四肢の形成、頭部,の形成

体軸方向のHOX遺伝子の発現

  1. Mark, M., Rijli, F. & Chambon, P. Homeobox Genes in Embryogenesis and Pathogenesis. Pediatr Res 42, 421–429 (1997). https://doi.org/10.1203/00006450-199710000-00001

四肢の位置決めに関わる細胞シグナル

  1. Limb positioning and initiation: an evolutionary context of pattern and formation Dev Dyn. Author manuscript; available in PMC 2023 Nov 3. Published in final edited form as: Dev Dyn. 2021 Sep; 250(9): 1264–1279. Published online 2021 Feb 15. doi: 10.1002/dvdy.308 PMCID: PMC10623539  
  2. Timed Collinear Activation of Hox Genes during Gastrulation Controls the Avian Forelimb Position Chloe Moreau Paolo Caldarelli Didier Rocancourt Nicolas Denans Olivier Pourquie Jerome Gros December 13, 2018 DOI:https://doi.org/10.1016/j.cub.2018.11.009 Current Biology VOLUME 29, ISSUE 1, P35-50.E4, JANUARY 07, 2019
  3. Review Article Molecular and evolutionary basis of limb field specification and limb initiation Mikiko Tanaka Develop. Growth Differ. (2013) 55, 149–163 (PDF) In tetrapods, motoneurons that innervate the limbs form lateral motor columns (LMCs) at the brachial and lumbar levels of the spinal cord, and the LMC identities in opposite forelimbs and hindlimbs are defined by expression of Hox6 and Hox10, respectively, in the spinal cord (Dasen et al. 2003; Shah et al. 2004; Wu et al. 2008).
  4. Hox9 genes and vertebrate limb specification. Cohn, M., Patel, K., Krumlauf, R. et al. Nature 387, 97–101 (1997). https://doi.org/10.1038/387097a0 無料要旨 Hox genes are good candidates for encoding position in lateral plate mesoderm along the body axis and thus for determining where limbs are formed. Local application of fibroblast growth factors (FGFs) to the anterior prospective flank of a chick embryo induces development of an ectopic wing, and FGF applied to posterior flank induces an ectopic leg.

肢芽の伸長に関わる分子シグナル

  1. The mesenchymal factor, FGF10, initiates and maintains the outgrowth of the chick limb bud through interaction with FGF8, an apical ectodermal factor Hideyo Ohuchi, Takashi Nakagawa, Atsuyo Yamamoto, Akihiro Araga, Takeshi O  01 JUNE 1997 DEVELOPMENT  チックのデータとモデル図
  2. The roles of FGFs in the early development of vertebrate limbs Genes & Dev. 1998. 12: 1571-1586 
  3. Fibroblast Growth Factor 10 and Vertebrate Limb Development Libo Jin,1 Jin Wu,1 Saverio Bellusci,1,2,3,* and Jin-San Zhang1,2,4,* Front Genet. 2018; 9: 705. Published online 2019 Jan 7. doi: 10.3389/fgene.2018.00705 PMCID: PMC6338048 PMID: 30687387 
  4. Initiation of Vertebrate Limb Deveiopment (PDF) Martin J. Cohn Thesis submitted for the degree of Ph. D
  5. J:71694 Bruneau S, et al., Dev Biol. 2001 Sep 15;237(2):345-53  https://www.informatics.jax.org/image/MGI:2153107

FGF8とFGF4の関係

こういう論文があります。

Biochemical and Biophysical Research Communications Volume 209, Issue 3, 26 April 1995, Pages 809-816 Biochemical and Biophysical Research Communications Regular Article An Additional Limb Can Be Induced from the Flank of the Chick Embryo by FGF4

ここではFGF4産生細胞が、異所性の肢芽の形成を引き起こすことを示す実験に使われています。しかし、内在性のFGF4は肢芽ではあまり発現していないようです。(AER).AERに発現するのはFGF8で、FGF8のノックアウトではFGF4が代償的に発現するようです。

BMP signals control limb interdigital programmed cell death by regulating FGF signaling Save Related Papers Chat with paper July 2007Development 134(12):2359-68 DOI:10.1242/dev.001677 https://www.researchgate.net/figure/Fgf4-and-Fgf8-expression-is-upregulated-in-mutant-forelimbs-A-L-Fgf8-and-M-X-Fgf4_fig5_6298017

四肢の前後軸の決定に関与するシグナル分子

  1. Coordinate expression of the murine Hox-5 complex homoeobox-containing genes during limb pattern formation. Dollé, P., Izpisúa-Belmonte, JC., Falkenstein, H. et al.  Nature 342, 767–772 (1989). https://doi.org/10.1038/342767a0 本文有料
  2. A Dual Role for Hox Genes inLimb Anterior-PosteriorAsymmetry SCIENCE VOL 304 11 JUNE 2004  Full text at ResearchGate
  3. Mutual transcriptional repression between Gli3 and Hox13 genes determines the anterior-posterior asymmetry of the autopod Ma Félix Bastida, Rocío Pérez-Gómez, Anna Trofka, Rushikesh Sheth, H. Scott Stadler, Susan Mackem, Marian A. Ros doi: https://doi.org/10.1101/419606 https://www.biorxiv.org/content/10.1101/419606v1.full 

指の形成

  1. HOXA13 regulates the expression of bone morphogenetic proteins 2 and 7 to control distal limb morphogenesis 2004 Full text at ResearchGate

四肢の形成 講義動画

Introduction to Limb Development Kate Lee チャンネル登録者数 358人

  1. Introduction to Limb Development Kate Lee チャンネル登録者数 358人 (21:27) 講師:Dr. Michael J. F. Barresi, Biological Sciences Smith College(ゼブラフィッシュ神経発生の研究者) stylopod – zeugopod – autopod という呼称は、馬でも人でも一見、形が違うようにみえても共通で使われる。HOX遺伝子や分子シグナルに言及した講義 Tbx5, Tbx4, FGF10, shh、Lmx1、BMP, 体軸に沿ったHOX遺伝子によるコード、四肢のproximalからdistalにむかう軸にそったHOX遺伝子コード、手のanterior-posterior軸に関するHOX遺伝子コード、手の背側-腹側の軸を決めるシグナル、AER, ZPA、移植実験など。
  2. Limb Development and Muscle Migration – Embryology | Lecturio Lecturio Medical チャンネル登録者数 73.7万人 (10:29) myotomes split into two: epimeres and hypomeres
  3. DEVELOPMENT OF LIMBS (18:07) Dr Hina majid チャンネル登録者数 936人

関節の構造 講義動画

  1. Anatomy Lecture 9 Limb Specification UVUProfessor チャンネル登録者数 2.06万人 (12:02)
  2. The 6 Types of Joints – Human Anatomy for Artists (10:50) Proko チャンネル登録者数 352万人
  3. Simplifying Joints In Perspective – Human Anatomy (4:36) Proko チャンネル登録者数 352万人

