アストロサイトにおける中間フィラメントの多様性

The Diversity of Intermediate Filaments in Astrocytes.

• Maja Potokar
• Mitsuhiro Morita
• Gerhard Wiche
• Jernej Jorgačevski

抄録

個々のニューロンやニューロン回路が驚くほど複雑であるにもかかわらず、脳の機能を理解するためには、脳内の他の細胞タイプの貢献を説明しなければならないことは、かなり前から明らかであった。グリア細胞の中でもアストロサイトは、神経細胞の機能を調整するために複数の役割を持っています。シグナル分子の交換や細胞外空間からの分子の除去によるニューロンとのコミュニケーションは、いくつかのレベルで行われ、細胞骨格を含む複数の細胞構造に支えられた異なる細胞プロセスによって支配されています。アストロサイトにおける中間フィラメントは、細胞プロセスの重要なインテグレーターとして浮上している。アストロサイトは５種類の中間フィラメントを発現している：グリア線維性酸性タンパク質（GFAP）；ビメンチン；ネスチン；シネミン；ビタミン。アストロサイトにおける多様性、異なる細胞構造との相互作用、および個々の中間フィラメントの特定の役割については、GFAPとビメンチンの場合は広く研究されてきましたが、ネスチン、シネミン、およびビタミンについてはあまり注目されていませんでした。同様に、アストロサイトにおいても、異なるタイプの細胞骨格間の相互作用や、サイトリンカー蛋白質を媒介とする細胞骨格と膜質構造との相互作用については十分に研究されていない。本総説では、アストロサイト中間フィラメントの基本的な性質と、サイトリンカー蛋白質などの他の細胞骨格高分子の基本的な性質をまとめ、正常な生理学的・病理学的条件での役割についての現在の知見を述べた。

Despite the remarkable complexity of the individual neuron and of neuronal circuits, it has been clear for quite a while that, in order to understand the functioning of the brain, the contribution of other cell types in the brain have to be accounted for. Among glial cells, astrocytes have multiple roles in orchestrating neuronal functions. Their communication with neurons by exchanging signaling molecules and removing molecules from extracellular space takes place at several levels and is governed by different cellular processes, supported by multiple cellular structures, including the cytoskeleton. Intermediate filaments in astrocytes are emerging as important integrators of cellular processes. Astrocytes express five types of intermediate filaments: glial fibrillary acidic protein (GFAP); vimentin; nestin; synemin; lamins. Variability, interactions with different cellular structures and the particular roles of individual intermediate filaments in astrocytes have been studied extensively in the case of GFAP and vimentin, but far less attention has been given to nestin, synemin and lamins. Similarly, the interplay between different types of cytoskeleton and the interaction between the cytoskeleton and membranous structures, which is mediated by cytolinker proteins, are understudied in astrocytes. The present review summarizes the basic properties of astrocytic intermediate filaments and of other cytoskeletal macromolecules, such as cytolinker proteins, and describes the current knowledge of their roles in normal physiological and pathological conditions.