랑비에결절

3. 구조

랑비에 결절은 말이집으로 둘러싸여 있지 않아 이온의 이동이 가능하며, 이 부분을 통해 말이집신경이 활동전위를 생성한다.^[4] 결절은 주로 나트륨 및 칼륨 전압 개폐 이온 채널, 세포 부착 분자(예: 뉴로파신-186 및 NrCAM), 안키린-G 및 스펙트린βIV와 같은 세포 골격 어댑터 단백질로 구성된다.

3. 1. 분자 구성

4. 형성 과정

랑비에 결절은 나트륨 및 칼륨 전압 개폐 이온 채널, 세포 부착 분자(CAM) (예: 뉴로파신-186 및 NrCAM), 안키린-G 및 스펙트린βIV와 같은 세포 골격 어댑터 단백질로 구성된다.^[4]

많은 척추동물의 축삭은 수초로 둘러싸여 있어 활동 전위가 빠르게 도약 전파될 수 있다. 신경 세포와 신경교 세포 사이의 접촉은 수초화된 섬유에서 고도로 조직화되어 있다. CNS의 희소돌기 아교 세포와 PNS의 슈반 세포는 축삭 주위에 감겨져 랑비에 결절에서 축삭 림프종이 덮이지 않게 한다. 결절 사이의 신경교막은 융합되어 콤팩트한 수초를 형성하고, 수초화 세포의 세포질이 채워진 결절 주변 루프는 결절 양쪽에서 축삭 주위에 나선형으로 감긴다.

각 랑비에 결절은 나선형으로 감싸인 신경교 루프가 축삭 막에 부착된 결절 주변 영역으로 양쪽이 둘러싸여 있다. 랑비에 결절 사이의 세그먼트는 결절 간 부위라고 하며, 결절 주변 부위와 접촉하는 가장 바깥 부분은 결절 인접 부위라고 한다. 결절은 PNS의 슈반 세포 막에서 나오는 미세 융모 또는 CNS의 별 아교 세포에서 나오는 결절 주변 연장부로 캡슐화된다. 수초사이마디는 수초 분절이며, 그 사이의 간극이 랑비에 결절이다. 수초사이마디의 크기와 간격은 최대 전도 속도에 최적화된 곡선 관계에서 섬유 직경에 따라 다르다.^[5] 랑비에 결절의 크기는 1–2 μm이고 수초사이마디는 축삭 직경과 섬유 유형에 따라 최대 1.5mm까지 될 수 있다.

결절과 옆결절 부위의 구조는 조밀한 수초 피복 아래의 수초사이마디와 구별되지만, CNS와 PNS에서는 매우 유사하다. 축삭은 랑비에 결절에서 세포외 환경에 노출되며 직경이 좁아진다. 축삭 크기 감소는 신경섬유의 포장 밀도가 더 높다는 것을 반영하며, 인산화가 덜 되고 더 느리게 수송된다.^[6] 소포 및 기타 세포 소기관도 랑비에 결절에서 증가하는데, 이는 양방향의 축삭 수송 병목 현상과 국소 축삭-신경교세포 신호 전달이 있음을 시사한다.

말초 신경 섬유의 수초 형성과정에서 슈반 세포는 축삭을 초기 포위는 슈반 세포의 전체 길이를 따라 중단 없이 발생한다. 이 과정은 슈반 세포 표면의 안쪽으로 접혀 들어가면서 슈반 세포 표면의 서로 마주보는 면의 이중 막이 형성되도록 이어진다. 이 막은 계속해서 안쪽으로 접혀 들어가면서 팽창하고 나선형으로 반복해서 감긴다. 그 결과, 단면 직경에서 수초 외피 연장의 두께가 증가한다. 또한 나선형의 연속적인 각 회전이 회전 수가 증가함에 따라 축삭의 길이를 따라 크기가 증가한다. 축삭을 따라 두 슈반 세포의 접합부에서 수초 말단의 판상 돌출부 방향은 반대이다.^[10] 이 접합부는 랑비에 결절로 지정된 영역을 구성한다.