頭蓋(とうがい)を構成する骨

頭蓋骨 cranial bones は、大脳を収納している骨で、8個からなります。

  1. ethmoid bone 篩骨(しこつ) 3Dアニメーション(ウィキペディア)
  2. sphenoid bone 蝶形骨(ちょうけいこつ)眼の後側にある蝶の形をした骨 3Dアニメーション(ウィキペディア)
  3. frontal bone 前頭骨
  4. parietal bones (2個) 側頭骨
  5. temporal bones (2個) 頭頂骨
  6. occipital bone 後頭骨

分類の方法は複数あるようです。

  • 頭蓋は15種22個の骨から構成
  • 後頭骨、前頭骨、篩骨、蝶形骨、側頭骨(2)、頭頂骨(2)からなる脳頭蓋と、鋤骨、下鼻甲介(2)、涙骨(2)、鼻骨(2)、頬骨(2)、上顎骨(2)、口蓋骨(2)、下顎骨、舌骨からなる顔面頭蓋
  • または 10種16個の頭蓋骨および5種7個の顔面骨

https://humanbody.jp/human/r03-1.html

顔面頭蓋(がんめんとうがい)

  1. vomer 鋤骨(じょこつ)
  2. 下鼻甲介(2)(かびこうかい)
  3. 涙骨(2)
  4. 鼻骨(2)
  5. zygomatic bone 頬骨(2)
  6. maxilla 上顎骨(2) 左右対称に1対存在し、正中で縫合している骨
  7. Os palatinum 口蓋骨(2)
  8. Mandibule 下顎骨
  9. 舌骨

頭蓋を構成する骨の発生学的な起源(中胚葉由来か神経堤由来か)

神経堤(NC: Neural Crest)は、一過性に現れる細胞群ですが、様々な細胞種に分化するため第四の胚葉とも言われています。脊椎動物では、神経堤細胞(NCC: Neural Crest Cell)神経管の背側隆起から剥離し、その後、神経形成中に発生中の胚内で広範囲に移動します1~3)頭蓋神経堤細胞は咽頭弓に移動し、頭蓋顔面の大部分を構成し、最終的に歯、軟骨、頭蓋顔面骨、および結合組織を形成する間葉組織になります。 https://www.healthcare.nikon.com/ja/ss/cell-image-lab/glossary/neural-crest-cell.html

  1. 哺乳類の頭蓋骨発生の進化を解明(umut news:2014年4月7日) https://www.um.u-tokyo.ac.jp/information/news_20140407.html

頭蓋冠は脳を覆 う ドーム状の骨組織で,主 として前頭骨, 頭頂骨, 後頭骨 に よ り構成 され る。頭蓋冠骨は膜性骨化によ り形成 され るが,そ の組織由来 は異なっており, 前頭骨は神経堤細胞由来, 頭頂骨と後頭骨は中胚葉由来であ る1)。

1) Jiang, X., Iseki, S., Maxson, R. E., Sucov, H. M. and Morriss-Kay, G. M.: Tissue origins and interaction in the mammalian skull vault. Dev. Biol. 241: 106-116, 2002. https://www.jstage.jst.go.jp/article/koubyou1952/71and72/4-1/71and72_4-1_19/_pdf/-char/ja

参考

  1. The squamous part of the temporal bone (or squamous temporalis/squamous temporal bone) is a very thin bone and forms the anterosuperior aspect of the temporal bone. https://radiopaedia.org/articles/squamous-part-of-temporal-bone

神経堤細胞から発生する構造

  1. Martik, M.L., Bronner, M.E. Riding the crest to get a head: neural crest evolution in vertebrates. Nat Rev Neurosci 22, 616–626 (2021). https://doi.org/10.1038/s41583-021-00503-2 無料要旨 In their seminal 1983 paper, Gans and Northcutt proposed that evolution of the vertebrate ‘new head’ was made possible by the advent of the neural crest and cranial placodes. The neural crest is a stem cell population that arises adjacent to the forming CNS and contributes to important cell types, including components of the peripheral nervous system and craniofacial skeleton and elements of the cardiovascular system. In the past few years, the new head hypothesis has been challenged by the discovery in invertebrate chordates of cells with some, but not all, characteristics of vertebrate neural crest cells.
  2. Diabetes, Oxidative Stress, and DNA Damage Modulate Cranial Neural Crest Cell Development and the Phenotype Variability of Craniofacial Disorders REVIEW article Front. Cell Dev. Biol., 20 May 2021 Sec. Molecular and Cellular Pathology Volume 9 – 2021 | https://doi.org/10.3389/fcell.2021.644410
  3. The Special Developmental Biology of Craniofacial Tissues Enables the Understanding of Oral and Maxillofacial Physiology and Diseases Int. J. Mol. Sci. 2021, 22(3), 1315; https://doi.org/10.3390/ijms22031315

咽頭弓(鰓弓)から発生する顔面の構造

  1. Pharyngeal arches https://www.kenhub.com/en/library/anatomy/the-pharyngeal-arches
    1. First arch (mandibular) Skeletal structures, ligaments: Malleus 槌骨(つちこつ、ついこつ 中耳にあるハンマー(槌)の形をした小さい骨), short limb of incus キヌタ骨, maxilla 上顎骨, zygomatic bone 頬骨, hard palate, vomer bone 鋤骨, mandibule 下顎骨, temporal bone (squamous); anterior ligament of malleus, sphenomandibular ligament
    2. Second arch (hyoid) Skeletal structures, ligaments: Stapes 鐙骨(あぶみこつ 中耳にある骨で内耳へ音の振動を伝達する。) long limb of incus incus キヌタ骨(砧骨 音の振動を伝える中耳の三つの耳小骨の一つ), styloid process, lesser horn and upper part of body of hyoid bone 舌骨; stylohyoid ligament

顔・頭部の形成 講義動画

  1. Development of the Face and Palate Osmosis from Elsevier (8:16)

配偶子形成、受精、卵割、胞胚形成

前成説、後成説、発生学の外観

  1. Online Developmental Biology: Overview of the Field (29:50) Jason Pellettieri チャンネル登録者数 3710人 Pellettieri Lab People (Keene State College Depart ment of Biology)

配偶子形成

  1. Meiosis | Oogenesis | Gametogenesis | Human Embryology | Reproductive Physiology Byte Size Med (10:51)
  2. Oogenesis and Spermatogenesis | Reproductive (6:48) Dr Matt & Dr Mike チャンネル登録者数 66.1万人

