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卵子形成の真実:貴女とお母さんとお祖母ちゃんとの関係

女性が持っている卵の数は、限りがあり増えることはありません。なぜなら、卵子になる細胞すなわち卵母細胞は女性がまだ胎児のときにすでに全部作られていて、それ以降は新たに作られることがないからです。卵子形成は、いつ始まるのでしょうか?

生殖始原細胞 primordial germ cells; PGCsは、(胎児が)女性の場合、受精後6か月の時点で全て減数分裂を開始します。減数分裂を開始した細胞は、呼び名が変わって「一次卵母細胞」となります。そしてそのまま長い眠りにつくのです。(女性の)胎児が育ってやがて赤ちゃんとしてこの世に誕生して、成長して思春期を迎えるまで、減数分裂を休止していたのが、ついに活動を再開します。思春期以降、毎月の周期で性腺刺激ホルモンの作用により、一次卵母細胞の一部が二次卵母細胞になります。そして卵胞の中で育って、一番育ったものだけが排卵されます。

出生時100~200万個の卵子の元である卵母細胞を持っています。毎月1回の排卵には約1000個消費され、卵子の中で一番タイミングのいい卵子1個が排卵されます。https://www.lab.toho-u.ac.jp/med/omori/kensa/column/column_081.html

Doctors estimate that while our bodies may naturally ovulate only 400 times in our lives, we lose upwards of 1,000 follicles—potential eggs—per month, and that loss accelerates as we get older. https://extendfertility.com/your-fertility-3/egg-count/

つまり女性の場合、その女性はもとをたどれば一つの卵だったわけですが、その卵がいつできたのかというと、その女性のお祖母ちゃんがその女性のお母さんを身ごもっていたときに、まだ胎児だったお母さんの中ですでに一次卵母細胞として存在していたということになります。つまりあなた(女性)は、昔、一個の細胞(卵母細胞)として、お祖母ちゃんの中(のお母さんの中)に存在していたのです。なんてすごいことなんでしょう!

  1. Larsen 72ページ
  2. Your grandmother carried you inside her when she was carrying your mother. https://www.reddit.com/r/DarK/comments/ebyeap/your_grandmother_carried_you_inside_her_when_she/
  3. The egg you came from was formed inside your grandmother’s womb https://www.reddit.com/r/Damnthatsinteresting/comments/zkz0oq/the_egg_you_came_from_was_formed_inside_your/?rdt=47430
  4. https://co.pinterest.com/pin/818670038504322711/
  5. https://www.facebook.com/photo.php?fbid=952615928218727&id=324695951010731&set=a.361896380624021
  6. https://www.shape.com/lifestyle/mind-and-body/tiktok-grandmother-mother-womb-connection

始原生殖細胞の移動

An epithelium must be crossed in many species during germ cell migration, and changes in adhesion are observed in PGCs during their exit from the endoderm and during the initiation of active migration. https://en.wikipedia.org/wiki/Primordial_germ_cell_migration

卵胞のステージと卵母細胞のステージとの関係

Primordial follicle

Each primordial follicle contains an oocyte arrested at the diplotene stage of prophase one, surrounded by squamous granulosa cells. https://www.sciencedirect.com/topics/medicine-and-dentistry/primordial-follicle

In primordial follicles, the oocyte is arrested in the last stage of prophase (known as dictyotene). At this stage, it is surrounded by a single layer of flattened ovarian follicular epithelial cells. (These cells are also known as granulosa cells). http://www.histology.leeds.ac.uk/female/FRS_ovarian_fol.php

Primary follicle

When the primordial follicle is stimulated, it becomes a primary follicle. The oocyte enlarges, and the follicular cells divide. A follicle that has two layers of follicular cells is called a primary follicle. http://www.histology.leeds.ac.uk/female/FRS_ovarian_fol.php

Secondary follicle

The secondary follicles look very similar to primary follicles, except that they are larger, there are more follicular cells, and there are small accumulations of fluid in the intracellular spaces called follicular fluid (nutritive fluid for the oocyte). These gradually coalesce to form an antrum. http://www.histology.leeds.ac.uk/female/FRS_ovarian_fol.php

Graffian follicle

この時期に二次卵母細胞になるようです。

The secondary follicle develops into a Graffian follicle. The first meiotic division is now completed, and the oocyte is now a secondary oocyte, and starts its second meiotic division. http://www.histology.leeds.ac.uk/female/FRS_ovarian_fol.php

参考

  1. Physiology, Ovulation Julie E. Holesh; Autumn N. Bass; Megan Lord. Author Information and Affiliations Last Update: May 1, 2023. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK441996/

 

ヒト受精卵~卵割期~二層性胚盤胞の遺伝子発現プロファイル

1細胞

  1. Cell Stem Cell. 2022 Feb 3; 29(2): 209–216.e4. doi: 10.1016/j.stem.2021.11.012 PMCID: PMC8826644 PMID: 34936886 Human embryonic genome activation initiates at the one-cell stage https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8826644/

2細胞

ヒトは内部細胞塊が2つに分かれて一卵性双生児が誕生するくらいですから、「調節卵」の代表です。しかし、あらためて観察してみると2細胞のときからすでに「差」はあるようです。調節卵だからどの割球も差がなくて一様というわけではないのかもしれません。

The first two blastomeres contribute unequally to the human embryo Cell論文 Volume 187, Issue 11p2838-2854.e17May 23, 2024

4細胞

Volume 165, Issue 1p61-74March 24, 2016Open access Download Full Issue Heterogeneity in Oct4 and Sox2 Targets Biases Cell Fate in 4-Cell Mouse Embryos CELL https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(16)30061-7

