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神経細胞マーカーとグリア細胞マーカー

ニューロン (神経細胞) は神経系を構成する細胞であり、電気信号 (活動電位) を化学物質に変えて情報の授受を行う性質を持っています。ニューロンは導電性で、この情報を近傍あるいは遠隔の細胞に送信します。MAP2NeuNニューロフィラメント-Hニューロフィラメント-L、ニューロフィラメント-Mなどの発現を観察することで、成熟したニューロンを特定することができます。

いくつかの研究成果から、凝集したタンパク質や長期間の刺激が細胞にとって有害な慢性炎症の原因となり、アルツハイマー病 (AD)、パーキンソン病 (PD)、筋萎縮性側索硬化症 (ALS) などの神経変性疾患の発症に関与すると考えられています。

ニューロンのほか、アストロサイト (星状膠細胞)、オリゴデンドロサイト (乏突起膠細胞)、ミクログリア (小膠細胞) といったグリア細胞 (膠細胞) が神経系を構築しており、これらによって適切な脳機能が保たれています。

MAP2免疫蛍光染色

MAP2 (D5G1) XP® Rabbit mAb (緑) で染色した、ラット小脳凍結切片の共焦点免疫蛍光染色像。DRAQ5® #​4084を用いてDNAを染色し、青の疑似カラーで示しました。

NeuN免疫蛍光染色

NeuN (D4G4O) XP® Rabbit mAb (緑) で染色したマウス海馬 (左)、大脳皮質 (中央)、小脳 (右) の共焦点免疫蛍光染色像。アクチンフィラメントをDyLight™ 554 Phalloidin #13054 (赤) で染色しました。DRAQ5® #​4084を用いてDNAを染色し、青の疑似カラーで示しました。

ニューロフィラメント-H免疫蛍光染色

Neurofilament-H (RMdO 20) Mouse mAb (緑) とCalbindin Antibody #2136 (赤) で染色したマウス小脳の共焦点免疫蛍光染色像。DNAをDRAQ5®​ (青) で染色しました。

ニューロフィラメント-L免疫組織化学染色

Neurofilament-L (C28E10) Rabbit mAbで染色したパラフィン包埋マウス脳の免疫組織化学染色像。

ニューロフィラメント-M免疫蛍光染色

Neurofilament-M (RMO 14.9) Mouse mAb (緑) とCalbindin Antibody #2136 (赤)で染色したマウス小脳の共焦点免疫蛍光染色像。DNAをDRAQ5®(青) で染色しました。

ミクログリア

ミクログリアは骨髄由来の細胞で、発生中に中枢神経系に遊走する免疫細胞です。ミクログリアは多機能で、胚発生期に形成される複雑な神経ネットワークの剪定、シナプス可塑性の補助、神経伝達物質の放出に応答することで、興奮毒性を抑制する機能などがあります。また、マクロファージ様の性質を持ち、神経系に急性感染や外傷に対する炎症反応を備える機能もあります。ミクログリアを特定する特異的なマーカーには、Integrin alpha M (ITGAM/CD11b)、細胞表面糖タンパク質F4/80CD45、iba1、TMEM119があります。

病態において、DAM (disease-associated microglia) と呼ばれる特殊な遺伝子発現パターン (分子署名) を持つミクログリアが現れることが報告されています。DAMは二段階を経て成熟し、それぞれの段階に異なる特徴的なバイオマーカーの発現があります。第1段階では、TREM2 (triggering receptor expressed on myeloid cells 2)、ApoEDap12が高発現し、P2ry12やTMEM119 (transmembrane protein 119) の発現が低く抑えられます。第2段階では、Osteopontin (Spp1)、CST7 (cystatin 7) が高発現します。

ApoE免疫組織化学染色

コントロールペプチド (左) および抗原特異性ペプチド (右) の存在下でApoE (pan) (D7I9N) Rabbit mAbを用いた、パラフィン包埋ヒト皮膚の免疫組織化学的解析。

オリゴデンドロサイト

オリゴデンドロサイトは中枢神経系に存在するグリア細胞であり、軸索の髄鞘 (ミエリン鞘) を形成し、神経シグナルの伝導速度を促進します。オリゴデンドロサイトは、以下のようなミエリンファミリータンパク質の発現によって特定することができます:MOG (myelin oligodendrocyte glycoprotein)MAG (myelin-associated glycoprotein)MBP (Myelin Basic Protein)

オリゴデンドロサイトの前駆細胞は脳に存在し、神経回路に損傷を受けた場合に速やかに増殖してオリゴデンドロサイトを補充し髄鞘を修復します。ミエリンの破損やオリゴデンドロサイトの補充が途絶えることで、ミエリンが量的に不足した場合や、質的に機能不全のミエリンが存在した場合に、AD、PD、ALSおよび多発性硬化症 (MS) などの神経変性疾患の発症率が亢進するという知見もあります。

MOG免疫組織化学染色ヒト小脳

MOG (E5K6T) XP® Rabbit mAbを用いた、パラフィン包埋ヒト小脳の免疫組織学的解析。

MAG免疫蛍光染色

MAG (D4G3) XP® Rabbit mAb (緑) を用いたラット小脳の共焦点免疫蛍光染色解析。DRAQ5® #​4084を用いてDNAを染色し、青の疑似カラーで示しました。

