おとなの 男の人の 脳のうを しらべた 研究けんきゅうでは、神経しんけい細胞さいぼうが へいきんで およそ 860億おく個こ ありました。では、それ以外いがいの 細胞さいぼうは、どれくらい いるでしょうか。

同じ 研究けんきゅうで、それ以外いがいは およそ 850億おく個こでした［1］。神経しんけい細胞さいぼうと ほとんど 同じ 数です。この なかには、グリア細胞さいぼうが たくさん ふくまれます。

ひとむかし まえの 本ほんには、「グリア細胞さいぼうは 神経しんけい細胞さいぼうの 10倍」と 書いて ある ことが ありました。でも、あとから 数えなおして みると、10倍では なく、ほぼ 1倍くらいだと 考える 研究けんきゅうが 出ました［2］。

グリア細胞さいぼうは、なんと いう 名前を つけられて、なにを して いると 思われて きたのでしょうか。

成人男性の脳を調べた研究では、神経細胞の数は平均でおよそ860億個でした。同じ研究で、神経細胞以外の細胞は約850億個でした［1］。ほぼ同じ数です。この「神経細胞以外」には血管の細胞なども入るので、全部がグリアというわけではありません。ただ、大きな部分はグリア細胞です。

かつては「グリア細胞は神経細胞の10倍もある」とよく書かれていました。しかし、細胞を数える方法が新しくなり、過去のデータも見直された結果、全体ではおよそ1対1に近いという見方が有力になっています［2］。数え方によって、数字が大きく動いたのです。

数が神経細胞と同じくらいあるなら、グリアは何をしているのでしょうか。まず、その名前の由来をたどります。

成人男性の脳の平均で、神経細胞はおよそ860億個、神経細胞以外の細胞はおよそ850億個と報告された［1］。後者には血管の細胞なども含まれるため、すべてがグリアというわけではないが、その大部分はグリア細胞である。

グリアが神経細胞の10倍存在するという説明は、約50年にわたって広まっていた。von Bartheld らは150年分の細胞数の研究を見直し、等方性フラクショネーターという新しい手法の結果と、元の組織学的データの再検討から、脳全体ではグリアと神経細胞の比は1対1に近く、グリアの数は約400億〜1300億個の範囲に収まると結論した［2］。

ただし、比は部位によって異なる。ヒトの脊髄を調べた報告では、グリア対神経細胞の比は5.6〜7.1だった(ヒト1例の測定)［3］。「グリアが多い」「同数」のどちらが正しいかは、どの部位を、どの方法で数えたかによる。

数が同数なら、グリアは何をしているのか。まず名前の由来を確認する。

グリアは、「のり」や「にかわ」という 意味の 言葉ことばから できた 名前だと いわれます［4］。脳のうの なかで、神経しんけい細胞さいぼうと 神経しんけい細胞さいぼうの すきまを うめて、くっつけて いるように 見えたからです。

150ねんいじょう まえ、ドイツの ウィルヒョウと いう 医者いしゃが、脳のうの なかに この 細胞さいぼうが ある ことを 書いたと いわれます［4］。そのころは、電気の 信号しんごうを 出す 神経しんけい細胞さいぼうが 注目され、グリアは ささえる だけの 細胞さいぼうだと 思われました。でも、じつは たくさんの 仕事を して いました。

グリアという名前は、「にかわ」「のり」を意味するギリシャ語に由来します［4］。顕微鏡で見ると、神経細胞のすき間をうめて組織をつないでいるように見えたからです。19世紀の半ばごろ、ドイツの医師ウィルヒョウが脳の中でこの細胞のことを書いたとされています［4］。

当時は、電気信号を出す神経細胞が主役で、グリアはそれを支える脇役だと考えられました。この見方は長く続きました。名前そのものが、「のりのようなもの」という最初の印象を、いまも残しています。