受精

  1. INTRO TO HUMAN EMBRYOLOGY; PART 1 by Professor Fink (1:03:13) professorfink チャンネル登録者数 19.9万人
  2. from fertilization to childbirth | 3d medical animation | by Dandelion Team (9:51) Dandelion Medical Animation チャンネル登録者数 165万人 受精から新生児の誕生までを一気通貫に概観できるアニメーション(説明音声つき)
  3. ICSI Footage` Fertility Associates チャンネル登録者数 2.19万人 顕微注入による受精の実際の映像
  4. General Embryology – Detailed Animation On Fertilization Medical Animations (3:33)

卵割

ivf embryo developing over 5 days by fertility Dr Raewyn Teirney Fertility Doctor and IVF Specialist Sydney チャンネル登録者数 1890人

  1. Chapter 39.1 : Zygotic Development And Stem Cell Formation JoVE 有料ライセンスが必要

コンパクションと細胞接着

  1. How Adhesion Forms the Early Mammalian Embryo
    1. Figure 3 E-cadherin localization changes during preimplantation development. E-cadherin is distributed throughout the membrane until the late 8-cell stage. Then, it begins to accumulate in cell–cell junctions and is predominantly localized to basolateral regions by the 16-cell stage.
      1. Figure 5 Adhesion and polarity determine cell fate in the preimplantation mouse embryo. The apical polarity complex in outer cells sequesters components of the Hippo signaling pathway preventing its activation. Unphosphorylated Yap can enter the nucleus and drive expression of trophectoderm-specific genes. In inner cells, Amot localizes to adherens junctions where it binds to Lats1/2 and the E-cadherin adhesion complex via Nrf2. Lats 1/2 phosphorylates Amot, activating it and this complex phosphorylates Yap. Phosphorylated Yap is excluded from the nucleus and the Hippo pathway is activated, allowing transcription of inner cell mass specific genes.

胞胚(胚盤胞)形成

実験動物の発生学では胞胚 blastulaと呼ぶことが多いですが、ヒトやマウスなど哺乳類の場合は同じ発生の時期の胚は、胚盤胞 blastocystと呼ばれます。

  1. Implantation of the blastocyst | Week 2 of embryonic development | Developmental biology (7:10) Animated biology With arpan チャンネル登録者数 22.2万人

着床

trophoblast(栄養膜)は、cytotrophoblast(細胞性栄養膜)と、syncytiotrophoblast(合胞体性栄養膜または栄養膜合胞体層)にわかれます。syncytiotrophoblast(合胞体性栄養膜)はその名称が示すように、細胞が合体したようなもので着床した胚全体を取り囲みます。

  1. Implantation and Trophoblast by Peter Ward, PhD https://app.lecturio.com/#/lecture/s/6528/10360/44662

胚盤胞で発現する遺伝子と全能性、多能性

  1. Embryonic Stem Cells(ES細胞)とは?(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK223690/)Embryonic stem cells (ESCs) are found in the inner cell mass of the human blastocyst, an early stage of the developing embryo lasting from the 4th to 7th day after fertilization. In normal embryonic development, they disappear after the 7th day, and begin to form the three embryonic tissue layers. ESCs extracted from the inner cell mass during the blastocyst stage, however, can be cultured in the laboratory and under the right conditions will proliferate indefinitely. ESCs growing in this undifferentiated state retain the potential to differentiate into cells of all three embryonic tissue layers.
  2. Changes in OCT4 expression play a crucial role in the lineage specification and proliferation of preimplantation porcine blastocysts Cell Prolif. 2022 Nov; 55(11): e13313. Published online 2022 Jul 26. doi: 10.1111/cpr.13313 PMCID: PMC9628253
  3. Differential Role for Transcription Factor Oct4 Nucleocytoplasmic Dynamics in Somatic Cell Reprogramming and Self-renewal of Embryonic Stem Cells*  J Biol Chem. 2013 May 24; 288(21): 15085–15097. Published online 2013 Apr 11. doi: 10.1074/jbc.M112.448837 PMCID: PMC3663529 PMID: 23580657 Results: Oct4 is a nucleocytoplasmic shuttling protein, and Oct4 mutants with biased nucleocytoplasmic localization show limited potential for cellular reprogramming.
  4. Molecules in pathogenesis Subcellular localisation of the stem cell markers OCT4, SOX2, NANOG, KLF4 and c-MYC in cancer: a review https://jcp.bmj.com/content/71/1/88
  5. A Novel and Critical Role for Oct4 as a Regulator of the Maternal-Embryonic Transition PLOS ONE Published: December 31, 2008 https://doi.org/10.1371/journal.pone.0004109
  6. Spatiotemporal dynamics of OCT4 protein localization during preimplantation development in mice 2016年 https://doi.org/10.1530/REP-16-0277 A recent study reported that OCT4A, which is crucial for establishment and maintenance of pluripotent cells, is expressed in oocytes, but maternal OCT4A is dispensable for totipotency induction. Whereas another study reported that OCT4B, which is not related to pluripotency, is predominantly expressed instead of OCT4A during early preimplantation phases in mice. ややこしい話

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人体の構造、器官系、器官、組織、細胞、生体分子

人体の構造の階層性

人間の体は細胞からできています。細胞はさらにこまかく細胞内小器官に分かれます。細胞は集合的に「組織」をつくり、組織が器官や臓器をつくり、さらにそれらが統合して、器官系をつくり、人体が構成されています。

細胞ー組織ー器官・臓器ー器官系ー個体

というヒエラルキーを意識すると人間に対する理解が深まります。

  1. Introduction to Histology (14:49) Meredith Koester チャンネル登録者数 4140人 人体の構造に関する系統だった説明でわかりやすい。
  2. what are tissues in human body, what are tissues made of, what are tissues class 9, Human tissues, Bio Scholar チャンネル登録者数 5260人
  3. Types of cells in Human body | Human Anatomy and Physiology KK Tutorials チャンネル登録者数 3210人
  4. Cells in Human Body -Structure ,Parts,Function makemegenius チャンネル登録者数 43.3万人 チャンネル登録 640 共有 オフライン

細胞の構造

  1. 生物学:細胞の構造 (7:21) (英語) Nucleus Medical Media チャンネル登録者数 646万人

組織の4タイプ

「組織」は、上皮組織、結合組織、筋組織、神経組織の4つに分類されています。

  1. Types of Tissue – Physiology | Lecturio Nursing (1:26) Lecturio Nursing チャンネル登録者数 8.08万人
  2. Introduction to Histology (37:42) The Noted Anatomist チャンネル登録者数 54.7万人 組織学で染色像をどう読み取るかが学べそうです。独学で組織学の教科書を読むのは無理ゲーに思えますが、この動画の説明は実にわかりやすい。組織染色像を見るときのポイントがわかります。

上皮組織

  1. Classification of Epithelial Tissue – Histology | Lecturio (4:38) Lecturio Medical チャンネル登録者数 73.3万人
  2. Epithelial Tissue: Sections & Functions – Histology | Lecturio (7:01) Lecturio Medical チャンネル登録者数 73.3万人 上皮細胞には形によるタイプがありますが、核の形も丸かったり長細かったりして、その核の形をみることで、どのタイプの上皮細胞かがある程度わかります。

上皮

  1. Integumentary System | Skin Model Anatomy (17:33)Ninja Nerd チャンネル登録者数 288万人
  2. 毛髪の構造

血管内皮

A further aspect of this classification system requiring clarification is the place of EndMT. The endothelium is a specialized form of squamous epithelial tissue, and as such, EndMT is a sub-category of EMT.

