โซนซับแกรนูลาร์ ( SGZ ) เป็นชั้นของเซลล์ในเดนเตตไจรัสในฮิปโปแคมปัสซึ่งเป็นบริเวณที่ มีการสร้างเซลล์ประสาท ในสมองของผู้ใหญ่^{[ 1 ]}

แหล่งสร้างเซลล์ประสาทในผู้ใหญ่ ที่สำคัญอีกแห่งหนึ่ง ในสมองคือบริเวณใต้โพรงสมอง^{[ 2 ]}

โซนซับแกรนูลาร์เป็นชั้นเซลล์แคบๆ ที่อยู่ระหว่าง ชั้น เซลล์แกรนูลและฮิลัสของเดนเตตไจรัส [ ^{1 ] ชั้น}นี้มีลักษณะเฉพาะคือมีเซลล์หลายประเภท โดยประเภทที่โดดเด่นที่สุดคือเซลล์ต้นกำเนิดประสาท (NSCs) ในระยะต่างๆ ของการพัฒนา อย่างไรก็ตาม นอกเหนือจาก NSCs แล้ว ยังมี แอ สโทรไซต์เซลล์บุผนังหลอดเลือด หลอดเลือด และส่วนประกอบอื่นๆ ซึ่งก่อให้เกิดสภาพแวดล้อมขนาดเล็กที่สนับสนุน NSCs และควบคุมการเพิ่มจำนวน การเคลื่อนย้าย และการแยกตัวของพวกมัน การค้นพบสภาพแวดล้อมขนาดเล็กที่ซับซ้อนนี้และบทบาทสำคัญในการพัฒนา NSCs ทำให้บางคนเรียกมันว่า "นิช" ประสาท[ 3 ^{] [ 4 ] [ 5 ]นอกจากนี้}ยังมักถูกเรียกว่านิชหลอดเลือดหรือนิชสร้างหลอดเลือด เนื่องจากความสำคัญและการแพร่กระจายของหลอดเลือดใน SGZ ^{[ 6 ]}

สมองประกอบด้วยเซลล์ประสาท หลายประเภท แต่ SGZ สร้างเซลล์ประสาท เพียงประเภทเดียว คือ เซลล์แกรนูล ซึ่งเป็น เซลล์ประสาทกระตุ้นหลักในเดนเตตไจรัส (DG) ซึ่งเชื่อกันว่ามีส่วนช่วยในการทำงานด้านการรับรู้ เช่นความจำและการเรียนรู้การพัฒนาจากเซลล์ต้นกำเนิดประสาทไปเป็นเซลล์แกรนูลใน SGZ สามารถอธิบายได้โดยการติดตามลำดับของเซลล์ประเภทต่อไปนี้: ^{[ 7 ] [ 8 ]}