アストロサイト

アストロサイトはオリゴデンドロサイトと同様、脳由来の中枢神経系のグリア細胞です。アストロサイトの特異的なマーカーとして、GFAPS100βがよく利用されます。

神経系におけるアストロサイトの機能には、神経回路の形成と発生の支持 (構造的な支持)、血流の制御 (血液脳関門中の内皮細胞の支持)、シナプス伝達とシナプス機能の支持、エネルギー供給と代謝 (ニューロンへの栄養の供給や、特定の神経伝達物質の合成) などがあります。

アストロサイトの欠損や異常機能は、様々な神経変性疾患プロセスに関与しています。アストロサイトの慢性的な活性化は、ADやHDで見られる病変と類似した病変をもたらします。

神経細胞とグリア細胞の種類と関連マーカー表

神経幹細胞マーカー Musashi Notch1 SSEA1              
神経上皮細胞 E-cadherin HES1 Nestin Notch1 Sox2 Sox10        
シュワン細胞 EAAT1 (GLAST-1) EAAT2 (GLT-1) GAP43 GFAP Myelin Basic Protein NCAM p75NTR S100B    
放射状グリア BLP (FABP7) N-cadherin GFAP EAAT1 (GLAST-1) Nestin Sox2 Tenascin C Vimentin    
ミクログリア F4/80 Iba1 PU.1 TMEM119 ASC CD11b (ITGAM) CD40 CD45 CD68  
恒常性ミクログリア C1qA/B CX3CR1 Cystatin 3 (CST3) P2RY12            
DAM (第1段階)  ApoE DAP12 (TYROBP) TREM2              
DAM (第2段階) Axl Cystatin F (CST7) Dectin-1 (CLEC7a) CD11c (ITGAX) Spp1          
オリゴデンドロサイト A2B5 CnPase MAG MOG Myelin Basic Protein NG2 Olig2 Sox10    
アストロサイト A2B5 ALDH1L1 EAAT1 (GLAST-1) EAAT2 (GLT-1) GFAP Notch S100B      
中間前駆細胞 EOMES (Tbr2) Neurogenin 2 Pax6              
未成熟ニューロン Doublecortin NeuroD1 TBR1 β3-Tubulin            
成熟ニューロン MAP2 NeuN Neurofilament-H Neurofilament-L Neurofilament-M Neuron Specific Enolase (NSE) Tau Thy1 β3-Tubulin UCHL1
神経伝達物質                    
グルタミン酸作動性ニューロン VGLUT1/2                  
GABA作動性ニューロン Neuropeptide Y Penk ADORA2A DARPP-32 GAD1/2          
ドーパミン作動性ニューロン ALDH1A1 FOXA2 GIRK2 Lmx1B Tyrosine Hydroxylase          
セロトニン作動性ニューロン FEV SERT TPH2 Tryptophan Hydroxylase            
コリン作動性ニューロン ChAT                  
神経細胞サブタイプ                    
介在ニューロン Calbindin-Parvalbumin receptors Calretinin-Somatostatin receptors 5-HT3A VIP            
運動ニューロン ChAT HB9 Neurogenin 2 Islet -1/2            
神経上皮細胞 E-cadherin HES1 Nestin Notch1 Sox2 Sox10        
シュワン細胞 EAAT1 (GLAST-1) EAAT2 (GLT-1) GAP43 GFAP Myelin Basic Protein NCAM p75NTR S100B    
放射状グリア BLP (FABP7) N-cadherin GFAP EAAT1 (GLAST-1) Nestin Sox2 Tenascin C Vimentin    
ミクログリア F4/80 Iba1 PU.1 TMEM119 ASC CD11b (ITGAM) CD40 CD45 CD68  
GFAP免疫蛍光染色

GFAP (D1F4Q) XP® Rabbit mAb (緑) とNeurofilament-H (RMdO 20) Mouse mAb #2836 (赤) を用いたラット小脳の共焦点免疫蛍光染色解析。DRAQ5® #​4084を用いてDNAを染色し、青の疑似カラーで示しました。

NeuN免疫蛍光染色

NeuN (D4G4O) XP® Rabbit mAb (緑) で染色したマウス海馬 (左)、大脳皮質 (中央)、小脳 (右) の共焦点免疫蛍光染色像。アクチンフィラメントをDyLight™ 554 Phalloidin #13054 (赤) で染色しました。DRAQ5® #​4084を用いてDNAを染色し、青の疑似カラーで示しました。

β3-チューブリン免疫蛍光染色

β3-Tubulin (D71G9) XP® Rabbit mAb (緑) とTau (Tau46) Mouse mAb #4019 (赤) を用いたマウス小脳の共焦点免疫蛍光染色による解析。DRAQ5® #​4084を用いてDNAを染色し、青の疑似カラーで示しました。

ASC/TMS1免疫蛍光染色

ASC/TMS1 (D2W8U) Rabbit mAb (Mouse Specific) #67824 (緑) とAPP/β-Amyloid (NAB228) Mouse mAb #2450 (黄)、GFAP (GA5) Mouse mAb (Alexa Fluor® 647 Conjugate) #3657 (赤) とHoechst 33342 #4082 (青) を用いたマウス脳の共焦点免疫蛍光染色による解析。

ミエリン塩基性タンパク質免疫蛍光染色

Myelin Basic Protein (D8X4Q) XP® Rabbit mAb (緑) とSynaptophysin (7H12) Mouse mAb (IF Formulated) #9020 (赤) を用いたラット脳の共焦点免疫蛍光染色による解析。DRAQ5® #​4084を用いてDNAを染色し、青の疑似カラーで示しました。

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