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3333843/

  1. Epithelium – Histology | Lecturio (31:29)Lecturio Medical チャンネル登録者数 73.3万人 大学レベルの本格的な講義です。上皮系細胞にはいろいろな形の細胞があり、それぞれが機能に対応しています。endothelium(血管内皮)も、epitheilum(上皮)組織に分類されるそうです。

外分泌腺

  1. Exocrine Glands – Histology | Lecturio (11:08) Lecturio Medical チャンネル登録者数 73.3万人
  2. Mucous and Serous Glands – Histology | Lecturio (4:18) Lecturio Medical チャンネル登録者数 73.3万人
  3. 外分泌腺 コトバンク :皮膚や粘膜などの上皮組織が結合組織の中に陥没してできたものである。
  4. 上皮組織 (epithelial tissue, 上皮、epithelium) 東邦大学:動物の基本組織の一つ。細胞どうしがしっかりと接着して体の表面や体腔、器官などの内表面を覆っている細胞シートとそれらに由来する外分泌腺や内分泌腺からなる。
  5. Question Endocrine and exocrine glands are formed from what type of tissue? BYJU’S Solution The correct option is D epithelial

結合組織

結合組織が何から成り立っているのかというと、細胞と細胞マトリックス(細胞外基質)からなります。脂肪組織、骨、軟骨などはみな結合組織に分類されます。血液系の細胞も、結合組織の中に分類されます。発生学的には、間充織と呼ばれる組織の細胞(mesenchymal cells)が、分化して結合組織の細胞になります(血球系の細胞は、例外)。

  1. Connective Tissue – Histology | Lecturio (31:14) Lecturio Medical チャンネル登録者数 73.3万人
  2. Practice Identifying Connective Tissue (Complete) (35:50) Anatomy Hero チャンネル登録者数 6.16万人

Bone is a mineralized connective tissue that exhibits four types of cells: osteoblasts, bone lining cells, osteocytes, and osteoclasts.

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4515490/

血管は4つの組織のタイプのどれに属するのかといえば、異なる組織が統合された器官であるというのが答えになります。血管内皮細胞は上皮組織、血管の壁は結合組織と筋組織からなります。

The largest blood vessels are arteries and veins, which have a thick, tough wall of  and and many layers of smooth muscle cells (Figure 22-22). The wall is lined by an exceedingly thin single sheet of endothelial cells, the endothelium, separated from the surrounding outer layers by a  lamina. The amounts of connective tissue and smooth muscle in the vessel wall vary according to the vessel’s diameter and function, but the endothelial lining is always present.

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK26848/

  1. Connective Tissue – Histology | Lecturio Lecturio Medical チャンネル登録者数 73.3万人
  2. 組織学総論 第8回 結合組織と細胞外基質(PDF)

(組織

筋組織をつくる細胞のタイプは、骨格筋、心筋、平滑筋の3つがあります。

神経組織

 

11の器官系

11個の覚え方は英語の場合、MRS INCLUDERだそう。

  1. Human Organ Systems – Physiology | Lecturio Nursing (13:10) Lecturio Nursing チャンネル登録者数 8.08万人

筋肉系 Muscular system

骨格系 Skeletal system

神経系 Nervous system

  1. Review of the Nervous System – Pharmacology | Lecturio Nursing Lecturio Nursing (9:51)
  2. Autonomic Nervous System (ANS): Parasympathetic & Sympathetic System – ANS Pharmacology |  Lecturio (5:51) Lecturio Medical チャンネル登録者数 73.3万人 シナプスの場所が示されているので、神経細胞の結合様式がわかりやすい。
  3. Autonomic Nervous System (ANS) – Brain & Nervous System | Lecturio (7:11) Lecturio Medical チャンネル登録者数 73.3万人 シナプスが示されていなくて結合がわかりにくい。
  4. Cerebral Cortex: Lobes & Sulci – Brain & Nervous System | Lecturio (2:30) Lecturio Medical チャンネル登録者数 73.3万人

外皮系 Integumentary system

循環器系 Cardiovasculer system

リンパ管・免疫系 Lymphatic and immune

呼吸器系 Respiratory system

消化器系 Digestive system

内分泌系 Endocrine system

泌尿器系 Urinary system

生殖器系 Reproductive system

 

器官

器官の場所の覚え方:臓器がどこにあるか、素人にはわからないものですが、医学的な説明がありました。

  1. Location of Organs – Anatomy | Lecturio Lecturio Medical チャンネル登録者数 73.3万人

解剖学

  1. Surface Anatomy of the Abdomen – Anatomy | Lecturio (16:20) Lecturio Medical チャンネル登録者数 73.3万人 体の表面の特徴、目印、手がかり

 

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毛髪の構造

人間の体は細胞からできていると聞いたときに、じゃあ髪の毛も細胞からできているのか?という素朴な疑問が湧きました。毛包(hair folicle)の組織学の図はよく見かけますが、その先の髪の毛の部分はどうなっているのかがいまひとつ腑に落ちません。

  1. Longitudinal Section Of Hair Follicle #1 by Asklepios Medical Atlas
  2. Skin Development Hair follicle differentiation and regulation Published: 1 April 2004 George E Rogers Int. J. Dev. Biol. 48: 163 – 170 (2004)  https://doi.org/10.1387/ijdb.15272381 ケラチンmRNA発現などの画像データがあります。

髪の毛の外側はキューティクルですが内側の髪の毛の本体部分はコルテックスと呼ばれます。それが細胞からできているという記載がありました。

コルテックスは、コルテックス細胞がたてにつながってできています。

デミ毛髪科学研究所 https://www.demi.nicca.co.jp/salonsupport/beauty1_detail_07.html

The human hair fiber can be described as a long, thin, cylindrical, and flexible shaft consisting of a core covered by relatively thin and flat, but circumferentially curved, overlapping cuticle cells. The core, or cortex, is composed of elongated, keratinized cells aligned, or slightly inclined with the direction of the longitudinal fiber axis, and often contains a centrally located, strand of highly vacuolated hardened cell remnants known as medulla cells (Orwin, 1979a).