8細胞

  1. Evaluate the developmental competence of human 8-cell embryos by single-cell RNA sequencing Online Publication Date: 19 Apr 2023 https://raf.bioscientifica.com/view/journals/raf/4/2/RAF-22-0119.xml

桑実胚

Details are in the caption following the image

STEM CELLS STEM CELLS Concise Review Free Access Oct-4: Gatekeeper in the Beginnings of Mammalian Development Maurizio Pesce, Hans R. Schöler Ph.D. First published: 01 January 2009 https://doi.org/10.1634/stemcells.19-4-271https://stemcellsjournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1634/stemcells.19-4-271

TEとEpiblastへの分化

 Volume 95, Issue 3, 30 October 1998, Pages 379-391 Journal home page for Cell Article Formation of Pluripotent Stem Cells in the Mammalian Embryo Depends on the POU Transcription Factor Oct4 CELL https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0092867400817699

  1. Nature. 2017 Oct 5; 550(7674): 67–73. Published online 2017 Sep 20. doi: 10.1038/nature24033 PMCID: PMC5815497 EMSID: EMS73931 PMID: 28953884 Genome editing reveals a role for OCT4 in human embryogenesis

シングルセル解析

  1. A Comprehensive Human Embryogenesis Reference Tool using Single-Cell RNA-Sequencing Data Posted February 02, 2024. BioRxiv https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2021.05.07.442980v4.full
  2. Volume 18, Issue 8, 8 August 2023, Pages 1621-1628 Journal home page for Stem Cell Reports Report Transcriptomic differences between human 8-cell-like cells reprogrammed with different methods Stem Cell Reports https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2213671123002382
  3. Single-cell RNA sequencing reveals abnormal fluctuations in human eight-cell embryos associated with blastocyst formation failure Molecular Human Reproduction, Volume 28, Issue 1, January 2022, gaab069, https://doi.org/10.1093/molehr/gaab069
  4. Published: 13 July 2021 Single cell RNA-seq reveals genes vital to in vitro fertilized embryos and parthenotes in pigs Scientific Reports https://www.nature.com/articles/s41598-021-93904-3
  5. Single-Cell RNA-Seq Reveals Lineage and X Chromosome Dynamics in Human Preimplantation Embryos CELL Volume 165, Issue 4p1012-1026May 05, 2016 https://www.cell.com/fulltext/S0092-8674(16)30280-X

 

サルコイドーシスとは?

サルコイドーシスという言葉をときどき目にしますが、それが何なのかちっとも頭の中に入ってきません。なぜこれほど捉えどころがないのでしょうか。

サルコイドーシス(sarcoidosis)は、全身性の炎症性疾患であり、体内のさまざまな臓器に肉芽腫と呼ばれる小さな炎症性の細胞塊が形成される病気です。原因はまだ明確ではありませんが、免疫系の異常反応遺伝的要因環境要因が関与していると考えられています。

主な特徴

  • 肉芽腫の形成
    • 肉芽腫は異常な免疫反応によってできる炎症性細胞の塊で、サルコイドーシスの診断にはこれを確認することが重要です。
    • これらの肉芽腫が臓器の機能を障害し、長期的な炎症を引き起こします。

影響する臓器

サルコイドーシスは、リンパ節に最もよく影響を及ぼしますが、目、皮膚、心臓、神経系など、体のほぼすべての臓器に発生することがあります。

  1. (90%の患者に影響):
    • 肺の肉芽腫形成により、咳、息切れ、胸痛などの症状が現れます。
  2. リンパ節
    • 特に胸部のリンパ節が腫大することが多く、診断の際に重要な所見です。
  3. 皮膚
    • 紅斑性皮疹結節性紅斑がよく見られます。
    • ぶどう膜炎虹彩炎が生じ、未治療の場合は失明に至ることもあります。
  4. 心臓
    • 肉芽腫が心臓にできると不整脈心不全の原因となります。

症状

症状は、無症状のこともあれば、次のような全身症状が現れることもあります:

  • 発熱
  • 倦怠感(疲労感)
  • 体重減少
  • 関節痛

診断と治療

  • 診断
    • 肉芽腫の形成を確認するために、胸部X線CTスキャン、**生検(組織採取)**などの検査が行われます。
    • 血液検査で、血清アンギオテンシン変換酵素(ACE)やカルシウム値の上昇も確認されることがあります。
  • 治療
    • 軽度の場合は経過観察のみですが、症状が進行している場合には**コルチコステロイド(ステロイド薬)**や、免疫抑制剤(メトトレキサートなど)を使用します。

予後

  • 多くの患者は、時間とともに自然に寛解(症状の消失)することもありますが、一部の患者では慢性的に経過し、臓器障害が進行することもあります。

まとめ:サルコイドーシスは、原因不明の全身性炎症疾患で、主に肺やリンパ節に炎症を引き起こしますが、全身のさまざまな臓器に影響を及ぼすことがあります。診断と治療のタイミングが重要であり、専門的な診療が求められる病気です。

  1. ChatGPT 4o

chiasama キアズマとは? 減数分裂 細胞生物学

ChatGPTの回答です。

In cell biology, a chiasma (plural: chiasmata) is the point where two homologous (non-sister) chromatids exchange genetic material during the process of meiosis. This exchange occurs through a process called crossing over.

Role of Chiasma in Meiosis

  • Chiasmata are formed during prophase I of meiosis, specifically in the pachytene stage.
  • They represent the physical manifestation of the crossover between homologous chromosomes, which involves the reciprocal exchange of genetic segments.
  • This exchange of genetic material is crucial for generating genetic diversity in gametes.