1. เซลล์เรเดียลเกลียล (Radial glial cells) เป็นกลุ่มย่อยของแอสโทรไซต์ซึ่งโดยทั่วไปแล้วถือว่าเป็นเซลล์สนับสนุนที่ไม่ใช่เซลล์ประสาท เซลล์เรเดียลเกลียลใน SGZ มีตัวเซลล์ที่อยู่ใน SGZ และมีส่วนยื่นในแนวตั้ง (หรือแนวรัศมี) ที่ยื่นเข้าไปในชั้นโมเลกุลของ DG ส่วนยื่นเหล่านี้ทำหน้าที่เป็นโครงสร้างค้ำจุนให้เซลล์ประสาทที่เกิดขึ้นใหม่สามารถเคลื่อนที่ในระยะทางสั้นๆ จาก SGZ ไปยังชั้นเซลล์แกรนูลได้ เซลล์เรเดียลเกลียลมีรูปร่างคล้ายแอสโทรไซต์ มีการแสดงออกของเครื่องหมาย เกลียล เช่น GFAPและมีหน้าที่ในการควบคุมสภาพแวดล้อมจุลภาคของ NSC อย่างไรก็ตาม ต่างจากแอสโทรไซต์ส่วนใหญ่ พวกมันยังทำหน้าที่เป็นเซลล์ต้นกำเนิดประสาทด้วย ในความเป็นจริง พวกมันได้รับการพิจารณาอย่างกว้างขวางว่าเป็นเซลล์ต้นกำเนิดประสาทที่ให้กำเนิดเซลล์ตั้งต้นของเซลล์ประสาทในภายหลัง การศึกษาแสดงให้เห็นว่าเซลล์เรเดียลเกลียใน SGZ แสดงออกถึงเนสตินและ Sox2ซึ่งเป็นไบโอมาร์กเกอร์ที่เกี่ยวข้องกับเซลล์ต้นกำเนิดประสาท และเซลล์เรเดียลเกลียที่แยกออกมาสามารถสร้างเซลล์ประสาทใหม่ได้ในหลอดทดลอง^{[ 9 ]}เซลล์เรเดียลเกลียมักจะแบ่งตัวแบบไม่สมมาตรโดยสร้างเซลล์ต้นกำเนิดใหม่หนึ่งเซลล์และเซลล์ตั้งต้นประสาทหนึ่งเซลล์ต่อการแบ่งตัวหนึ่งครั้ง ดังนั้น พวกมันจึงมีความสามารถในการสร้างตัวเองขึ้นใหม่ ทำให้พวกมันสามารถรักษาประชากรเซลล์ต้นกำเนิดไว้ได้ ในขณะเดียวกันก็สร้างเซลล์ตั้งต้นประสาทที่ตามมาซึ่งเรียกว่าเซลล์ขยายชั่วคราว ^{[ 10 ]}
2. เซลล์ต้นกำเนิด ที่เพิ่ม จำนวนชั่วคราว (Transiently amplifying progenitor cells หรือ transit-amplifying progenitor cells) เป็นเซลล์ที่มีการแบ่งตัวสูงมาก โดยจะแบ่งตัวและเพิ่มจำนวนอย่างต่อเนื่องผ่านกระบวนการไมโทซิสจึงเป็นการ "เพิ่มจำนวน" ของเซลล์ต้นกำเนิดที่มีอยู่ เซลล์เหล่านี้เป็นจุดเริ่มต้นของระยะเปลี่ยนผ่านในการพัฒนาของเซลล์ต้นกำเนิดประสาท (NSC) ซึ่ง NSC จะเริ่มสูญเสียลักษณะของเซลล์เกลียและเริ่มมีลักษณะของเซลล์ประสาทมากขึ้น ตัวอย่างเช่น เซลล์ในกลุ่มนี้อาจแสดงเครื่องหมายของเซลล์เกลีย เช่น GFAP และเครื่องหมายของเซลล์ต้นกำเนิด เช่น nestin และ Sox2 ในช่วงแรก แต่ในที่สุดพวกมันจะสูญเสียลักษณะเหล่านี้และเริ่มแสดงเครื่องหมายเฉพาะของเซลล์แกรนูล เช่นNeuroDและProx1เชื่อกันว่าการก่อตัวของเซลล์เหล่านี้แสดงถึงการเลือกชะตากรรมในการพัฒนาของเซลล์ต้นกำเนิดประสาท
3. นิวโรบลาสต์ คือเซลล์ระยะสุดท้ายของการพัฒนาเซลล์ต้นกำเนิด ก่อนที่เซลล์จะออกจากวงจรเซลล์และรับเอาเอกลักษณ์ของตนเองมาเป็นเซลล์ประสาท การแบ่งตัวของเซลล์เหล่านี้ค่อนข้างจำกัด แม้ว่าภาวะขาดเลือดในสมองอาจกระตุ้นการแบ่งตัวของเซลล์ในระยะนี้ได้ก็ตาม
4. เซลล์ประสาทหลังการแบ่ง ตัว (Postmitotic neurons)ในขั้นตอนนี้ หลังจากออกจากวงจรการแบ่งเซลล์ เซลล์เหล่านี้จะถือว่าเป็นเซลล์ประสาทที่ยังไม่เจริญเต็มที่ เซลล์ประสาทหลังการแบ่งตัวส่วนใหญ่จะเกิดกระบวนการอะพอพโทซิสหรือการตายของเซลล์ เซลล์จำนวนน้อยที่รอดชีวิตจะเริ่มพัฒนาโครงสร้างเป็นเซลล์แกรนูลของฮิปโปแคมปัส โดยมีลักษณะเด่นคือการยื่นของเดนไดรต์เข้าไปในชั้นโมเลกุลของ DG และการเจริญเติบโตของแอกซอนเข้าไปในบริเวณ CA3 และต่อมาคือการสร้างการเชื่อมต่อของไซแนปส์ เซลล์ประสาทหลังการแบ่งตัวยังผ่านระยะการเจริญเติบโตขั้นปลาย ซึ่งมีลักษณะเฉพาะคือความยืดหยุ่นของไซแนปส์ ที่เพิ่มขึ้น และเกณฑ์สำหรับการเสริมศักยภาพระยะยาว ที่ลดลง ในที่สุด เซลล์ประสาทเหล่านี้จะถูกรวมเข้ากับวงจรของฮิปโปแคมปัสในฐานะเซลล์แกรนูลที่เจริญเต็มที่แล้ว

