五億年前、細胞進化の異常な発展が起こった：脊椎動物の神経線維（軸索）上の絶縁鞘（ミエリン）の形成。 ミエリン鞘は、ミエリン（ランヴィエの節）の周期的な休憩の間に活動電位を急速に”ジャンプ”させることによって、神経インパルスの伝達方法を変え、伝達速度を劇的に増加させ、無脊椎動物のそれをはるかに超えて神経機能を上昇させた。 電子顕微鏡の開発が明らかにされるミエリンの意外なsubmicroscopic構造だったまでない。 軸索の分泌ではなく、ミエリンは、非神経細胞（グリア）によって軸索の周りに回転する細胞膜の高度に圧縮された層の厚い包みであることが判明した。 ミエリンとランヴィエのノードは、正確な細胞-細胞認識、特殊な細胞膜の膨大な量の合成、および軸索の周りの膜の100層までラップするための複雑な細胞 ミエリンの損傷は多くの疾患や障害の原因であり、近年、ミエリンは学習に関与する可能性のある新しい細胞メカニズムとして注目されている（Fields、2010）。 Snaideroらによる研究。 (2014),細胞ダイナミクスとミエリンの形成とリモデリングを制御する分子シグナル伝達に関する新しい情報を提供します。. この研究は、神経系の発達、疾患、および機能を最適化するためにミエリンをどのように改造するかの理解に重要なミエリン膜が既存の鞘にどのように追加されるかの理解を進めている。
中枢神経系では、ミエリンは多極グリア、オリゴデンドロサイトによって形成され、数十の細い細胞プロセスを拡張して複数の軸索を同時にエンシースすることができる。 ワイヤ上に電気テープを巻くように軸索の周りに膜の複数の層を包むことは、多極細胞にとってトポロジカル不可能である。 ミエリンは、PNS（末梢神経系）およびCNSにおいて、軸索の周囲を螺旋状にし、重複する膜の複数の層を回転させる最も内側のシート状のグリアプロセスによっ 細胞質は、ミエリン鞘の最内層および最外層を除くすべてから排出されるようになる。 介在する層では、細胞膜はミエリンの密集させた層で優先的に見つけられるミエリンの基本的な蛋白質(MBP)の行為によって密集したミエリンを形作る 髄鞘形成のプロセスは、オリゴデンドロサイト細胞プロセスが軸索に接触し、1959年にLuseによって記述されたように、特殊な膜接合”スポット溶接”を形成す この接合は、現在、グリア細胞プロセスと軸索との間の細胞間通信のための特殊な膜ドメインであると理解されている（Wake et al., 2011). グリアプロセスは、軸索に沿って横方向に拡大し、不均一な方法でそれを取り囲み始める（Luse、1959）。 Ranvierの各ノード間のミエリンのセグメントは、オリゴデンドロサイトよりも数倍大きいので、それがラップするように、グリア細胞プロセスは、全体の節間の長さをラップするために幅が広がるリボンに横方向に拡張します。 これは、プロセスが生地の三角形の部分からクロワッサンを作ることに例えられているライブイメージング研究で見ることができます(Sobottka et al., 2011). ゼブラフィッシュにおける髄鞘形成の同様の方法および連続ブロック顔イメージングを使用して、Snaidero et al.、ミエリン形成のこのメカニズムと一致するデータを提供する（図1）。
画像クレジット：アランHoofring、NIH。Snaideroたちは、ミエリン鞘の長さが拡大しなければならず、軸索が体の成長に伴って口径と長さが成長するにつれてミエリンの層が追加されるため、発達中だけでなく生涯を通じてミエリンの前進する内舌に膜とタンパク質がどのように送達されるかという問題に取り組んでいる。
オリゴデンドロサイトは、軸索をエンシェースするために特殊な膜の膨大な量を合成する高度に偏光細胞です。 その結果、小胞、特定のmrnaおよび蛋白質の輸送は非常に分極され、ミエリンの外装および細胞体の膜の範囲の独特な構成を発生させ、維持するためにオリゴデンドロサイトで正確に分類されます。 小胞性口内炎ウイルス糖タンパク質（VSC-G）、細胞の基底外側領域への人身売買のマーカーは、細胞体から離れて人身売買され、細胞培養中のオリゴデンドロサイト, 1999). 膜へのVSCの配信は、細胞骨格を破壊したり、プロテインキナーゼとアクチン重合を変更することによって示されるように、前縁で膜下F-アクチンに依存 Snaidero et al. これらの細胞培養結果を複製し、脳梁の髄鞘化中に脳にウイルスを注入し、軸索膜に隣接するミエリンの内側舌に蓄積するVSCを観察することにより、これもin vivoで起こることを示している。
