にはHOX遺伝子群が関与する。
    • 前脳は、telencephalon, Diencephalonに分かれる。後脳はMetencephalon, Myelencephalonにわかれる。
    • Prechordal plate 脊索前板:脊索よりも先に原始線条から陥入し、口咽頭膜に向かって正中部を前進する細胞集団。Shhを分泌し、この分泌されたshhがPax6の発現を抑制することで、eye fieldが左右に分割される。
    • 眼の形成:水晶体を覆う表皮は角膜corneaになる。
    • 眼胞は表皮につくと、BMP4、FGF8, Deltaなどのシグナルを出す。一方、誘導された水晶体は複数の種類のFGFを分泌する。このように誘導が繰り返されて眼が形成される。

水晶体(すいしょうたい)と硝子体(しょうしたい)の違い

人体の勉強をしていて頭が混乱したので、水晶体と硝子体の区別をメモしておきます。

水晶体は、眼の「レンズ」の部分そのものです。それに対して、硝子体は、眼球の内部の大部分を占める液体の部分を指します。

 硝子体手術|いけだ眼科クリニック

FGFシグナリングが分化そのものでなく分化状態の維持に必要な例

分化と分化の維持を分けて考える考え方

  1. Synergism between temporally distinct growth factors: bFGF, insulin and lens cell differentiation Author links open overlay panel W.P.J. Leenders , S.T. van Genesen , J.G.G. Schoenmakers 1 , E.J.J. van Zoelen , N.H. Lubsen Mechanisms of Development Volume 67, Issue 2, October 1997, Pages 193-201 Mechanisms of Development  https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0925477397001214

神経誘導

  1. Involvement of BMP-4/msx-1 and FGF pathways in neural induction in the Xenopus embryo DGD 25 December 2001 https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1046/j.1440-169x.2000.00514.x