では、実際にグリアは何をしているのでしょうか。細胞の種類ごとに、3つの仕事を見ていきます。

glia はギリシャ語の「にかわ」に由来する語で、神経組織の間を埋めて支える結合組織のようなものと見られたことから名づけられた［4］。ドイツの病理学者ウィルヒョウが19世紀半ばに、脳内の結合組織を探す中でこの細胞に触れたとされる［4］。その後、1世紀以上のあいだ、研究の関心は電気信号を出す神経細胞に集中した。

現在は、グリアの中にも性質の違う複数の細胞があり、それぞれ別の仕事をしていることが分かっている。以下、中枢神経系の代表的な3種類(オリゴデンドロサイト、アストロサイト、ミクログリア)を順に見る。

神経しんけい細胞さいぼうには、長く のびた 糸のような ぶぶんが あり、電気の 信号しんごうが そこを 通ります。この 糸に、脂あぶらの おおいが まかれて いる ところが あります。髄鞘ずいしょうと いいます。

脳のうや せきずいで この おおいを つくるのが、オリゴデンドロサイトと いう グリア細胞さいぼうです［5］。おおいが あると、信号しんごうが はやく 伝つたわると いわれます［4］。電線でんせんの ビニールのような はたらきです。

この おおいを つくる 細胞さいぼうは、哺乳類ほにゅうるいの 脳のうでは、とても たいせつです［5］。それだけでなく、神経しんけいの 糸が 長い あいだ 元気で いられるよう、ささえる はたらきも あると 考えられて います［5］。

神経細胞は、細長い「軸索」という部分で電気信号を送ります。その軸索の外側に、脂質を多く含む膜が巻きついた部分があり、これを髄鞘(ミエリン)と呼びます。脳や脊髄で髄鞘をつくるのが、オリゴデンドロサイトというグリア細胞です［5］。

髄鞘は電線のビニールのように働き、信号の伝わる速さを上げるとされています［4］。ナーヴ(Nave)の総説によると、髄鞘をつくるグリアは脊椎動物の進化の中で比較的あとに現れ、哺乳類の脳の白質のつくりを支えています。さらに、髄鞘そのものとは別に、軸索を長く保つ働きもあるといわれます［5］。

つまり、「のり」と思われていた細胞の中に、神経の信号の通り道をつくる細胞がいたのです。

中枢神経系で髄鞘を形成するのはオリゴデンドロサイトである［5］。髄鞘は軸索を巻く脂質に富む絶縁層で、跳躍伝導によって信号の伝わる速度を高めるとされる［4］。

Nave (2010) は、髄鞘をつくるグリアが脊椎動物の進化では比較的遅れて現れたこと、軸索とグリアのあいだにシグナルのやりとりがあること、グリアは髄鞘の有無とは別に、軸索を長期にわたって維持する役割も持ちうることを整理している［5］。同じ総説は、髄鞘の異常がいくつかの神経疾患と関連づけられていることにも触れている。ただし、どの疾患でどの程度かは、個別の研究を見る必要がある。

グリアは「つなぎ」ではなく、信号の伝え方そのものに関わる細胞でもある。

顕微鏡けんびきょうで 見ると、ほしの かたちに 見える グリア細胞さいぼうが あります。アストロサイトです。「アストロ」は「ほし」と いう 意味です。

この 細胞さいぼうは、脳のうの 血管けっかんと 神経しんけい細胞さいぼうの あいだに います。血管けっかんから 栄養えいようを 神経しんけい細胞さいぼうへ とどけたり、いらなくなった ものを かたづけたりする ことに かかわる、と いわれます［4］。

また、神経しんけい細胞さいぼうどうしが 信号しんごうを わたす ところの ちかくにも います。そこで、信号しんごうの やりとりを ささえたり、調節ちょうせつしたり するかも しれない、という 研究けんきゅうが あります［6］。