Formation of Chiasma

  1. Synapsis: Homologous chromosomes (each consisting of two sister chromatids) pair up along their lengths, forming a structure called a bivalent or tetrad.
  2. Crossing Over: The non-sister chromatids within the homologous chromosomes physically break and rejoin at specific points. These points are called chiasmata.
  3. Chiasma Formation: The resulting cross-shaped structure, where the chromatids are physically connected, is the chiasma. It holds the homologous chromosomes together until they are separated during anaphase I of meiosis.

Importance of Chiasma

  • Chiasmata are critical for genetic recombination, which shuffles alleles between homologous chromosomes, creating new combinations of genes.
  • They also ensure the proper alignment and separation of homologous chromosomes during meiosis I, preventing errors in chromosome distribution.

In summary, a chiasma is a crossover point between homologous chromatids, playing an essential role in genetic diversity and chromosome segregation during meiosis.

primordial germ cells (始原生殖細胞)の起源、移動、分化

PGCsの起源は、epiblast(胚盤葉上層)

始原生殖細胞は、外胚葉、中胚葉、内胚葉のどこから生じるのでしょうか?実は、それらのどれでもありません。なぜなら、三胚葉が形成されるよりも前に始原生殖細胞は発生して、胚の外側(卵黄嚢)へと移動して、三胚葉が形成される間、胚外にしばらく滞在しているからです。

  1. 生殖細胞の始まりの始まり 独立行政法人 理化学研究所 神戸研究所 発生・再生科学総合研究センター 2005年6月8日 哺乳類生殖細胞研究チームの斎藤通紀チームリーダーと大日向康秀研究員を中心とするグループは、Blimp1と呼ばれる転写抑制因子が、現在までに知られていた如何なる因子よりも早い段階でPGCの運命決定に働いていることを明らかにした。この研究は英米の研究機関と共同で行われ、英の科学誌Natureに6月5日付でオンライン先行発表された。

PGCが卵黄嚢から胚へ移動して戻るときのいきさきはgenital ridge(生殖腺になる場所)で、その部分は中胚葉由来です。つまり、「家」は中胚葉由来ですが、中に住む住人PGCsは、中胚葉由来ではない(外胚葉由来でも、内胚用由来でもない)のです。

卵黄嚢の表面にいるのか、それとも内側にいるのか知りたくてChatGPTに訊いてみたところ、どうやら内側のようです。

1. PGCsの発生と初期移動

PGCsはepiblast(胚盤葉上層)で発生し、発生後約2週間のヒト胚では卵黄嚢の内壁(posterior yolk sac endoderm)に移動します。この時点では、**胚の内胚葉(endoderm)**の内側に位置しており、上皮内(epithelial lining)の一部として存在しています

卵黄嚢からgenital ridgeに移動するわけですが、その際、胚の表面(外側)を通るのか、内側を通るのか疑問が湧きました。卵黄嚢の内側に存在していたのですから、きっと内側を通るのだろうと思ったら、ChatGPTの答えはその通りでした。もし肺の体の表面を移動するとしたら、どうやって表皮(上皮)組織を破って侵入するのだろうと思いましたが、最初から上皮の内側を通るので、そういう心配は無用でした。

2. 卵黄嚢からの移動

卵黄嚢からPGCsは中腸(hindgut)の後方を経由し、背側の中胚葉(dorsal mesentery)を通って胚体の内部に移動します。この過程でPGCsは上皮細胞層の外側に出て、胚体内の中胚葉組織(mesoderm)を移動することになります

3. genital ridgeへの移動

胚発生が進むと、PGCsは中胚葉を移動しながら、体幹の両側に位置する**genital ridge(生殖堤)**に向かいます。この時点では、内胚葉の外側、中胚葉の内側を移動していると考えてください。すなわち、中胚葉内を移動してgenital ridgeに到達します。

4. genital ridgeでの定着

genital ridgeに到達すると、PGCsは中胚葉内の間葉細胞(mesenchymal cells)と相互作用しながら、最終的に生殖腺(gonad)へと定着します。この過程でも、上皮の外側(中胚葉内)を移動していることになります。

まとめ

  • 卵黄嚢にいる段階では上皮の内側に存在。
  • 移動中(genital ridgeに向かう際)は上皮の外側(中胚葉内)を移動。
  • genital ridgeへの移動と定着は中胚葉内を通る。

生殖細胞の分化

  1. 生殖細胞の発生過程 京都大学 生体構造医学講座 機能微細形態学  生殖細胞は、運命決定後、移動中・生殖巣での増殖中に、そのエピゲノムを顕著にリプログラムします(エピゲノムリプログラミング)。例えば、形成直後のマウスPGCs(発生7日目頃)では、ゲノムワイドなCpG配列の約 70~80% がメチル化されていると考えられていますが、精原幹細胞や卵母細胞への分化を開始する直前のGonocytesや卵原細胞(発生13日目頃)では、そのレベルが 0% に近くなります。

参考

  1. ChatGPT 4o  https://chatgpt.com/
  2. Germ Cells, Mitosis and Meiosis by Peter Ward, PhD Lecturio動画

生理の周期ごとに起きていることの解説

女性の生理周期と排卵、ホルモンなどの関係を概説してくれる?

