ニューロンは、中枢神経系において、シナプスと呼ばれる特殊な接続を介して電気的・化学的なシグナルの伝達を担う細胞です。中枢神経系には、800億～1000億個と驚異的な数のニューロンが存在すると推定されており、毎分数百万ビットの情報を処理して適切な応答を調整しています。処理された情報は、複数のニューロンを順に経由し、活動電位（神経インパルス）の形で伝わります。この過程で、インパルスはシナプスで遮断・変化・統合されることがあります。

形成と構造

ニューロンは、胚発生の過程で外胚葉の中央部（神経板）から生じ、神経新生と呼ばれるプロセスによって形成されます。神経芽細胞は、遺伝的に予め決められた遊走経路を移動し、そこで多様なタイプのニューロンへと分化します。これらのニューロンは存在する部位や機能によって、大きさや形態が異なります。ニューロンの形態は必ずしも同じではありませんが、すべてに細胞体、軸索、軸索末端、樹状突起が存在します。

細胞体（soma）は円形で、大きさが4～100 µmと非常に幅広く、核を持ちます。細胞体からは軸索またはシナプス末端球と呼ばれる細長い茎状の構造が伸び、その先が軸索末端へと続きます。細胞体（soma）は軸索との接合部で漏斗のように細くなっています。この部分は軸索丘と呼ばれ、ほとんどの活動電位がここで生成されます。細胞体の表面にはニューロンの主な受容小器官である樹状突起あります。ニューロンは、この樹状突起の数によって、多極性、単極性、疑似単極性に分類されます。

神経の変性や再生には細胞内外における能動輸送が必須ですが、この機能は微小管関連タンパク質のキネシンとダイニンが担っています。この能動輸送の破綻やニューロンの形成と喪失の不均衡は、パーキンソン病などの疾患と関連しています。神経細胞の損傷と関連する、もう1つの重要な疾患群が感染症です。ポリオ、狂犬病、単純ヘルペス、帯状疱疹などのウイルスは神経終末に感染し、微小管関連タンパク質によって細胞体へ運ばれ、そこで増殖してニューロンを破壊します。特に水痘帯状疱疹ウイルスのような一部のウイルスは、細胞体内に長期間潜伏し、免疫力が低下した際に再活性化して、帯状疱疹などの疾患状態を引き起こします。

ニューロンの機能

ニューロンは、神経伝達物質や活動電位といった非常に複雑なメカニズムを用いて、情報を送受信する働きを担います。ニューロンの樹状突起は、神経伝達物質、ホルモン、薬物、光、または他のニューロンによる刺激を受けると、脱分極性の興奮性シナプス後電位や過分極性の抑制性シナプス後電位を生じます。この情報は統合・解読され、ニューロン接続を介して化学的または電気的シグナルとして出力されます。ニューロンを機能で分類すると、感覚（求心性）ニューロン、運動（遠心性）ニューロン、介在ニューロン、中継ニューロンに分けられます。脳や脊髄の特定の部位に存在するニューロンの構造は、その主要な機能によって異なります。

近年注目されている研究

神経タンパク質 α-シヌクレインは現在、パーキンソン病の予測や予後評価に用いるバイオマーカーとしての可能性が研究されています。この目的に対し、他に利用可能なバイオマーカーは、現時点では存在していません¹。同様の先進的分野として、末梢神経再生を調べる最近の研究で、ウォートンゼリー由来の間葉系幹細胞（WJ-MSC）がシュワン細胞様細胞（WJ-SCLC）へ誘導可能であり、神経損傷や神経喪失に関連する疾患の治療薬開発において重要な役割を果たす可能性が示されています²。

特定の神経細胞タンパク質が脳損傷のマーカーとして利用できることが、研究により示されています。特に、グリア線維性酸性タンパク質（GFAP）とユビキチンC末端ヒドロラーゼL1（UCH-L1）は、急性頭蓋内病変を画像検査で高感度に検出できることから、最近FDAの承認を受けています³。

参考文献

1. Fu Y, Jiang C, et al. (2020) Facile Impedimetric Analysis of Neuronal Exosome Markers in Parkinson's Disease Diagnostics. Anal Chem. 92(20):13647-13651. https://pubs.acs.org

2. Choi SJ, Park SY, et al. (2021) Mesenchymal Stem Cells Derived from Wharton's Jelly Can Differentiate into Schwann Cell-Like Cells and Promote Peripheral Nerve Regeneration in Acellular Nerve Grafts. Tissue Eng Regen Med. 18(3):467-478. https://link.springer.com

3. Bramblett GT, Harris JN, et al. (2021) Traumatic Optic Nerve Injury Elevates Plasma Biomarkers of Traumatic Brain Injury in a Porcine Model. Journal of Neurotrauma.38(8):1000-1005. https://doi.org/10.1089/neu.2020.7039