アストログリア コネキシン「認知と記憶」
アストロサイトによるシナプス可塑性
Astroglial networks scale synaptic activity and plasticity
Proc Natl Acad Sci U S A. 2011 May 17;108(20):8467-72. doi: 10.1073/pnas.1016650108
脳では、ニューロンが情報を受信、統合、処理、伝播していますが、これらの機能を適切に達成するためには、アストロサイトと相互作用する必要があります。
アストロサイトはニューロンに栄養および代謝のサポートを提供します。神経活動に応じた血流調節や、細胞外スペースの恒常性の維持にも寄与しています。
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さらにアストロサイトは、ニューロンの興奮性、シナプス伝達および可塑性を統合して調節しています。
アストロサイトの特徴は、2 つの主要なコネキシン（Cx）サブユニット、胚期から成体段階まで存在する Cx43 と発生後期に発現する Cx30 によって形成される多数のギャップ結合チャネルによって、広範なネットワークに組織化されていることです。
ギャップ結合チャネルは 2 つのヘミチャネルで構成され、各ヘミチャネルは隣接する細胞間で整列して細胞間チャネルを形成する 6 つの Cx サブユニットで構成されます。
ギャップ結合とヘミチャネルにより、小さなシグナル伝達分子、セカンドメッセンジャー、代謝産物、イオン、および電気信号（電気シナプス）が細胞から細胞へ、および細胞から細胞外空間へ直接伝達されます。
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ニューロン活動中のギャップ結合チャネルを介した、イオンや神経伝達物質などの細胞間輸送と再分布は、アストログリアのネットワークコミュニケーションが役割を果たしています。
細胞外恒常性を調節することによってシナプス強度を制御し、シナプス可塑性において重要な役割を果たします。
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アストログリア コネキシンと認知と記憶
Astroglial connexins and cognition: memory formation or deterioration?
Biosci Rep. 2020 Jan 31;40(1):BSR20193510. doi: 10.1042/BSR20193510
病理学的状況では、アストロサイトは、脳の常在免疫細胞であるミクログリアとともに、反応性グリオーシスと呼ばれる顕著な変化を起こします。
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反応性グリオーシスのプロセス中では、ミクログリア細胞が活性化され、アストロサイトは、さまざまな程度の形態学的および分子リモデリングを特徴とする反応性表現型を徐々に獲得し、ニューロンとの相互作用を混乱させる機能的変化を引き起こします。
コネキシンは、細胞膜チャネルを形成する膜タンパク質であり、ギャップ結合およびヘミチャネルの重要な構成要素です。
記憶の形成と固定において、コネキシンギャップ結合とヘミチャネルの役割が報告されています。
コネキシンタンパク質の欠失とギャップ結合コミュニケーションの喪失は、短期の空間記憶の喪失をもたらします。
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また記憶障害において、アストロサイトでのコネキシンの豊富な発現がみられます。
コネキシンの発現が増加しアストロサイトが過剰に活性化すると、神経損傷や認知機能の低下が誘発されます。
アストロサイトに存在するコネキシンには、記憶形成機能と記憶機能を低下させる機能の両方があると考えられます。
認知症とは、日常生活の機能を損なう、記憶、思考、行動の低下を指し、高齢者に多くみられます。
認知症には多くの種類があり、アルツハイマー病が最も一般的な認知症（60 ～ 70%）であり、他には血管性認知症、レビー小体型認知症、前頭側頭型認知症などがあります。
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アルツハイマー病を含む神経変性疾患の病因における非神経細胞、主にアストロサイトの重要な役割が示されています。
アストロサイトは認知障害の主要なメディエーターであり、β-アミロイドに応答したアストロサイトのギャップ結合コミュニケーションに変化が起こります。
まとめ
コネキシンは、細胞膜チャネルを形成する膜タンパク質であり、ギャップ結合およびヘミチャネルの重要な構成要素です。
記憶の形成と固定において、コネキシンギャップ結合とヘミチャネルの役割が報告されています。
コネキシンタンパク質の欠失とギャップ結合コミュニケーションの喪失は、短期の空間記憶の喪失をもたらします。
また記憶障害において、アストロサイトでのコネキシンの豊富な発現がみられます。
コネキシンの発現が増加し、アストロサイトが過剰に活性化すると、神経損傷や認知機能の低下が誘発されます。
アストロサイトに存在するコネキシンには、記憶形成機能と記憶機能を低下させる機能の両方があると考えられます。