ใน SGZ พบแอสโทรไซต์หลักสองประเภท ได้แก่ แอสโทรไซต์แบบรัศมีและแอสโทรไซต์แบบแนวนอน แอสโทรไซต์แบบรัศมีมีความหมายเหมือนกับเซลล์เกลียแบบรัศมีที่กล่าวถึงก่อนหน้านี้ และมีบทบาทสองอย่างคือเป็นทั้งเซลล์เกลียและเซลล์ต้นกำเนิดประสาท ^{[ 11 ]}ยังไม่ชัดเจนว่าแอสโทรไซต์แบบรัศมีแต่ละเซลล์สามารถทำหน้าที่ทั้งสองอย่างได้หรือไม่ หรือมีเพียงแอสโทรไซต์แบบรัศมีบางเซลล์เท่านั้นที่สามารถก่อให้เกิด NSC ได้ แอสโทรไซต์แบบแนวนอนไม่มีกระบวนการแบบรัศมี แต่จะยื่นกระบวนการออกไปในแนวนอน ขนานกับขอบเขตระหว่างฮิลัสและ SGZ นอกจากนี้ ดูเหมือนว่าพวกมันจะไม่สร้างเซลล์ต้นกำเนิดประสาท เนื่องจากแอสโทรไซต์อยู่ใกล้ชิดกับเซลล์อื่นๆ จำนวนมากใน SGZ พวกมันจึงเหมาะสมที่จะทำหน้าที่เป็นช่องทางรับรู้และควบคุมในการสร้างเซลล์ประสาท

เซลล์บุผนังหลอดเลือดซึ่งเรียงตัวอยู่ภายในหลอดเลือดใน SGZ เป็นองค์ประกอบสำคัญในการควบคุมการสร้างเซลล์ต้นกำเนิดและการสร้างเซลล์ประสาท เซลล์เหล่านี้ซึ่งอยู่ใกล้กับกลุ่มเซลล์ประสาทที่กำลังแบ่งตัว จะทำหน้าที่เป็นจุดยึดเกาะสำหรับเซลล์ประสาท และปล่อยสัญญาณที่แพร่กระจายได้ เช่นปัจจัยการเจริญเติบโตของหลอดเลือด (VEGF) ซึ่งช่วยกระตุ้นทั้งการสร้างหลอดเลือดและการสร้างเซลล์ประสาท อันที่จริง การศึกษาต่างๆ แสดงให้เห็นว่าการสร้างเซลล์ประสาทและการสร้างหลอดเลือดมีเส้นทางการส่งสัญญาณ ร่วมกันหลายเส้นทาง ซึ่งหมายความว่าเซลล์ประสาทและเซลล์บุผนังหลอดเลือดใน SGZ มีผลซึ่งกันและกัน หลอดเลือดจะนำพาฮอร์โมนและโมเลกุลอื่นๆ ที่ออกฤทธิ์ต่อเซลล์ใน SGZ เพื่อควบคุมการสร้างเซลล์ประสาทและการสร้างหลอดเลือด^{[ 4 ]}