CNS 발달 과정에서 Nav1.2가 초기에 모든 랑비에 결절 형성 부위에서 발현된다.^[11] 성숙 후, 결절 Nav1.2는 하향 조절되고 Nav1.6으로 대체된다. Nav1.2는 또한 PNS 결절 형성 동안에도 발현되는데, 이는 Nav-채널 아형의 전환이 CNS와 PNS에서 공통적으로 나타나는 현상임을 시사한다. Nav1.6과 Nav1.2가 초기 수초 형성 동안 많은 랑비에 결절에서 공존한다는 것이 밝혀졌다. 신경파신은 새로 형성되는 랑비에 결절에 처음으로 축적되는 단백질 중 하나이며, 앵키린 G, Nav 채널 및 기타 단백질의 부착을 위한 핵형성 부위를 제공한다.^[12] 최근 슈반 세포 미세융모 단백질인 글리오메딘이 축삭 신경파신의 결합 파트너일 가능성이 있다는 사실이 밝혀지면서, 이 단백질이 Nav 채널을 랑비에 결절로 모집하는 데 중요하다는 증거가 제시되었다. 또한, 신경파신이 Nav 채널보다 먼저 축적되며, 랑비에 결절 형성과 관련된 가장 초기의 사건에서 중요한 역할을 할 가능성이 있다.

초기에는 NF186 또는 NrCAM과 같은 세포 부착 분자가 축적된다. 이러한 세포 부착 분자의 세포 내 영역은 소듐 채널의 앵커 역할을 하는 안키린 G와 상호 작용한다. PNS에서 이러한 상호 작용이 밝혀졌다. Ig 슈퍼패밀리 막 단백질 NrCAM은 안키린-G를 모집하여 랑비에 결절 형성에 선구자 분자로 작용하며, 이는 노드에 존재하는 이온 개폐 채널과 액틴-스펙트린 세포 골격의 연결을 매개한다.^[13][14] 동시에, 신경교 세포의 축삭 주위 연장은 축삭을 감싸면서 방축삭 결절 영역을 형성한다. 축삭을 따라 이러한 움직임은 인접한 신경교 세포의 가장자리에 형성된 반쪽 결절이 완전한 결절로 융합되도록 하여 랑비에 결절 형성에 기여한다. 방축삭 결절에는 신경교 세포 방축삭 고리에 NF155가 풍부하게 존재하면서 격막 유사 접합부가 형성된다.

결절 및 방축삭 결절 영역의 초기 분화 직후, 칼륨 채널, Caspr2 및 TAG1이 방축삭 결절 인접 영역에 축적된다. 이러한 축적은 치밀한 미엘린 형성과 직접적으로 일치한다. CNS에서 희소돌기아교세포는 미세융모를 가지고 있지 않지만 분비된 인자를 통해 일부 축삭 단백질의 클러스터링을 시작할 수 있는 것으로 보인다. 이러한 인자의 결합된 효과와 희소돌기아교세포 축삭 주위 연장의 감싸는 동작에 의해 생성된 후속적인 움직임은 CNS 랑비에 결절의 조직을 설명할 수 있다.

4. 1. 미토콘드리아의 역할

4. 2. αII-스펙트린의 역할

5. 임상적 의의

신경세포의 흥분성 도메인에 있는 단백질이 손상되면 인지 장애 및 다양한 신경병성 질환이 발생할 수 있다.^[1]

6. 역사

긴 신경의 수초는 1854년 독일의 병리학 해부학자 루돌프 피르호에 의해 발견되고 명명되었다.^[21] 이후 프랑스의 병리학자이자 해부학자인 루이-앙투안 랑비에는 자신의 이름을 딴 수초의 마디 또는 간극을 발견했다. 리옹에서 태어난 랑비에는 19세기 후반 가장 저명한 조직학자 중 한 명이었다. 1867년 랑비에는 병리학 연구를 포기하고 생리학자 클로드 베르나르의 조수가 되었다. 1875년 그는 콜레주 드 프랑스에서 일반 해부학 학과장이 되었다.