マウスの 実験じっけんでは、アストロサイトが 脳のうの なかの いらない たんぱく質しつを 流す みちに かかわって いる ことが わかりました［7］。マウスの 脳のうの そうじの しくみの ひとつかも しれませんが、人で どこまで はたらくかは、まだ 研究けんきゅうが つづいて います。

アストロサイトは、細胞から何本も枝が伸びた、星のような形をしています。脳の血管のまわりと、神経細胞どうしが信号を受け渡す接合部(シナプス)のまわりに広がっています。血管から神経細胞へ栄養を届ける手伝い、余分な物質の回収などに関わるとされます［4］。

もう一つ注目されているのが、シナプスとの関係です。アストロサイトはシナプスの活動に反応し、逆に信号の伝わり方を調節しているという「三者間シナプス」の考え方があります［6］。アストロサイトを単なる支え役でなく、情報処理にも加わる細胞と見る立場です。

2012年には、マウスの実験で、脳の血管のまわりを髄液が流れ、不要なたんぱく質を運び出す通り道が報告されました。アストロサイトの膜にある水の通り道(アクアポリン4)をなくしたマウスでは、物質の排出が約70%減りました［7］。

アストロサイトは、星状の形をした細胞で、血管のまわりやシナプスのまわりに広がり、神経細胞への栄養の受け渡しなどに関わるとされる［4］。

Perea ら (2009) は、アストロサイトがシナプス活動に反応し、逆に伝達を調節するという「三者間シナプス」の考え方を整理した。ニューロンとグリアのネットワークから脳機能が生まれる、という主張である［6］。これは有力な考え方だが、アストロサイトがヒトの脳で情報処理にどこまで関与するかについては、研究者の間で議論が続いている。

Iliff ら (2012) は、マウスの生体2光子イメージングで、脳脊髄液が動脈周囲の空間から脳組織に入り、静脈周囲の経路で出ていくことを示した。アストロサイトの水チャネル・アクアポリン4を欠くマウスでは、脳脊髄液の流入が遅れ、間質の溶質の排出が約70%減った。アミロイドβも同じ経路で運ばれた［7］。この経路が人でどの程度働くか、どう評価するかは、以後も議論が続いている。

もうひとつ、ミクログリアと いう 小さな グリア細胞さいぼうが います。脳のうの なかの「そうじ屋さん」で、こわれた ものや ごみを 食べて かたづけると いわれます［4］。ばい菌きんなどから 脳のうを まもる、免疫めんえきの はたらきも します。

驚おどろくのは、元気な 脳のうでも はたらいて いる ことです。赤ちゃんの ときの 脳のうには、神経しんけい細胞さいぼうの つながりが たくさん あります。マウスの 研究けんきゅうで、ミクログリアが その つながりの 一部を 食べて、数を ととのえて いる ことが 見つかりました［8］［9］。

のびすぎた えだを ととのえる 庭師にわしさんに、すこし にた はたらきです。もちろん、ほんとうの 細胞さいぼうは 庭師にわしさんでは ありません。

ミクログリアは、脳にいる小型のグリア細胞で、脳にもともといる免疫細胞だと説明されます［9］。壊れたものを片づける働きも知られています［8］。

2011年と2012年に、健康な幼いマウスの脳で、ミクログリアが神経細胞どうしのつながり(シナプス)の一部を取りこみ、数を整理していることが報告されました［8］［9］。これを「刈り込み」といいます。刈り込みは神経活動に左右されることも、網膜から視床への経路で示されました［9］。

この働きが弱いマウスでは、神経のつながり方に長く続く違いが見られました［9］。ミクログリアは、掃除係であると同時に、脳の回路の形を整える庭師のような役目も持つようです。

