神経科学：中枢神経系細動脈のカベオラは神経血管カップリングを仲介する
Nature 579, 7797 doi: 10.1038/s41586-020-2026-1
適切な脳機能は神経血管カップリングに依存している。すなわち、神経活動によって局所的な血流が迅速に増加し、脳の部位ごとのエネルギー需要の適時変化を満たすのである。神経血管カップリングは脳機能画像化の基盤であり、神経血管カップリングの障害は神経変性と関連付けられている。神経血管カップリングの基盤となる分子レベルや細胞レベルの機構は、まだほとんど分かっていない。従来の見解では、ニューロンまたはアストロサイトが血管拡張因子を放出し、それが平滑筋細胞（SMC）に直接作用して動脈の拡張を誘導し、局所的な血流を増加させるとされてきた。今回我々は、2光子顕微鏡法を用いて、覚醒マウスのヒゲ刺激時におけるバレル皮質の神経活動と血管動態を同時に画像化し、細動脈内皮細胞（aEC）が、神経血管カップリングの仲介に能動的な役割を担っていることを見いだした。中枢神経系の内皮細胞の他の血管区分とは異なり、aECには多数のカベオラがあることが分かった。aECのカベオラを除去する急性の遺伝的擾乱（近傍のSMCのカベオラには影響を与えない）は、神経血管カップリングを障害した。重要なことに、aECのカベオラ機能は、内皮型NOシンターゼ（eNOS）を介したNO経路に依存しない。カベオラとeNOSの両方を除去すると神経血管カップリングが完全に失われるのに対し、どちらか一方の変異体は部分的な障害を示すことから、aECのカベオラを介した経路が、神経血管カップリングに寄与する主要因子であることが明らかになった。今回の知見は、血管拡張が、中枢神経系からのシグナルをカベオラ依存的経路を介してSMCへと能動的に中継する内皮細胞によって主に仲介されることを示している。