หน้าที่หลักของ SGZ คือการสร้างเซลล์ประสาทใหม่ในฮิปโปแคมปัส ซึ่งเป็นกระบวนการที่สร้างเซลล์ประสาทใหม่และบูรณาการการทำงานเข้ากับชั้นเซลล์เม็ดเล็กของเดนเตตไจรัส ตรงกันข้ามกับความเชื่อที่มีมานาน การสร้างเซลล์ประสาทใหม่ใน SGZ ไม่ได้เกิดขึ้นเฉพาะในช่วงพัฒนาการก่อนคลอด เท่านั้น แต่เกิดขึ้นตลอดชีวิตในวัยผู้ใหญ่ของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมส่วนใหญ่ รวมถึงมนุษย์ด้วย

การต่ออายุตัวเอง การเลือกชะตากรรม การแพร่กระจาย การอพยพ และการแยกแยะของเซลล์ต้นกำเนิดประสาทใน SGZ ถูกควบคุมโดยโมเลกุลส่งสัญญาณหลายชนิดใน SGZ รวมถึงสารสื่อประสาท หลายชนิด ตัวอย่างเช่นNotchเป็นโปรตีนส่งสัญญาณที่ควบคุมการเลือกชะตากรรม โดยทั่วไปจะรักษาเซลล์ต้นกำเนิดให้อยู่ในสภาวะต่ออายุตัวเองนิวโรโทรฟินเช่นปัจจัยนิวโรโทรฟิกที่ได้จากสมอง (BDNF) และปัจจัยการเจริญเติบโตของเส้นประสาท (NGF) ก็มีอยู่ใน SGZ และคาดว่าจะมีผลต่อการสร้างเซลล์ประสาท แม้ว่ากลไกที่แน่นอนจะยังไม่ชัดเจน การส่งสัญญาณ Wntและโปรตีนสร้างกระดูก (BMP) ก็เป็นตัวควบคุมการสร้างเซลล์ประสาทเช่นกัน เช่นเดียวกับสารสื่อประสาทแบบคลาสสิก เช่นกลูตาเมตGABAโดปามีนและ เซ โรโทนิน [ ^{12 ] การ} สร้างเซลล์ประสาทใน SGZ ยังได้รับผลกระทบจากปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมต่างๆ เช่น อายุและความเครียดการลดลงของอัตราการสร้างเซลล์ประสาทใหม่ที่เกี่ยวข้องกับอายุนั้นพบได้อย่างสม่ำเสมอทั้งในห้องปฏิบัติการและในคลินิก แต่ปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมที่ยับยั้งการสร้างเซลล์ประสาทใหม่ในบริเวณ SGZ ได้อย่างมีประสิทธิภาพมากที่สุดคือความเครียด ปัจจัยที่ก่อให้เกิดความเครียด เช่น การนอนหลับไม่เพียงพอและความเครียดทางด้านจิตสังคม จะกระตุ้นการปล่อยกลูโคคอร์ติคอยด์จากต่อมหมวกไตเข้าสู่กระแสเลือด ซึ่งจะยับยั้งการเพิ่มจำนวน การอยู่รอด และการเปลี่ยนแปลงของเซลล์ประสาท มีหลักฐานจากการทดลองว่าการลดลงของการสร้างเซลล์ประสาทใหม่ที่เกิดจากความเครียดสามารถแก้ไขได้ด้วยยาต้านเศร้า ปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมอื่นๆ เช่น การออกกำลังกายและการเรียนรู้อย่างต่อเนื่อง ก็สามารถส่งผลดีต่อการสร้างเซลล์ประสาทใหม่ได้เช่นกัน โดยกระตุ้นการเพิ่มจำนวนของเซลล์แม้ว่าระดับกลูโคคอร์ติคอยด์ในกระแสเลือดจะเพิ่มขึ้นก็ตาม