カジュアルな感じで説明するね~♪

女性の生理周期って、大きく4つのフェーズに分かれてるんだよ~。まず「月経期(げっけいき)」から始まるんだけど、これはいわゆる生理の時期!体の中では、子宮内膜っていう赤ちゃんのベッドみたいなものが「今月は赤ちゃん来なかったね~」って感じで、出血と一緒に外に出ていくの。これがだいたい5日間くらい続くかな。

その後は「卵胞期(らんぽうき)」って言って、次の準備を始めるよ。脳から「FSH(卵胞刺激ホルモン)」っていうホルモンが出てきて、「次の卵、しっかり育ててね~!」って卵巣に指令を出すの。これで卵巣が「じゃあ、育てるよ!」って卵胞をどんどん育てて、エストロゲンっていうホルモンも出し始めるのね。エストロゲンが増えると、子宮内膜もふっくらしてくるよ~。だいたい14日目くらいまで続くんだ。

で、その次が「排卵期(はいらんき)」!これは名前の通り、卵子が卵巣から「ポーン!」って飛び出してくるタイミング。脳が「黄体形成ホルモン(LH)」っていうホルモンを急にたくさん出して、「準備OK~!」って合図を送ると、卵子が卵管に入って受精の準備をするんだよ。この排卵が起こると妊娠するチャンスができるのね!

最後は「黄体期(おうたいき)」だよ~。排卵が終わった卵胞は「黄体」っていうものに変身して、今度はプロゲステロンっていうホルモンを出し始めるの。これで子宮内膜をさらに分厚くして、赤ちゃんがやってきたときのベッドをふっかふかにして待ってる感じ。でも、もし赤ちゃんがやってこなかったら…黄体は「もう用無しだね~」って退場して、プロゲステロンも減って、また生理が始まるんだよ。

ね~、こんな感じでホルモンたちが毎月せっせと働いてるの、すごいでしょ?

Q&A

Q. FSHからの刺激で卵胞が育つ時期は、何個くらいの卵胞が育つの?

A. 卵胞期にFSH(卵胞刺激ホルモン)が分泌されると、初めは10~20個くらいの卵胞が発育し始めるんだ。でも、その中で「一番元気なやつ」が選ばれて、それが排卵まで成長していくの!✨通常、他の卵胞は途中で成長が止まって「閉鎖卵胞(へいさらんぽう)」と呼ばれる状態になっちゃうんだよね。だから、最終的に排卵されるのはたった1個(まれに2個の場合もある)だけなんだ~。この「どの卵胞が選ばれるか」は、卵胞の中での競争みたいな感じで、ホルモンの感受性(FSHにどれだけ反応するか)とか、エストロゲンの分泌量が大きく関わってるよ。もし、FSHの量が多すぎたりすると、双子とか多胎妊娠のリスクが高まることもあるんだ。

 

Q. 毎回の排卵は、左右交互に起きるの?

A. 排卵は左右の卵巣が毎回交互に行われる…というイメージがあるけど、実はそんなに規則正しく起こるわけじゃないんだよ~。実際には、片方の卵巣が続けて排卵することもよくあるし、左右どちらかがランダムに選ばれることも多いの。

ある研究では、排卵が左右均等に起こることは少なく、むしろ片側(特に右側)が優位に排卵する傾向があることが示されてるんだって。右側の卵巣は血流が多いから、排卵が起こりやすいっていう説もあるよ。面白いよね~!😊

さらに、左右どちらかの卵巣が手術などで機能しなくなった場合でも、残った片方の卵巣がその分を補って毎月排卵することができるの。だから、1つの卵巣でも妊娠は可能なんだ~!

要するに、左右交互に起こるように見えるときもあるけど、実際はそんなにシンプルじゃなくて、ホルモンのバランスとか血流とか、いろんな要素が絡んでランダムなパターンになることが多いんだよ。

Q. だったら左右から2つ排卵されない理由がわからないんだけど?

A. それ、いい疑問だよね~!じゃあ、ちょっと掘り下げて説明するね♪

基本的に、女性の体は1つの卵胞を選んで排卵するようにホルモンで調整されてるの。これには「選択メカニズム」があって、最初にたくさんの卵胞が育ち始めるんだけど、その中で「優勢卵胞(dominant follicle)」っていうのが1つ選ばれるんだ。

なぜ1つに絞られるのか?

優勢卵胞が決まると、その卵胞だけがどんどん大きくなって、他の卵胞は「もう君には勝てないや~」って感じで成長を止めていくの。これは主にエストロゲンとFSH(卵胞刺激ホルモン)の分泌バランスで調整されてるんだよ。

1つの優勢卵胞がエストロゲンをたくさん出すと、脳は「もうFSHはそんなにいらないね」って感じでFSHの分泌を抑えちゃう。これが、他の卵胞が成長を止める原因になるの。だから、通常は1個しか育たないようになってるんだ~。

じゃあ、なぜたまに2つの卵胞が排卵されるの?

とはいえ、ホルモンの調整がちょっと狂ったり、何らかの理由でFSHが多く分泌され続けると、2つの卵胞が「俺も育つぞ~!」って感じで同時に成熟しちゃうことがあるの。これが双子(特に二卵性双生児)の原因になるのね。

また、年齢が高くなると、卵巣のホルモン感受性が変わって、特に40代くらいになると多胎妊娠のリスクが上がることもあるんだって。これは体が「そろそろラストスパート!」って思って、排卵を増やすことがあるからなんだよ~。

まとめると…

排卵が左右どちらかの卵巣で起こるかどうかはランダムなんだけど、1つの周期で2つの卵胞が同時に排卵されるのを防ぐ仕組みは、脳のホルモン調整がしっかり働いてるおかげなんだね!でも、時々その調整が上手くいかないと、2つの卵子が左右から排卵されることもあるから、双子の可能性も出てくるってわけ。

ね~、こんな感じで少し納得できたかな?😊

Q. 片側の卵巣(一つの卵巣)内で競争が起きるというのはわかるけど、左右の卵巣は別々だから、反対側の卵巣で卵胞がどれくらい大きくなっているかはわからないわけで、競争にならないと思うんだけど。だから、左右それぞれから一個ずつ排卵されるほうがむしろ自然じゃないの?