1878년, 랑비에는 랑비에결절을 발견했다.^[23] 그는 루트비히 마우트너가 개발한 염색 기법을 사용하여 수초화된 축삭이 규칙적인 간격으로만 염색된다는 것을 알아차리고 결절을 발견하게 되었다. 그는 결절의 존재가 나중에 증명되었음에도 불구하고 중추신경계의 결절에 대한 아이디어를 일축한 것으로 알려져 있다.^[24]

그의 정교한 조직학적 기술과 손상된 및 정상적인 신경 섬유에 대한 연구는 세계적으로 유명해졌다. 섬유 결절과 절단된 섬유의 변성 및 재생에 대한 그의 관찰은 피티에-살페트리에르 병원의 파리 신경학에 큰 영향을 미쳤다. 그 후 곧, 그는 신경 섬유의 수초에 틈새를 발견했으며, 이는 나중에 랑비에결절이라고 불리게 되었다. 이 발견은 후에 랑비에가 수초와 슈반 세포에 대한 주의 깊은 조직학적 검사를 하도록 이끌었다.^[25] 랑비에 결절은 해부학적으로 1878년 프랑스의 병리학자 루이-앙투안 랑비에에 의해 수초와 함께 발견되었다. 또한, 랑비에 결절에 의한 도약 전도 메커니즘은 1939년 타사키 이치지에 의해 밝혀졌다.

참조

_[1] 사전 node of Ranvier https://web.archive.[...] Oxford University Press
_[2] 사전 node of Ranvier
_[3] 논문 The local differentiation of myelinated axons at nodes of Ranvier 2003
_[4] 논문 The local differentiation of myelinated axons at nodes of Ranvier 2003
_[5] 논문 Clustering sodium channels at the node of Ranvier: close encounters of the axon-glia kind
_[6] 논문 Clustering sodium channels at the node of Ranvier: close encounters of the axon-glia kind
_[7] 논문 Node of Ranvier length as a potential regulator of myelinated axon conduction speed. 2017-01-28
_[8] 논문 Differential control of clustering of the sodium channels Na(v)1.2 and Na(v)1.6 at developing CNS nodes of Ranvier
_[9] 서적 In The Axon Oxford University Press 1995
_[10] 논문 Electron microscope studies of the formation of nodes of Ranvier in mouse sciatic nerves
_[11] 논문 Compact myelin dictates the differential targeting of two sodium channel isoforms in the same axon
_[12] 논문 Morphogenesis of the node of Ranvier: co-clusters of ankyrin and ankyrin-binding integral proteins define early developmental intermediates
_[13] 논문 Ion channel clustering at the axon initial segment and node of Ranvier evolved sequentially in early chordates 2008
_[14] 논문 Morphogenesis of the Node of Ranvier: Co-Clusters of Ankyrin and Ankyrin-Binding Integral Proteins Define Early Developmental Intermediates 1997
_[15] 논문 Cell physiology I
_[16] 논문 The Energetics of CNS White Matter
_[17] 논문 Disrupted Axo-Glial Junctions Result in Accumulation of Abnormal Mitochondria at Nodes of Ranvier 2006-08
_[18] 논문 alphaII-spectrin is essential for assembly of the nodes of Ranvier in myelinated axons 2007-03
_[19] 논문 Glial membranes at the node of Ranvier prevent neurite outgrowth
_[20] 논문 Oligodendrocyte myelin glycoprotein does not influence node of Ranvier structure or assembly
_[21] WhoNamedIt
_[22] 논문 Über das ausgebreitete Vorkommen einer dem Nervenmark analogen Substanz in den tierischen Geweben https://zenodo.org/r[...]
_[23] 논문 Contributions à l'histologie et à la physiologie des nerfs périphériques. 1871
_[24] 논문 Note sur les étranglements des tubes nerveux de la moelle épinière. 1875
_[25] 논문 Les étranglements annulaires de Louis Ranvier (1871) http://hal.inria.fr/[...]