医学のあゆみ293巻13号 神経回路の機能発達と障害―基礎研究からヒト病態へ

はじめに

『医学のあゆみ』誌において，「神経回路の機能発達と障害―基礎研究からヒト病態へ」をテーマとした特集を企画させていただいた．神経回路研究は100 年以上の歴史があり，解析技術の進歩により，分子レベルから個体レベルに至る多階層をつないだ理解が，近年，特に進んでいる領域である．さらに，生理的な回路機能がさまざまなヒトの病態にも直結していることが明らかになりつつある．

本特集では，まず神経細胞の外部環境との相互作用を記録し，細胞の性質を決定していくメカニズムであるエピゲノム修飾について，最新の知見を紹介いただいた．さらに神経細胞の内在的な機構に加えて，グリア細胞などが外から回路を積極的に制御することも最近明らかになりつつある．神経細胞とグリア細胞の相互作用が特に議論されている重要な部位として，情報伝達の場であるシナプスが存在し，シナプス形成と除去における内在性の分子機構と環境要因の関与は神経回路発達の要ともいうことができる．

シナプスは数ミクロン以下の微細な構造である一方，その集団としての性質をマクロ的に理解する必要もある．神経伝達物質受容体の動態を可視化する蛍光プローブの開発により，動物実験で非侵襲的に情報を読み出すことが可能になった．一方で，シナプスの分布変化をヒトの脳で観察することはこれまでは夢物語であったが，革新的なPET プローブの開発によりヒトのシナプスの研究も可能になりつつある．

神経回路の障害はヒトの発達障害の病態に直結している．レット症候群はその原因遺伝子が明確であり，動物モデルと臨床研究の両面からその病態理解が進んでいる．自閉スペクトラム症はさまざまな病因と症状を有する疾患群であるが，特に強い遺伝要因を持つケースについてはモデル動物の作製が進み，回路レベルでの障害の理解が進みつつある．このような回路発達の障害を修復するには新しい治療のためのコンセプトも必要であり，神経細胞とグリア細胞の間で細胞種を転換するといった革新的な技術も提案されている．

神経回路の発達の理解は基礎研究として，また精神神経疾患の理解という面からも重要な研究分野であり，これからも新しい技術の開拓とその応用によって研究が加速していくと期待している．

岡部繁男
東京大学大学院医学系研究科神経細胞生物学，理化学研究所脳神経科学研究センター