高度に圧縮された細胞膜の密な層の形成は、圧縮されたミエリン鞘から失われたものを置き換えるために、ミエリンの新しい層が形成されているuncompacted膜の内側の舌を供給するために、タンパク質および脂質を送達する際に障害を作成します。 各ミエリン層の端にある側方細胞質ドメインは未反応のままであり、軸索膜と接触している。 各シートの端にある細胞質のこれらのチューブは、Ranvierの将来のノードに向かって軸索の周りに連続した螺旋状に移動し、そこでそれらが積み重ねられ、ノードに隣接する断面に見られるようにparanodalループを形成する。 この長い螺旋状の細胞質チャネルは、細胞体から材料を輸送するための長距離経路を提供する。 輸送はまた別の方法で密集させたミエリンの層の間で侵入する細胞質のfenestratedポケットによって促進されます。
圧縮されたミエリンを横切って細胞成分を伝達するための導管を提供することに加えて、これらの細胞質チャネルは、ミエリン鞘の動的調節が”生理的ストレスおよび緊張に応答して、ミエリンラメラが継続的に分裂し、人生の間に一緒に来る動的プロセスに参加することを可能にすると考えられている”（Robertson、1958、Velumianらに引用されているように。, 2011). 細胞質チャネルに蛍光色素ルシファーイエローを充填することは、それらが開いた状態または閉じた状態にあり得ることを示し、おそらくミエリン安定性お, 2011). Snaidero et al. は、これらのチャネルがミエリン合成を刺激することによって調節され得ることを示すことによって重要な進歩を提供する。
PI3Kシグナル伝達を阻害することは、AKT、ラパマイシン（mTOR）の哺乳類の標的、および他の基質に作用して、細胞の分極、グリアプロセスの伸長、および髄鞘形成を促進することによって、ミエリンの新しい層の形成を刺激することが知られている。 PIP3はホスファターゼとテネシンホモログ（PTEN）によって拮抗され、PIP3をPIP2に脱リン酸化する。 この研究チームの以前のメンバーは、成熟したオリゴデンドロサイトで誘導された場合であっても、PTENを欠く髄鞘化細胞は、pip3レベルが上昇し、高髄鞘化を, 2010).ここで、Snaideroたちは、このようにミエリン合成が刺激されると（PTENの条件付き不活性化によって、PI(3,4,5)P3レベルが上昇する）、髄鞘形成の増加とともに細胞質 さらに，長い断面で見ると，ミエリン鞘の長さに沿って多数の細胞質リッチ介在物が進行していることが見られ，ミエリンの新しい層がコンパクトミエリンの既存の層の下にどのように敷設できるかを説明した。
ミエリンリモデリングは、活動依存的に最適な機能のために伝導速度を調整することにより、学習、認知機能、および精神疾患に関与する可能性 学習後の個体の白質領域における拡散テンソルイメージングによって見られる水拡散の異方性の変化（Zatorre et al.,2012)は、髄鞘形成の変化を反映するか、学習後に開かれたこれらの細胞質チャネルを通る変化した水の拡散からより迅速に起こる可能性がある。
細胞外電界が課された細胞培養におけるオリゴデンドロサイトの陰極への配向（1V/cm）に基づいて、著者らは、反復的な活動電位発射によって産生されたRanvierのノードにおける細胞外K+濃度の上昇は、膜成分の人身売買を促進し、ノードでミエリンを包む刺激を促進する可能性があると推測している。 適切な極性と強度の電界が発生するノードで生成されるかどうかを決定するために将来の研究が必要になりますが、このメカニズムは、ノードの正常な
著者らは、細胞質チャネルの開口部にPI(3,4,5)P3依存性シグナル伝達の直接作用と解釈しますが、理論的には、Aktシグナル伝達のように、骨髄形成を増加させたり、成人期に骨髄形成を延長したりする因子に応答して、細胞質チャネルを再開する必要があります(Flores et al.、2008）または成長因子規制。 将来のための他の質問は次のとおりです：軸索はどのように髄鞘形成プロセスを導くのですか？ 節点の位置とその構造はどのように決定され、維持されますか？ ミエリンを薄くするメカニズムはありますか、もしそうなら、それは骨髄形成のクロワッサンのようなプロセスの逆転か、別のプロセスですか？ 活動電位の伝播は、圧縮されたミエリンの層間の細胞質介在物の変化によって影響されるか？ 細胞質チャネル動態の破壊はどのように疾患に関与するのでしょうか？ 活動電位活性は、伝導速度を調節するための活動依存的な方法で細胞質チャネルの開口または閉鎖に影響を与えるか？ 明らかに、これらの新しい発見は調査のための新しい道を開きます。