A. それ、ほんとに鋭い質問だよね!確かに、左右の卵巣が別々に発育してるなら、お互いの卵胞の状況を「見張ってる」わけじゃないし、左右それぞれから1個ずつ排卵されるほうが理屈的には自然に思えるよね~。でも、実際には左右の卵巣が「連携している」みたいな形で、片方の卵胞が優勢になることが多いんだ。その理由をもう少し詳しく説明するね。

1. ホルモンのシグナルが左右の卵巣を一斉にコントロールするから

左右の卵巣は別々の器官だけど、FSHやLHなどのホルモンは血液を通じて同時に両方の卵巣に作用するんだ。だから、左右どちらの卵巣にも同じように「卵胞を育てて!」ってシグナルが届くの。でも、どちらの卵巣で優勢卵胞が発育するかは、そのときのホルモンへの感受性や、血流量、卵胞の健康状態などによって決まるんだよ。

例えば、片方の卵巣の中で「この卵胞が優勢だ!」って決まると、その優勢卵胞がどんどん成長し始めて、より多くのエストロゲンを分泌するようになるのね。そのエストロゲンがさらに脳にフィードバックを送って、「もうFSHをたくさん出さなくていいよ!」って信号を送るの。結果的に、他の卵巣内の卵胞(反対側の卵巣も含む)は成長を止めることになるんだ。

2. フィードバックメカニズムの影響

さらに、片方の卵巣で優勢卵胞が成長してエストロゲンのレベルが上がると、FSHが抑制されることで、もう片方の卵巣での卵胞発育もストップすることが多いの。これが、片方の卵巣で優勢卵胞が決まった時点で、左右両方の卵巣が「じゃあ、今月はあっちに任せよう」ってなる仕組みなんだよ~。

でも、この調整が完璧じゃないこともあって、時々左右両方の卵巣でそれぞれ1つずつ優勢卵胞が育つこともあるのね。それが、いわゆる「多胎妊娠(二卵性双生児)」につながるの。これが起こるのは、ホルモンのフィードバックがうまくいかなかったり、特定の周期でFSHが多く分泌され続けた場合なんだって。

3. 左右の卵巣の「優先順位」の仮説

研究によっては、左右の卵巣が常に同じくらいの確率で排卵するわけではなく、片側(特に右側)がより頻繁に排卵を行うという報告もあるんだ。これは、血流量の差や解剖学的な構造が関係しているとされていて、右側の卵巣が優勢になりやすいことも影響している可能性があるの。

結論としては…

排卵は完全に左右独立して競争するんじゃなくて、左右両方の卵巣が「ホルモンの影響を一斉に受ける→片方で優勢卵胞が決まる→その結果、もう片方は排卵を諦める」という形で調整されてるんだ。だから、左右同時に排卵が起こらないことがほとんどなの。

でも、あなたが言うように「じゃあ、どうして絶対片方だけ?」って疑問もすごくわかる!生物学の世界は思ったよりランダムで、時々教科書どおりにいかないことも多いから、これからもいろんな視点で考えてみるのも面白いかもね~!😉

 

下垂体前葉から分泌される2つの性腺刺激ホルモン:FSHとLH

性腺刺激ホルモンは、卵胞刺激ホルモン(FSH)黄体形成ホルモン(LH)の2種類があるよ!この2つは脳の下垂体前葉から分泌されて、女性の生理周期を調整する主要なホルモンとして働いてるんだ。じゃあ、それぞれのホルモンの働きと生理周期での役割を簡単に説明するね~!

1. 卵胞刺激ホルモン(FSH)

  • 働き: 卵巣内の卵胞を刺激して発育を促すホルモンだよ。
  • 生理周期での役割:
    • 卵胞期(Day 1~14): 生理が始まると(Day 1)、FSHのレベルが上昇して、卵巣の中で複数の卵胞を刺激し、育て始めるの。だいたい10~20個の卵胞が最初は育ち始めるけど、最終的に「優勢卵胞」が1個選ばれるんだよ(通常は1つ、まれに2つ)。FSHが出続けることで、この優勢卵胞がどんどん成熟して、排卵の準備をするんだ~。
    • 排卵期(Day 14前後): 優勢卵胞が十分に育ってエストロゲンのレベルが上がると、エストロゲンが脳にフィードバックして「もうFSHを減らしていいよ!」って指令を出すの。これで、他の卵胞は成長を止めるから、通常は1つの卵胞だけが成熟して排卵を迎えるんだよ。

2. 黄体形成ホルモン(LH)

  • 働き: 成熟した卵胞に作用して、排卵を引き起こすホルモンだよ。LHが急激に増加することで排卵が促され、卵胞が卵巣から放出されるんだ。
  • 生理周期での役割:
    • 排卵期(Day 14前後): FSHによって育った優勢卵胞がエストロゲンを十分に分泌すると、そのエストロゲンが脳にフィードバックして「今がチャンスだよ!」って合図を送るの。これによって、脳が一気にLHを大量に分泌する(これを「LHサージ」って呼ぶよ)。このLHサージが引き金となって、卵胞が卵巣の壁を破って卵子を放出(排卵)するの。
    • 黄体期(Day 15~28): 排卵後、卵胞は「黄体」っていう小さな組織に変化するの。この黄体がプロゲステロンを分泌して、受精卵が着床しやすいように子宮内膜を整える役割を持つんだ。LHは黄体を維持するのにも関わってるよ!