Cortical cell types and intermediate filament arrangements correlate with fiber curvature in Japanese human hair Journal of Structural Biology Volume 166, Issue 1, April 2009, Pages 46-58 Journal of Structural Biology  https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1047847708002980

細胞からできているといっても、ケラチンを多量に産生して一生を終えた細胞ということだと思います。

Hair is a keratinous filament growing out of the epidermis. It is primarily made of dead, keratinized cells.

https://courses.lumenlearning.com/wm-biology2/chapter/hair/

 

前成説 (preformationism)と後成説(epigenesis)

今でこそ人間の体は37兆個の細胞からなっており、それは細胞分裂によって増えたものであって、もとをたどるとたった一つの細胞、受精卵に遡るということは、常識だと思います。しかしこの常識にたどりつまでの2000年間の間には紆余曲折がありました。受精卵は非常に小さくて肉眼では見えませんし人間は体内で発生するため、ひとつの細胞が人間の形になるまでの過程を観察することは顕微鏡がない時代には、いや顕微鏡が発明されたあとであっても、ほとんど不可能だったわけです。そのため、人間はもともと人間の形をした小さな状態で卵や精子の中に入っていてそれがそのまま大きく成長して赤ちゃんになって生まれてくるのではないかという考えが、当時の発生学の学者によって信じられていたわけです。この学説は、前成説 (preformationism)と呼ばれます。

An early theory to explain human development, dating back more than two thousands years, is that of preformation. This theory provided a simple answer: we already contain in our bodies very small but fully formed members of the next generation, who merely grow within the mother until they reach the size of a baby able to survive outside the womb. Many scientists thought they saw this tiny person—which they called a homunculus—when they peered at sperm through the first microscopes in the seventeenth century.

Chapter 4All from a Single Cell: How a Fertilized Egg Develops into a Baby https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK559912/

詳しくは、下の総説論文を参照のこと。

  1. History of the Egg in Embryology Alex Lopata J. Mamm. Ova Res. Vol. 26, 2ñ9, 2009 2 Mini Review 古代から現在にいたるまでの学説の変遷が詳細に解説されています。

性とジェンダーの生物学的な基盤

 

 

性同一障害(Gender Dysphoria)

性同一性障害(Gender Identity Disorder)は、生まれたときの身体的な特徴により同定された性と、自分自身が自分の性をどう考えているかが、一致しないことで、1953年にアメリカの内科医が“性同一性障害”の概念を報告したことが最初だそうです。性同一性障害は、精神疾患というよりも性の多様性の一部として理解したほうがよいという考え方が現在では広がっていることから、性同一障害という言葉の代わりに、性別違和(Gender Dysphoria)という呼称に置き換えられているそうです。

  1. 性同一性障害について 福岡大学医学部精神医学教室 助教 縄田秀幸 H27年2月掲載 北九州市 いのちとこころの情報サイト

脳の解剖学的な男女差

下の西先生の動画レクチャーによれば、男性の場合は胎児(18~24週)の時期に、精巣で作られたアンドロゲンが脳に働きかけて(アンドロゲンシャワー)、脳を男性化するのだそうです。このシグナルがない女性の場合はそのまま女性の脳になるのだそう。その差となるのが、17~21週ころに脳でおこる神経細胞死で、アンドロゲンシャワーがこの細胞死を抑制する結果脳が男性化するのだそう。アンドロゲンシャワーを浴び得ていない女性の胎児の脳は細胞死が予定通り生じて、女性化した脳になるという仮説です。

UCLAのRoger Gorskiの研究(1990)によれば分界条床核(ぶんかいじょうしょうかく) Bed nucleus of stria terminalis (BNST)の大きさが女性よりも男性のほうがずっと大きい(2倍以上)のだそう。

別の研究で、オランダのDick F. Swaabの研究によれば前視床下部間質核(ぜんししょうかぶかんしつかく)Interstitial nucleus of the anterior hypothalamus (INAH)の大きさが男性の方が大きいのだそう。

解剖学的な差は見つかっているとして、それと性自認とどうつながるのか(つながらないのか)のでしょうか。Kruijvert et al., 2000の論文によると、体が男性で性自認が女性の人(Male to Female Transsexual; M to F)の場合には、分界条床核のソマトスタチン陽性神経細胞の数が「女性と同様」で男性の半分くらいしかなかったそうです。ちなみに男性のゲイの人の場合には、男性と差がなかったのだそう。このことから分界条床核はジェンダー・アイデンティティと関係があると考えられているそう。

また、INAHに関しては、同性愛の男性でも女性と同じ大きさであったことから、性的な指向性に関係するのではないかと考えられているとのこと。

では大脳皮質においても性差があるのでしょうか。『話を聞かない男 地図が読めない女』(2002年)という本が昔ベストセラーになりましたが、どうやら違いがあるようです。ブロックを空間で回転させるように頭でイメージするテストは男性のほうが成績が良かったという論文があるそう。また、別の研究ではBrain activation during human navigation: gender-differnet neural networks ans substrate of performanceという論文があるそう。

Grön, G., Wunderlich, A., Spitzer, M. et al. Brain activation during human navigation: gender-different neural networks as substrate of performance. Nat Neurosci 3, 404–408 (2000). https://doi.org/10.1038/73980

これによると三次元迷路を学習させたときに男性だけは海馬もつかっていたのだそう。

アンドロゲンシャワーの有無が脳の性を決めるのではないかという仮説を支持する報告もあるのだそうです。例えば、出産前の助成がアンドロゲン作用をもつ薬を服用していた場合に生まれてきた女性の空間認知能力が普通の女性よりも高かったとか、逆に、精巣機能がわるくてアンドロゲンが十分に出ていなかった男性の場合には空間認知テストの成績が悪いなど。

他の脳の性差としては、脳梁の大きさが女性のほうが大きいということが知られているそう。脳梁の中でも大きい部分が、言語中枢(ウェルニッケ中枢)が左右の脳に連絡する部分だそう。また、女性のほうがおしゃべりするときに脳のたくさんの部分を活性化させているのだそう。

ラットの実験で、メスのほうがよくしゃべるという論文もあるそう。

Foxp2 mediates sex differences in ultrasonic vocalization by rat pups and directs order of maternal retrieval. https://www.jneurosci.org/content/33/8/3276.long

この論文ではFoxp2タンパク質の男女差を調べていて、4歳のとき女の子のほうがタンパク質菱が多かったそうです。

なお、胎生期の臨界期のアンドロゲンシャワーだけでなく、思春期になってから分泌されるアンドロゲン(男性の精巣から)やエストロゲン(女性の卵巣から)も脳の働きに作用しているという研究や考え方も最近ではでてきているそうです。このレクチャーでは、環境要因(その人の生き方)も関係するのではないかと補足していました。

  1. ISOUKAIx女性研究者 ③西真弓先生 「脳の性差」 ISOUKAIx29 チャンネル登録者数 430人
    1. Sorry to interrupt, dear, but women really do talk more than men (13,000 words a day more to be precise) 
  2. Are There “Male” and “Female” Brains? SciShow Psych チャンネル登録者数 83.2万人 「脳に性差は存在するのか?」という疑問に対する答えは「YES]であります。脳の機能や構造に性差は存在します。(2分22秒~)
  3. Are male and female brains different? – BBC REEL BBC Reel チャンネル登録者数 48.5万人 ”Have wee actually found any differences between the brains of MEN and the brains of WOMEN?” ”The answer is: NO.” (1分12秒~)

アンドロゲン・シャワー仮説

下の創設では、アンドロゲンシャワーは性自認には影響しないと述べています。

Increasing evidence confirms that prenatal androgens have facilitative effects on male-typed activity interests and engagement (including child toy preferences and adult careers), and spatial abilities, but relatively minimal effects on gender identity.

