J Comp Neurol. 2024 Mar;532(3):e25605. doi: 10.1002/cne.25605.
Is there a consensus on the location and composition of the human subplate? (ヒトのpreplateの位置と構成についてコンセンサスは得られているのだろうか？)
Gavin J. Clowry Biosciences Institute and Centre for Transformative Neuroscience, Newcastle University, Newcastle upon Tyne, UK
ヒト胎児大脳皮質のcortial plate皮質壁（シナプスマーカー[赤]で免疫染色された妊娠中期初期）。この発達段階では皮質板よりもかなり広いサブプレートの範囲が明らかになっている。
Subplate (サブプレート)
サブプレートは発達期の大脳皮質において細胞構築学的に識別される層構造であり、将来の灰白質に相当する皮質板（cortical plate）と線維層である中間層（intermediate zone）の間に位置する。
その体積はヒトを含む霊長類で最も大きく、ネコやフェレットにおいても顕著な構造であるが[1][2]、齧歯類ではその比率は小さい。発生期、特に軸索投射が生じる時期にサブプレートの厚みは大きく、サブプレートニューロン（サブプレートを構成するニューロン）の多くはその役割（以下参照）を終えると、細胞死によって消失すると考えられている。(Wikipedia)
Summary
1970年、ボルダー委員会は、ヒト胚大脳の観察から導き出された中枢神経系発生の基本原理を説明した（The Boulder Committee, 1970）。それから約30年後、Bystronら（2008）は、明瞭で機能的に重要な一過性の層とみなされるようになったsubplate(サブプレート)の定義を含め、命名法の改訂が必要であると宣言した。この層は、発達中の大脳皮質において、皮質板と中間帯の間にある神経細胞区画と定義され、ヒトでは齧歯類モデルよりも比較的大きく複雑な構造となっている（Bystron et al.）
サブプレートは辺縁帯(marginal zone)と並んで、大脳皮質のシナプス形成の最も早い部位であり（Bayatti et al., 2008; Kostović & Rakic, 1990; Molliver et al., 1973）、成熟脳の機能的ニューロンネットワークを形成する自発的活動パターンと感覚駆動型活動パターンの統合に重要な役割を果たすと提唱されている（Molnár et al.） そのためには、例えば器官型培養で、ヒトにおけるその機能を研究する方法を見つける必要がある（McLeod et al. オーソドックスな見解では、受胎後15週（PCW）までのヒトのサブプレートは、皮質板と比べて明瞭で比較的大きな層であり、サブプレート上部でもニューロンの密度が減少し、軸索、シナプス、細胞外マトリックスの密度が増加している（Kostović et al.） この正統性は、アレン研究所（http://www.brainspan.org/）が提供し、Dingら（2022）によって記述されたBrainSpan Atlas of the Developing Human Brain（ADHB）のヒト脳切片の注釈によって、議論されることなく覆されたようだ。この注釈は、この分野の研究を始めたばかりの研究者に誤解を与えかねないと私は主張したい。
このアトラスでは、15PCWにおいて、皮質板の厚さが過小評価され、サブプレートと中間帯の境界が誤っているように見える。この主張は、in situハイブリダイゼーションとサイトアーキテクトニクスの組み合わせに頼るのではなく、分子マーカーに免疫染色や他の組織学的アプローチ（アセチルコリンエステラーゼ［AChE］組織化学、アルシアンブルー染色）を用いた多くの論文に基づいている。in situハイブリダイゼーションは、どの細胞が潜在的にタンパク質を発現しているかを明らかにするかもしれないが、免疫組織化学はそのタンパク質がどこにあるかを正確に教えてくれる。例えば、成長する軸索、シナプス、細胞外マトリックス、放射状グリア線維などにタンパク質を局在させることで、主に軸索や他の突起からなるコンパートメントの境界を知る重要な手がかりを得ることができる。