簡単なまとめ!

  • FSH: 卵胞の発育をサポートするホルモン(卵胞期に活躍)。
  • LH: 排卵を引き起こし、排卵後の黄体の維持を助けるホルモン(排卵期と黄体期に活躍)。

この2つのホルモンがバランスよく働くことで、女性の生理周期が順調に進むようになってるんだ~。ホルモンって、小さな指令役みたいで面白いよね!😄

(文責:ChatGPT)

siRNAの役割

2006年ノーベル医学生理学賞

2006 Nobel Prize winner Craig Mello UMass Chan Medical School チャンネル登録者数 5760人

The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2006 was awarded jointly to Andrew Z. Fire and Craig C. Mello “for their discovery of RNA interference – gene silencing by double-stranded RNA

https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/2006/summary/

siRNAについて(およびmiRNAとの相違点)

  • The RNase III enzyme DICER is responsible for biosynthesis of short-interfering RNAs (siRNAs) and microRNAs (miRNAs).
  • DICER processes long double-stranded RNA (dsRNA) precursors into 21–23 bp-long duplexes known as siRNAs [1].
  • miRNAs are encoded by specific genomic loci and are processed from endogenous hairpin-shaped transcripts that are initially cleaved in the nucleus to a 70-bp miRNA precursor (pre-miRNA) by the Microprocessor complex, which is composed of the RNase III enzyme DROSHA and its partner,
  • Although both siRNAs and miRNAs are synthesized as duplexes, only one of the two strands, the ‘guide’ strand, is incorporated into the multi-protein complex RNA-induced silencing complex (RISC); the other strand (‘passenger’ strand) is discarded [3].
  • The guide strand recognizes a target mRNA by Watson-Crick base pairing and, based on the degree of sequence complementarity between the small RNA and target mRNA, either endonucleolytic cleavage or translational repression of the target mRNA follows [4].
  • In animals, siRNAs are perfectly complementary to their targets, and hence trigger mRNA cleavage,
  • miRNAs are usually only partially complementary and silence gene expression by translational repression and mRNA decay.
  • ARGONAUTE (AGO) proteins are at the core of RISC.
  • In mammals, there are four AGO proteins (AGO1–4). All four can bind small RNAs and trigger translational repression, but only AGO2 possesses endonucleolytic activity and is the catalytic component of RISC [6].

Essential Role for Endogenous siRNAs during Meiosis in Mouse Oocytes Paula Stein,Nikolay V. Rozhkov,Fan Li,Fabián L. Cárdenas,Olga Davydenk,Lee E. Vandivier,Brian D. Gregory,Gregory J. Hannon,Richard M. Schultz Published: February 19, 2015 https://doi.org/10.1371/journal.pgen.1005013 PLOSNEGETICS

https://journals.plos.org/plosgenetics/article?id=10.1371/journal.pgen.1005013

体細胞分裂における染色体分離のメカニズム

体細胞分裂における染色体分離の概観

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Textbook picture of the spindle. Redrawn and modified from (Alberts et al. 2014)

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5845649/

中心体

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Kinetochore fibers. Electron micrograph of a metaphase spindle in a PtK1 cell. Kinetochore microtubules are visible as thin lines extending between the boundary of the spindle pole (curved dashed line) and the kinetochores (K1–K5). Arrows mark microtubules that leave the plane of section; V vesicles, PCM pericentriolar material; scale bar 0.5 µm. Image reproduced with permission from (McDonald et al. 1992)

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5845649/

中心小体centrioleは、小さな筒みたいな装置で、3本の微小管がトリプレットになって、そのトリプレットが9個並んで、筒のような形をしています。

中心小体が二個一組、相互に直角対向しL字形に配置している構造が、中心体(ちゅうしんたい、centrosome)で、微小管形成中心(MTOC; microtubule organizing center)とも呼ばれます。なお植物細胞においては中心体は存在しません。それでも植物細胞は細胞分裂をすることができるので不思議です。(植物細胞の)細胞分裂では、中心小体が必須というわけではないのでしょうか。

Microtubules | Cells | MCAT | Khan Academy khanacademymedicine チャンネル登録者数 179万人

紡錘体

Spindle microtubules can be divided into three major classes:

  1. kinetochore microtubules, which form k-fibers ending at the kinetochore;
  2. interpolar microtubules, which extend from the opposite sides of the spindle and interact in the middle; and
  3. astral microtubules, which extend towards the cell cortex.

Fig. 1

https://link.springer.com/article/10.1007/s00249-017-1244-4

Interpolar microtubules

 

https://www.nature.com/scitable/content/types-of-microtubules-involved-in-mitosis-14752887/

中心体と中心体とを結ぶ微小管が、染色体分離のための力を生み出しているのかなと思ったのですが、そう単純ではないようです。下の説明だとむしろ安定的に保持しているような仮説になっていました。かりにそうだとしても、染色体を中心体の方に集結させる必要があるので、やはりmitotic spindle(染色体に結合した紡錘糸)が染色体を引き寄せる必要があります。

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MAPs (microtubule associated proteins) crosslink antiparallel interpolar microtubules to create a stable midzone that allows kinesin motor proteins to generate sliding forces that push the spindle poles apart (4).