Curr Opin Behav Sci. 2016 Feb; 7: 53–60. doi: 10.1016/j.cobeha.2015.11.011 PMCID: PMC4681519 NIHMSID: NIHMS740435 PMID: 26688827 How Early Hormones Shape Gender Development Sheri A. Berenbauma and Adriene M. Beltzb

  1. Early androgen exposure and human gender development Melissa Hines,Mihaela Constantinescu, and Debra Spencer Biol Sex Differ. 2015; 6: 3. Published online 2015 Feb 26. doi: 10.1186/s13293-015-0022-1 PMCID: PMC4350266 PMID: 25745554

ジェンダーの種類

  1. Sex Assigned at Birth and Gender Identity: What Is The Difference? AMAZE Org チャンネル登録者数 25.6万人

 

ヒトの発生学 受精、胚盤胞形成、着床、フォールディング、胚体内体腔の形成など初期発生過程の概観

受精卵が卵割して、着床し、3胚葉ができる頃にはいろいろな膜に覆われたり、腔ができたりして、しかもその構造の名称が複数あったり時期によって変化したりいろいろ混乱しやすいので、纏めておきます。発生の順番で出来上がるものを覚えていったほうが、流れが掴みやすくて頭に入りやすいと思います。

両生類では、嚢胚形成(原腸胚形成)の時期に細胞が外肺葉から中に潜り込んで中胚葉ができ、外胚葉、中胚葉、内胚葉の三葉が確立して、それぞれが各臓器に分化するという単純なストーリーなのに対して、哺乳類の発生では、胚になる部分(intraembryonicもしくは単にembryonic)と胚にならない部分(extraembryonic)との区別が大事で、両生類で学んだことは哺乳類ではintraembryonicに関することが対応しており、そこがわかっていないと名称で混乱します。胚盤胞(blastocyst)(両生類の胞胚(blastula)に相当)の時期には外側の部分と内側の部分(内部細胞塊)に分かれていますが、胚になるのは内部細胞塊の一部です。内部細胞塊はepiblastとhypoblastに分化し、epiblastの部分が胚になる(すなわちembryonic ectoderm, embryonic mesoderm, embryonic endoderm)ということを押さえておく必要があります。hypoblastは胚への寄与がありません。

自分が混乱したのは、両生類と違って、哺乳類では(embryonic) endodermは嚢胚形成の時期にepiblastからhypobalstのほうにもぐりこんで移動してきた細胞だということを知らなかったからです。epiblastから移動してきた細胞がhypoblastの細胞と「置き換わる」ことにより、それまでhypoblastだった部分は、endodermになります。hypoblastの細胞がembryonic endodermになるわけではありません。このことを知らずに教科書の図を見ていると、混乱させられます。

名称に関しての注意事項として、なになにmesoderm、なになにendodermといった言葉が多数出てきますが、それがどの時期のどの細胞由来のものかを整理しておくことが大事ということがあります。例えば、Extraembryonic mesoderm 胚外中胚葉というものはparietal endodermからできてきますが、parietal endodermはhypoblast由来です。「mesoderm」や「endoderm」という言葉が含まれていますが、これらは両生類のところで学んだmesodermやendodermとは別の概念なんですね。初めてこれらの言葉を見ると紛らわし過ぎて本当に混乱しました。

同じ言葉を使いつつ概念を区別をするために、primitive、definitiveという形容詞が使われることもあります。primitive endodermはendodermじゃないから、primitive (原始の)endodermと呼ばれ、本当のendodermはdefinitive endodermになります。definitiveは日本語に訳しにくですが、原始じゃなくてというわけです。

The inner cell mass of the blastocyst has differentiated into epiblast and hypoblast (primitive endoderm) prior to implantation.

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/3788819/

hypoblastはendodermじゃないというのは研究が進んでわかったことみたいです。それで呼称が変わったわけですね。古い文献だと混同した使われ方をしているのだと思います。

In mammals, the existence of primitive endoderm and its association with both the extra-embryonic yolk sac and the embryo proper had been noted at the end of the 19th century. The primitive endoderm underlying the primitive ectoderm/epiblast became known as visceral endoderm, whereas that on the maternal side became parietal endoderm, as first recognized by Duval and Sobotta (Duval, 1891; Sobotta, 1911)

However, many years passed before it became clear that the primitive endoderm is replaced by definitive endoderm, which mainly gives rise to the lining of the gut. The first clear experimental demonstration came from the careful experiments of Bellairs, who combined electron and light microscopy, cell marking and experimental embryology. Bellairs established that the deep layer of ‘endoderm’ present in chick embryos before the appearance of the primitive streak contributes to the extra-embryonic yolk sac stalk (Bellairs, 1953a; Bellairs, 1953b). Thus, the early chick embryo contains a transitory, extra-embryonic cell layer at its ventral surface. Its name, endoderm’, was replaced by the term ‘hypoblast, to distinguish it from definitive gut endoderm, which, as shown by Bellairs, is derived from the epiblast via ingression through the primitive streak, replacing the hypoblast.

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3283119/

ヒトとマウスで、epiblastとhypoblastの分離のメカニズムに関して相違もあるようです。マウスの結果がそのままヒトに当てはまらないこともあるわけですね。

Hypoblast cells form an extraembryonic cell layer on the surface of the inner cell mass and faces the blastocoelic cavity. It gives rise to the visceral and parietal endoderm. The hypoblast cells are separated from the epiblast layer by an extracellular basement membrane. Notes These cells are evident from E7 in mouse development. Lineage marker transcription factors are: SOX17, GATA4, GATA6, PDGFRa. Human hypoblast differentiation differs from that observed in mouse, rat and cow embryos in their absence of appreciable Laminin expression in the presumptive hypoblast and downregulation of GATA6 in a subset of SOX17-expressing cells. This, in addition to different reactions to FGF/Erk signaling inhibitors, suggests that the human hypoblast may segregate by unique mechanisms.

