神経科学：アストロサイトは可塑的なネットワークを介して特定の脳領域間を接続する
Nature 655, 8121 doi: 10.1038/s41586-026-10426-6
ニューロンの軸索は従来、脳領域間の機能的接続性を仲介する主要な要素と考えられてきた。しかし、アストロサイトを介したコミュニケーションの役割は、これまで十分に評価されてこなかった。アストロサイトは、ギャップ結合を介して互いにコミュニケーションしているが、このコミュニケーションの範囲と特異性についてはほとんど分かっていない。アストロサイトのギャップ結合は、記憶形成、シナプス可塑性、神経信号伝達の協調、視覚および運動の臨界期の終了に必要である。これらの知見は、このコミュニケーション形態が中枢神経系の適切な発達と機能に不可欠であることを示している。アストロサイトのギャップ結合ネットワークは重要であるにもかかわらず、その研究はこれまで困難であった。スライス電気生理学などの現行の手法は、ネットワークの接続性を損ない、組織損傷によるアーチファクトを生じる。本研究で我々は、これらの制約を克服するために、覚醒状態で行動中の動物において、分子がアストロサイトのギャップ結合を通過する際にその分子を標識するベクターベースの手法を開発した。次に我々は、脳全体の組織透明化を用いて、これらの無傷の三次元アストロサイトネットワークを画像化した。その結果、複数のアストロサイトネットワークがマウスの脳に張り巡らされていることが明らかになった。これらのネットワークは無差別に拡散するのではなく、特定の領域間を選択的に接続しており、サイズと構成も多様である。単一の脳領域に限局した局所的ネットワークと、半球をまたいで複数領域をロバストに相互接続する長距離ネットワークが観察され、後者は既知の神経ネットワークとは異なるパターンを示すことが多かった。さらに我々は、感覚遮断後の成体脳では、アストロサイトネットワークが構造的な再編成を起こすことを実証する。これらの知見は、ギャップ結合で連結したアストロサイトの可塑的なネットワークによって媒介される、離れた脳領域間コミュニケーションの1つの様式を示している。