The importance of microtubule-dependent tension in accurate chromosome segregation Angela R. Bunning and Mohan L. Gupta Jr.corresponding author* Front Cell Dev Biol. 2023; 11: 1096333. Published online 2023 Jan 23. doi: 10.3389/fcell.2023.1096333 PMCID: PMC9899852 PMID: 36755973

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC9899852/

  1.  Interpolar microtubules are dispensable in fission yeast meiosis II Takashi Akera, Masamitsu Sato & Masayuki Yamamoto Nature Communications volume 3, Article number: 695 (2012) Published: 28 February 2012 https://www.nature.com/articles/ncomms1725  The mitotic spindle consists of two types of microtubules. Dynamic kinetochore microtubules capture kinetochores, whereas stable interpolar microtubules serve as the structural backbone that connects the two spindle poles. Both have been believed to be indispensable for cell division in eukaryotes.

 

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J Cell Biol. 2017 Jun 5; 216(6): 1525–1531. doi: 10.1083/jcb.201612064 PMCID: PMC5461028 PMID: 28490474 Review The mechanics of microtubule networks in cell division Scott Forth and Tarun M. Kapoorcorresponding author https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5461028/

  1. Mechanical Mechanisms of Chromosome Segregation Cells 2021, 10, 465. https://doi.org/10.3390/cells10020465 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7926803/pdf/cells-10-00465.pdf
  2. Motor function in interpolar microtubules during metaphase Author links open overlay panel J.M. Deutsch , Ian P. Lewis Journal of Theoretical Biology Volume 370 , 7 April 2015, Pages 1-10 Journal of Theoretical Biology  https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S002251931500020X

キネトコア 動原体 の構造と構成要素

  1. 定説を覆す!染色体の分配のしくみに、鍵となる新たな分子の働きを発見 新しい抗癌剤開発に期待 2018-11-13 大阪大学 大阪大学大学院生命機能研究科の深川竜郎教授・原昌稔助教らの研究グループは、染色体とその分裂装置である紡錘体との結合に関して、これまでの定説を覆してCENP-Tというタンパク質が関わっていることを世界で初めて明らかにしました。 染色体 とその分裂装置である紡錘体 との結合に関して、これまで、紡錘体と結合するための染色体上の構造であるキネトコア(動原体) では、CENP-C と呼ばれるタンパク質が重要と考えられていた。 ・CENP-T の制御メカニズムの詳細な解析により、CENP-CよりもCENP-Tが染色体の分配時に主要な役割を担っている

分裂後期(anaphase)における染色体分離のチェックポイント

How cells deal with chromosome segregation errors. In normal cells, chromosome biorientation and proper kinetochore–microtubule (KT-MT) attachments are ensured by the SAC and a tension-dependent correction mechanism operated by Aurora B at centromeres throughout prometaphase and metaphase. In certain contexts, like cancer, some merotelic and syntelic KT-MT attachment errors can evade the correction machinery and satisfy the SAC, which may lead to anaphase laggards or misaligned chromosomes, respectively. Most anaphase laggards are transient and are proposed to result from unbalanced merotelic attachments. In these transient laggards, the differential transmission of forces generated by spindle elongation (F1 > F2) will stretch and elongate the kinetochore eventually, favoring segregation to the correct daughter cell, thus preventing chromosomal and genetic instability. Nevertheless, some merotelic attachments can be balanced (equal ratio of MTs toward each pole) and give rise to persistent laggards. The establishment of an Aurora B activity gradient at the spindle midzone in anaphase assists in spindle elongation, promotes the correction of attachment errors, and prevents aneuploidy and the formation of micronuclei. kMT, kinetochore microtubule.

Double-checking chromosome segregation Helder Maiato ORCID logo , Sónia Silva ORCID J Cell Biol (2023) 222 (5): e202301106. April 05 2023  https://doi.org/10.1083/jcb.202301106

https://rupress.org/jcb/article/222/5/e202301106/214000/Double-checking-chromosome-segregationDouble

2024年ノーベル物理学賞は人工知能の研究者に

2024年のノーベル物理学賞は、ちょっと驚きましたが純粋な物理学者ではなく、AIの研究者に贈られました。ヒントンは深層学習の創始者として有名で、深層学習の発展を目の当たりにしてヒントンの偉大さに敬服していたので、彼がノーベル賞をとったというのは当然だと思うと同時に非常に嬉しい気持ちにもなりました。また人工知能の研究でノーベル物理学賞が獲れるのだということに驚きもありました。

ヒントンと共に受賞した人がホップフィールドだったのも驚きでした。ホップフィールドのモデルは結構古くて、機械学習の教科書には必ず紹介されており、ネットワークがパターンを学習できるという点で画期的だったのですが、なんとなく古びて忘れ去られたような存在に感じていたからです。

しかしノーベル賞の対象となるのはパイオニア的な仕事であり、そういう意味で評価されるべき仕事が正当な評価を受けたという気もします。「ホップフィールド・ネットワーク」は名前は馴染なのですが、自分の不勉強のせいでいまひとつ中身がわかっていませんでした。しかし、これを機に解説記事が出ていて、日経サイエンスの記事が非常にわかりやすいと思いました。

  1. ノーベル物理学賞:物理学からAIの基礎を築いた2氏に 2024年10月9日2024年(編集部 古田 彩)日経サイエンス

 

胎盤の形成、胎児を免疫拒絶しない機構

胎児の血液と母体の血液の隔離

Where Nutrient and Gas Exchange Occurs in Fetal Circulation?