 

以下、大雑把にヒトの発生のイベントやターミノロジーをまとめておきます。

fertilized eggs 受精卵 

受精卵は一つの細胞です。これ以上シンプルなものはない、分かりやすいものです。

morula 桑実胚

受精後3日目には細胞分裂を何回か生じて16細胞くらいになると、桑の実のような粒粒にみえる時期なので桑実胚と呼ばれます。

compaction コンパクション

8細胞期から16細胞期にかけて、外側のblastomers 割球が強く接着して、割球が外に飛び出してでこぼこしていたのがなくなり表面が滑らかに見えるようになります。この変化をcompaction コンパクションと呼びます。

  1. Carlson Fig.4.2
  2. No evidence of involvement of E-cadherin in cell fate specification or the segregation of Epi and PrE in mouse blastocysts Katarzyna Filimonow,Nestor Saiz,Aneta Suwińska,Tomasz Wyszomirski,Joanna B. Grabarek,Elisabetta Ferretti,Anna Piliszek,Berenika Plusa ,Marek Maleszewski Published: February 8, 2019 PLoS One. 2019; 14(2): e0212109.  https://doi.org/10.1371/journal.pone.0212109

桑実胚からblastocyst 胚盤胞ヘ:栄養外胚葉と内部細胞塊への分化

受精後4日目には数十細胞にまで分裂しており、この時期から着床前までの時期の胚のことはblastocyst 胚盤胞と呼ばれます。内側が空洞で袋状になっているので「胞」なんですね。カエルの発生学ではblastula 胞胚と呼んでいたと思います。哺乳類と両生類では、使う言葉も違うようです。

  1. Blastocyst development  embryology.med.unsw.edu.au (Greek, blastos = sprout + cystos = cavity) or blastula, the term used to describe the hollow cellular mass that forms in early development.
  2. 受精卵(胚・胚盤胞)のグレードについて|評価のポイントを解説 木場公園クリニック 5日目(採卵後5日後)から着床前の胚を胚盤胞(blastocyst)と言います。 胚盤胞は、内細胞塊(inner cell mass)、栄養外胚葉(trophoblast)と胞胚腔(blastocyst cavity)で構成され、 70-100個の細胞からできています。 内細胞塊は、身体のあらゆる細胞に分化します。 一方、栄養膜は胎盤や羊膜などの胚外組織に分化します。

blastocoel / blastocyst cavity胞胚腔(ほうはいくう・ほうはいこう)

blastocoel 胞胚腔(ほうはいくう・ほうはいこう)は、blastocyst 胚盤胞の内側の空隙の部分を指します。英語だとブラストシールといった発音。日本語で漢字「腔」の読み方は、「くう」と「こう」の両方あるようです。口腔(こうくう)からすると「くう」がいいように自分は思うのですが。

  1. https://lsd-project.jp/cgi-bin/lsdproj/ejlookup04.pl?opt=c 胞胚腔

inner cell mass (ICM) 内細胞塊 / embryoblast 胚芽

blastocyst 胚盤胞は、2つの領域に分かれています。

  1. https://embryology.med.unsw.edu.au/embryology/index.php

胞を作っている部分が、trophoblast 栄養外胚葉で、その内側に細胞の塊が存在しており、inner cell mass 内細胞塊と呼ばれます。inner cell mass 内細胞塊は、embryoblast 胚芽(はいが)とも呼ばれます。将来、ヒトの体になるのがこのinner cell mass 内細胞塊です。

  1. 医学部発⽣学(4):三胚葉形成〜軸形 2018年7月6日 医学系研究科附属創⽣応⽤医学研究センター⻑ 脳神経科学コアセンター⻑ 発⽣発達神経科学分野教授 ⼤隅典⼦

trophoblast 栄養外胚葉

trophoblast 栄養外胚葉は、ヒトの体の構造には寄与しません。

zona pellucida 透明体

blastocyst 胚盤胞の外側部分には、透明なゼリー状の物質が存在していて、zona pellucida 透明体と呼ばれます。

  1. https://embryology.med.unsw.edu.au/embryology/index.php?title=Blastocyst_Development#/media/File:Human_embryo_day_5_label2.jpg
  2. https://minerva-clinic.or.jp/academic/terminololgyofmedicalgenetics/tagyou/zona-pellucida/
  3. Carlson Fig.4.1

内部細胞塊の分化:epiblast 胚盤葉上層とhypoblast 胚盤葉下層

内部細胞塊は2つの細胞集団に分かれます。一つが、epiblast 胚盤葉上層で、こちらがさらにない胚葉、外胚葉、中胚葉に将来分化して人の体を構成することになります。それに対してhypoblast 胚盤葉下層は、一部はそこに留まりますが多くは栄養膜に沿って胞胚腔の壁際に広がり,yolk sac 卵黄囊 (primary yolk sac)と呼ばれる袋を形成します。

  1. https://www.yodosha.co.jp/jikkenigaku/keyword/2001.html
  2. http://www.chugaiigaku.jp/upfile/browse/browse3399.pdf

hypoblastからvisceral endodermとparietal endodermへの分化

hypoblastの細胞はvisceral endodermとparietal endodermとに分化し、parietal endodermはtrophoblastの壁の内側を広がって袋を形成します。この結果、卵黄嚢ができます。

The hypoblast forms a squamous epithelium covering the epiblast58 and expands beyond the epiblast margin. At this stage, hypoblast cells diversify into visceral and parietal endoderm (Fig. 2). Visceral endoderm overlies the epiblast and gives rise to a cuboidal epithelium. The peripheral hypoblast cells become parietal endoderm, which forms an inner lining of the trophoblast. Both visceral and parietal endoderm contribute to the primary yolk sac55,59.

https://www.nature.com/articles/s41467-020-17575-w

  1. Carlson FIG.5.4、FIG.5.2

Extraembryonic mesoderm 胚外中胚葉

受精後12日目ごろに、parietal endoderm由来のExtraembryonic mesoderm 胚外中胚葉というあらたな細胞が出現します。Extraembryonic mesoderm 胚外中胚葉の細胞は、primary yolk sacの膜(Heuser’s membrane)とcytotrophoblast(blastocystの壁だった部分)の間の空間(すなわちblastocyst cavity胞胚腔)を満たすようになります。

  1. 中外医学社 基礎編―人体発生― http://www.chugaiigaku.jp/upfile/browse/browse3399.pdf
  2. Larsen FIG 2.2 および説明文

yolk sac 卵黄囊(らんおうのう)/exocoelomic membrane/Heuser’s membrane

上で説明したように、yolk sac 卵黄囊は、内部細胞塊から分化したhypoblast 胚盤葉下層がさらにparietal endodermの細胞に分化してそれがblastocoel 胞胚腔の壁(trophoblast 栄養外胚葉、栄養膜)に沿って移動して広がっていって膜を形成したものです。「囊」(のう)は袋の意味。この段階でできた卵黄脳は、primary yolk sac 原始卵黄嚢あるいはexocoelomic membraneあるいはHeuser’s membrane(ヒューザー膜)と呼ばれます。primary yolk sacはこのあとsecondary yolk sac の形成に際して押しやられて消滅します。secondary yolk sacがその後も残り続けます。