ミクログリアは中枢神経系に常在する免疫系の細胞で［9］、組織を監視し、傷害の後始末にも関わることが知られている［8］。

Paolicelli ら (2011) は、マウスの発達期に、ミクログリアがシナプス成分を取りこみ、刈り込みに大きく関わることを示した［8］。Schafer ら (2012) は、網膜から視床への経路(網膜外側膝状体系)で、刈り込みが神経活動に依存すること、ミクログリアが補体系(CR3/C3)を使ってシナプス前の入力を取りこむこと、この経路を壊すとシナプスの接続に持続的な欠損が残ることを報告した［9］。

ミクログリアは病気や損傷のときに働くだけでなく、正常な発達の中で回路の形をつくる役目を持つ。ただし、これらはマウスでの結果であり、ヒトの脳で同じことがどの程度起きているかは、別の研究が必要になる。

グリア細胞さいぼうの研究けんきゅうは、まだ とちゅうです。アストロサイトが 考える ことに どこまで かかわるのか、人の 脳のうでも マウスと 同じなのか、など、研究者けんきゅうしゃの あいだでも 意見が わかれる ところが あります。

いえるのは、「グリアは ただの のり」という 見方は、もう そのまま では 通じない、という ことです。脳のうは、神経しんけい細胞さいぼうだけでなく、いろいろな 細胞さいぼうの チームで はたらいて いるようです。

グリア細胞の研究は、いまも進行中です。たとえば、アストロサイトが情報処理にどこまで関わるのかは、研究者の間でも見方が分かれています。ここで紹介した多くの結果はマウスの実験によるもので、ヒトの脳でどの程度同じことが起きているかは、これから確かめられていくことです。

数の話も同じです。「10倍」という数字が見直されたように、グリアについては、新しい方法で数え直して、古い常識が変わることがありました［2］。

ただ、「グリアは脇役のにかわにすぎない」という見方は、いまの研究とは合いません。神経細胞が信号を送り、グリアが髄鞘をつくったり、シナプスの働きに関わったり、つながりを整えたりしながら、脳は働いている、という見方が広まっています［6］。

議論が残る点は大きく3つある。第一に、アストロサイトが情報処理に関与する程度。三者間シナプスの考え方は有力だが、生理的な条件で、ヒトの脳でどこまで成り立つかは決着していない［6］。第二に、脳脊髄液の流れによる老廃物の除去が、ヒトでどの程度働くか［7］。第三に、刈り込みをはじめ、マウスで得られた結果がヒトの発達にどこまで当てはまるか［9］。

数の見直しは、別の例を示している。「グリアは10倍」という説明は、約50年広まったのち、新しい手法と再検討によって覆された［2］。通説が強く、広く引用されていても、元の測定にさかのぼると別のことが分かる場合がある。

おうちの 人と いっしょに、図書館としょかんの 図鑑ずかんで、アストロサイトの 絵えを さがして みましょう。ほんとうに ほしの ような かたちを して いるでしょうか。

また、グリア細胞さいぼうの 本ほんを 読んで、「神経しんけい細胞さいぼうの 10倍」と 書いて あったら、いつの 本ほんか、どんな 研究けんきゅうを もとに して いるか、見て みてください。古い 数字が のこって いるかも しれません。

図書館の図鑑や解説書で、アストロサイトやオリゴデンドロサイトの絵を探してみましょう。同じ「グリア」でも、形がかなり違います。

グリア細胞について書かれた本や記事で、「神経細胞の10倍」という数字を見かけたら、いつ書かれたものか、出典があるかを確かめてみてください。古い数字が使い続けられているかもしれません。出典の論文［2］は英語ですが、要旨だけでも「何を数え直したのか」が読み取れます。

参考にした総説［2］は、細胞数をめぐる150年の変遷をたどっていて、「通説がどう生まれ、どう直されたか」を知る資料になる。アストロサイトの機能については、Perea ら［6］の要旨を読み、「どの動物の、どの実験で、どこまで言えているか」を自分で書き出してみるとよい。

自分で調べるときは、「マウスの結果」と「ヒトでの結果」を分けて読む。どの動物で、どの条件で得られたのかを見るだけで、同じ主張の強さが変わって見える。