サブプレートの主な特徴は、シナプス前タンパク質であるシナプトフィジンと成長錐体マーカーであるGAP43の免疫染色であり、これは強く染色されたサブプレートと中間帯、および染色されていない皮質板を明らかにする信頼性の高い方法を提供する（Bayatti et al.） この方法により、大脳皮質背外側の15 PCWにおいて、断面における皮質板の幅は約800μm、サブプレートは1000μmと推定できる（図1A；Kostović et al.） Ipら（2011）は、GAP43と並んで皮質V層とVI層、および上部サブプレートのニューロンをマークする転写因子について切片を免疫染色した。これらの標本から、15 PCWにおいて、背外側前頭皮質の皮質板の幅は800μmと推定できる（図1B）。より最近では、Junakovićら（2023）が抗シナプトフィシン免疫染色とアルシアンブルー（細胞外マトリックス［ECM］）染色を用いて皮質板下層を定義し、背外側皮質では14PCW以降、染色されていない皮質板の幅は600-800μmであることを示している。最後に、死後固定脳のT1強調構造MRIは、細胞密度の高い皮質板とECM密度の高い、したがって親水性のサブプレートとの境界を区別し、層の境界を同定することができる（Radoš et al.） このようなアプローチを用いて、Bayattiら（2008）は14.5PCWにおいて、背外側頭頂皮質では皮質板の幅が約700μm、サブプレートの幅が約1000μmであることを示した（図1C）。
これに対してDingら（2022）は、この段階での皮質板を幅約300μmの非常に密に詰まった細胞の狭い帯と同定しており、AHDBの参考切片もこのように注釈されている（図1D,E）。皮質板と呼ばれる層は、最近皮質板に移動してきたニューロンを含み、V層ニューロン（Ip et al., 2011によると、SOX5、SATB2、ROBO1、SRGAP1が発現している）と同一性を持っていると私は解釈している。この解釈は、この層がV層マーカーであるLMO4を発現していることを示す、Dingら（2022）によって提供されたin situハイブリダイゼーションのデータによって裏付けられている（Harbら、2016）。
Dingら（2022）は、皮質板の下にある、幅約400μmのやや細胞密度の低い層としてサブプレートを標識している（図1D,E）。私はこの層を、確立されたVI層ニューロンや、おそらく深層のV層ニューロン（図1B; Ip et al.） この層は、これまで受け入れられてきたサブプレートは細胞が少ない領域であるという定義には当てはまらない（Bystron et al.） 15PCWで見られるサブプレートは、VI層の下層と、皮質板形成によって前板が辺縁帯とサブプレートに分割される前の前板の一部であった古いニューロンからなる層である前サブプレートとの凝縮の産物であることが広く認められている（Duque et al.） 下層VIは、成長した軸索で浸潤し、ニューロンを分離している。Dingら（2022）は、VI層のすべてをサブプレートに組み込んでしまったため、この考えが過剰に適用された可能性がある。
私は、15PCWにおけるAHDBの参考図にあるサブプレートは、実際には中間帯と誤って表示されていると主張したい（図1D）。一方、中間帯は外側線維帯と指定されており、外側脳室下帯（SVZ）の線維が豊富で細胞が疎な層と説明されている。これは、Žunić Išasegiら（2018）によって記述された多層軸索細胞コンパートメント（MACC；図1A）と類似しており、軸索が外側SVZの神経前駆細胞と混ざり合う中間帯の下部が本質的な部分である。ADHBによって提供された参照ニッスル断面の私の解釈は図1Eに描かれており、より大きな皮質板とサブプレート、より小さな中間帯を想定している。
興味深いことに、21 PCWでADHBから提供された参照図のセットでは、背外側皮質板は、以前の推定（Kostović & Rakic, 1990; Kostović et al. しかし、サブプレートは、これまで説明されてきたような3〜5倍の幅ではなく、皮質板よりも薄い薄板として定義されている（Kostović & Rakic, 1990; Kostović et al.） 私は，ADHBで中間帯と説明されている層は実際にはサブプレートの一部であり，真の中間帯は彼らのSVZの解釈に包含されていることを示唆する。このことは、ADHBから提供されたAChE染色切片（図2B）とNissl染色切片（図2C）を図式化したものと並べて調べることで裏付けられる。両染色とも、指定されたSPとIZ全体では均質な外観であるが、SVZ全体では薄層における細胞構造に明らかな違いがある。視床皮質線維（Krsnik et al., 2017）と推定される強いAChE+線維の細い帯が中間帯の外縁を形成しており（図2B、矢頭）、ニッスル染色により、内部被殻から発し、内部被殻に向かう線維トラックに沿って細胞が整列していることが明らかになった。これらの構造は、ADHBから提供された図（図2A）ではSVZの境界内にあるが、私はこれらの構造が中間帯を形成していると解釈する（図2B,C）。アルシアンブルー染色は、サブプレートと中間帯を区別する優れた方法であり（図2D、Duque et al.)
結論として、発育中のヒトの皮質壁における薄板境界に関するADHBの解釈は、コンセンサス見解と対立しているが、このことは、アトラスとそれに付随するin situハイブリダイゼーション画像のデータベースの手引きとなるDingら（2022）の論文では議論されていない。出生前の病変や異常を検出し、神経発達の転帰を予測する手段としての胎内スキャニングや、遺伝子発現を大脳皮質壁の領域に局在させることができる空間トランスクリプトミクスデータの出現により、大脳皮質の発達を導くと考えられている構造であるサブプレートの位置を理解し、合意することが重要である。