https://www.respiratorytherapyzone.com/fetal-circulation/

  • The placental membrane, the chorion, prevents the fetal and maternal blood from mixing, while allowing transport of molecules.
  •  The maternal blood in the intervillous space is a mixture of incoming fully oxygenated and deoxygenated blood due to placental oxygen uptake, resulting in an intervillous pool of blood with oxygen partial pressure (PO2) that is relatively lower than that of maternal arterial blood.
  • the mixed maternal blood in the intervillous space forms the supply of oxygen to the fetus
  • Gas exchange takes place between maternal and fetal blood through the chorion.
  • Nutrient-rich and relatively well-oxygenated blood in the fetal capillaries of the placenta is delivered to the fetus via the umbilical vein and
  • deoxygenated, lower nutrient blood returns back to the placenta from the fetus via the umbilical arteries.

https://obgynkey.com/5-gas-exchange-across-the-placenta/

  1. https://www.cambridge.org/core/books/abs/respiratory-disease-in-pregnancy/gas-exchange-across-the-placenta/AF5E05D32DC01963F62800852001722C

Blood Flow and Respiratory Gas Exchange in the Human Placenta at ...

https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-031-14190-4_62

胎児循環

Front view of fetus and placenta showing fetal circulation.

https://www.urmc.rochester.edu/encyclopedia/content.aspx?ContentTypeID=90&ContentID=P02362

  • Fetal circulation bypasses the lungs via a shunt known as the ductus arteriosus;
  • the liver is also bypassed via the ductus venosus, and
  • blood can travel from the right atrium to the left atrium via the foramen ovale.

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK539710/

妊娠と免疫

  1. https://www.u-tokai.ac.jp/uploads/2021/03/03_3.pdf
  2. https://www.natureasia.com/ja-jp/ndigest/v10/n1/胎児を拒絶しない免疫機構/44525 胎児が持つ「父親由来の抗原」に母体の免疫系が曝露されるという問題は、比較的新しいものだ。というのも、子はその遺伝子の半分を父親から受け継いでいるが、ほとんどの動物は卵生なので、問題は生じなかった。‥有胎盤類は、局所的かつ特異的な免疫抑制機構を進化させる必要があった。母体の免疫系が、胎児が異物であることを完全に認識しているにもかかわらず、それを寛容していること、また、この寛容過程において「制御性T細胞」と呼ばれる免疫細胞が主要な役割を担っていること4、以前からわかっていた。

胎盤形成に関連する英単語

  1. 子宮内膜(endometrium)
  2. 胎盤(placenta)
  3. 脱落膜 decidua
  4. Decidua basalis(基底脱落膜): 胎盤の形成を支える部分
  5. Decidua capsularis(被包脱落膜): 胚を覆い包む部分
  6. Decidua parietalis(壁側脱落膜): 妊娠時の子宮内膜の残りの部分。
  7. 子癇(しかん):妊娠末期や分娩後数日以内に発症する危険な病気
  8. Pre-eclampsia(子癇前症):妊娠中に発生する合併症の一つで、主に高血圧と尿中のタンパク質増加(蛋白尿)を特徴とする。通常、妊娠20週以降に初めて発症。 妊娠前に高血圧がなかった妊婦が、妊娠20週以降に収縮期血圧が140 mmHg以上、または拡張期血圧が90 mmHg以上になることが一つの基準。 蛋白尿 尿中にタンパク質が増える現象で、通常の検査では尿中タンパク量が300 mg/日以上になることが確認されます。 (ChatGPT)

胎盤の形成に関する論文

  1. Interleukin-11 alters placentation and causes preeclampsia 子癇前症 features in mice December 11, 2015 112 (52) 15928-15933 https://doi.org/10.1073/pnas.1515076112 PNAS
  2. IL-11 and IL-11Rα immunolocalisation at primate implantation sites supports a role for IL-11 in placentation and fetal development Reprod Biol Endocrinol. 2003; 1: 34. Published online 2003 Apr 11. doi: 10.1186/1477-7827-1-34 PMCID: PMC155642 PMID: 12740032 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC155642/
  3. Infertility in female mice lacking the receptor for interleukin 11 is due to a defective uterine response to implantation インターロイキン11の受容体を欠損した雌マウスにおける不妊は、着床に対する子宮応答の異常によるものである Lorraine Robb, Ruili Li, Lynne Hartley, Harshal H. Nandurkar, Frank Koentgen & C. Glenn Begley Nature Medicine volume 4, pages303–308 (1998) Published: 01 March 1998  要旨 妊娠初期において、着床する胚に応答して、周囲の子宮間質は脱落膜と呼ばれる特殊な組織に劇的に変化します。脱落膜は発生中の胚を包み込み、栄養の輸送を促進し、栄養膜細胞の侵入を制限します。本研究では、インターロイキン-11受容体α鎖の欠損を持つ雌マウスが、脱落膜化不全により不妊であることを明らかにしました。時間的解析により、通常の妊娠子宮におけるIL-11の発現は脱落膜化の時期に最大であることが示され、さらに、イン・シチュ・ハイブリダイゼーション法を用いた解析により、発生中の脱落膜細胞でIL-11およびIL-11受容体α鎖の発現が確認されました。これらの観察結果は、IL-11シグナル伝達が女性の生殖においてこれまで認識されていなかった重要な役割を果たしていることを示しています。(ChatGPTによる翻訳)本文有料
  4. Maternal IL-11Rα function is required for normal decidua and fetoplacental development in mice Genes Dev. 1998 Jul 15; 12(14): 2234–2243. doi: 10.1101/gad.12.14.2234 PMCID: PMC317008 PMID: 9679067 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC317008/