มีความสัมพันธ์แบบต่างตอบแทนระหว่างการสร้างเซลล์ประสาทใน SGZ กับการเรียนรู้และความจำโดยเฉพาะอย่างยิ่งความจำเชิงพื้นที่^{[ 13 ]}ในด้านหนึ่ง อัตราการสร้างเซลล์ประสาทที่สูงอาจเพิ่มความสามารถในการจำ ตัวอย่างเช่น อัตราการสร้างเซลล์ประสาทและการหมุนเวียนของเซลล์ประสาทในสัตว์อายุน้อยอาจเป็นเหตุผลที่ทำให้พวกมันสามารถจดจำความทรงจำใหม่และเรียนรู้งานใหม่ได้อย่างรวดเร็ว มีสมมติฐานว่าการสร้างเซลล์ประสาทใหม่อย่างต่อเนื่องเป็นเหตุผลที่ความทรงจำที่ได้รับใหม่มีลักษณะเชิงเวลา ในอีกด้านหนึ่ง การเรียนรู้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งการเรียนรู้เชิงพื้นที่ ซึ่งขึ้นอยู่กับฮิปโปแคมปัส มีผลดีต่อการอยู่รอดของเซลล์และกระตุ้นการเพิ่มจำนวนเซลล์ผ่านกิจกรรมของไซแนปส์และการปล่อยสารสื่อประสาทที่เพิ่มขึ้น แม้ว่าจะต้องมีการศึกษาเพิ่มเติมเพื่อยืนยันความสัมพันธ์ระหว่างการสร้างเซลล์ประสาทในฮิปโปแคมปัสและความจำ แต่ก็เห็นได้ชัดจากกรณีของการเสื่อมของฮิปโปแคมปัสว่าการสร้างเซลล์ประสาทมีความจำเป็นเพื่อให้สมองสามารถรับมือกับการเปลี่ยนแปลงในสภาพแวดล้อมภายนอกและสร้างความทรงจำใหม่ในลักษณะที่ถูกต้องเชิงเวลา

มีโรคและความผิดปกติทางระบบประสาทหลายอย่างที่แสดงให้เห็นถึงการเปลี่ยนแปลงในการสร้างเซลล์ประสาทใน SGZ อย่างไรก็ตาม กลไกและความสำคัญของการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ยังไม่เป็นที่เข้าใจอย่างถ่องแท้ ตัวอย่างเช่น ผู้ป่วยโรคพาร์กินสันและโรคอัลไซเมอร์โดยทั่วไปจะแสดงให้เห็นถึงการลดลงของการแบ่งตัวของเซลล์ ซึ่งเป็นไปตามที่คาดไว้ อย่างไรก็ตาม ผู้ที่ประสบกับโรคลมชักโรคหลอดเลือดสมอง หรือการอักเสบ จะแสดงให้เห็นถึงการเพิ่มขึ้นของการสร้างเซลล์ประสาท ซึ่งอาจเป็นหลักฐานของการพยายามซ่อมแซมตัวเองของสมอง การกำหนดกลไกและผลที่ตามมาของการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ให้ชัดเจนยิ่งขึ้นอาจนำไปสู่การบำบัดรักษาใหม่สำหรับความผิดปกติทางระบบประสาทเหล่านี้ ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับการสร้างเซลล์ประสาทใน SGZ อาจให้เบาะแสในการทำความเข้าใจกลไกพื้นฐานของมะเร็ง เนื่องจากเซลล์มะเร็งแสดงลักษณะหลายอย่างที่เหมือนกับเซลล์ต้นกำเนิดที่ยังไม่แตกต่างและกำลังแบ่งตัวใน SGZ การแยกตัวของเซลล์ต้นกำเนิดออกจากสภาพแวดล้อมจุลภาคที่ควบคุมของ SGZ อาจเป็นปัจจัยในการก่อตัวของเนื้องอกมะเร็ง^{[ 14 ] [ 15 ] [ 16 ]}

• การสร้างเซลล์ประสาทใหม่
• บริเวณใต้โพรงสมอง
• แหล่งที่อยู่ของเซลล์ต้นกำเนิด

• สื่อที่เกี่ยวข้องกับโซนย่อยระดับเม็ดในวิกิมีเดียคอมมอนส์