  1. 中外医学社 基礎編―人体発生― http://www.chugaiigaku.jp/upfile/browse/browse3399.pdf
  2. Carlson FIG.5.2
  3. https://en.wikipedia.org/wiki/Heuser%27s_membrane
  4. Larsen’s human embryology  2:Second Week Becoming Fully Bilaminar and Implanting Heuser’s membraneに関する記載はCarlsonの教科書にはありませんでしたが、Larsenの教科書では言及されていました。

amnion(羊膜)とamnionic cavity(羊膜腔)

epiblast 胚盤葉上層はamniotic membrane(羊膜)になる部分とそのままとどまって胎児になる部分とに分化します。epiblast 胚盤葉上層の内部に空隙が生じ、その空隙がamnionic cavity(羊膜腔)となります。amnionic cavity(羊膜腔)はこのあと大きく広がって胚を包む袋となり、胚発生は羊膜につつまれて羊膜腔の中で進行することになります。

  1. http://www.chugaiigaku.jp/upfile/browse/browse3399.pdf
  2. Carlson FIG.5.2 および本文 “The epiblast contains the cells that make up the embryo itself, but extraembryonic tissues also arise from this layer. The next layer to appear after the hypoblast is the amnion, a layer of extraembryonic ectoderm that ultimately encloses the entire embryo in a fluid-filled chamber called the amniotic cavity (see Chapter 7).”

二層性胚盤 bilaminar embryonic disc

amnionic cavity(羊膜腔)とyolk sac 卵黄囊という二つの袋が形成されるとその間に、epiblast 胚盤葉上層とhypoblast 胚盤葉下層の2層の円盤が挟まれた構造ができあがります。

  1. https://en.wikipedia.org/wiki/Bilaminar_embryonic_disc
  2. https://www.sciencedirect.com/topics/agricultural-and-biological-sciences/embryonic-disc

syncytiotrophoblast 栄養膜合胞体層

blastocyst 胚盤胞の内部細胞塊側に位置する栄養膜細胞層 cytotrophoblastから分化した細胞が、細胞同士が融合し、多核化することによりsyncytiotrophoblast 栄養膜合胞体層(syntrophoblast とも呼ばれる)が生じます(受精後5~6日目)。syncytiotrophoblast 栄養膜合胞体層は最初は部分的ですがやがて胚全体を覆います(受精後11~12日目頃)。もともとblastocystの壁を構成していたtrophoblastの細胞は、そのままそこに残りcytotrophoblastと呼ばれるようになります。

  1. Carlson Fig.4.20 および 本文

Hatching 

blastocystがzona pellucida 透明体を破って外にでることをhatchingと呼びます。

  1. Carlson Fig.4.3

Implantation is the process of the blastocyst embedding into the endometrial lining of the uterus, which typically occurs in Week 2 of development. For implantation to occur, the blastocyst must completely hatch from the zona pellucida once the conceptus enters the uterine cavity. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK554562/

implantation 着床

 

chorionic cavity 絨毛膜腔もしくはextraembryonic coelom 胚外体腔

受精後12~13日目に、primary yolk sacの膜とcytotrophoblastの壁のとの間(blastocyst cavity胞胚腔)を満たしていたExtraembryonic mesoderm 胚外中胚葉は、2つの部分に分かれます。一部はprimary yolk sacの膜の外側を多い、もう片方はcytotrophoblastの壁の内側に並び、その間には空隙が生まれます。この空隙はchorionic cavity 絨毛膜腔もしくはextraembryonic coelom 胚外体腔と呼ばれます。

  1. https://www.jpn-ava.com/?tgt=&s=Chorionic+cavity
  2. 中外医学社 基礎編―人体発生― http://www.chugaiigaku.jp/upfile/browse/browse3399.pdf

secondary yolk sac 二次卵黄嚢 

受精の12~13日目ごろに、hypoblast 胚盤葉下層の細胞が移動して新たに卵黄嚢の膜を作ります。もともとあった原始卵黄嚢は押しやられて退化し最終的には消滅します。2次的に作られた黄嚢嚢はdefinitive yolk sacと呼ばれます。

  1. Larsen FIG.2.3

yolk sac はumbilical vesicleとも呼ばれるようです。

  1. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32310425/ The yolk sac, or umbilical vesicle, is a small membranous structure outside the embryo with various functions during embryonic development. The yolk sac reduces in size, communicates ventrally with the developing embryo via the yolk stalk, and later regresses.

intraembryonic mesoderm 胚内中胚葉

受精後3週めは原腸胚形成の時期です。それまでは、外胚葉と内胚葉からなる二層性胚盤 bilaminar embryonic discの状態だったわけですが、受精後16日目に、epiblast 胚盤葉上層の細胞の一部がhypoblast 胚盤葉下層のほうに向かって移動し、epiblast 胚盤葉上層とhypoblast 胚盤葉下層との間に位置してintraembryonic mesoderm 胚内中胚葉があらたに形成されます。

  1. Larsen FIG.3.5

 

gastrulation 嚢胚形成;原腸胚形成

  1. Embryology: Gastrulation – Let’s Make the Primitive Streak and Germ Layers (1:25:04) Douglas Gillard, DC, Professor of Clinical Science チャンネル登録者数 6.49万人

intraembryonic mesoderm 胚内中胚葉を形成する一連の細胞移動の時期はgastrulation 嚢胚形成;原腸胚形成と呼ばれます。この段階で、外胚葉、中胚葉、内胚葉の3つが出そろって三胚葉の時期ということになります。

  1. Larsen FIG.3.5

じつは中胚葉だけでなく、embryonic endodermもこのときにepiblastから移動してきた細胞で、hypoblastの細胞と置き換わって同じ場所を占めることになります。これは両生類の発生とはだいぶ異なっていますね。

  1. Embryology: from Fertilization to Gastrulation, Animation Alila Medical Media チャンネル登録者数 124万人 わかりやすい動画。
  2. The Process of Gastrulation Primal Pictures 3D Anatomy & Physiology ヒトの胚での原腸胚形成がどのようにして起こるのかがわかりやすいアニメーションで説明されています。このステージで、背腹軸、左右軸が決まります。
  3. Embryology | Mesoderm (26:55) Ninja Nerd チャンネル登録者数 290万人

論文

  1. Legier, T., Rattier, D., Llewellyn, J. et al. Epithelial disruption drives mesendoderm differentiation in human pluripotent stem cells by enabling TGF-β protein sensing. Nat Commun 14, 349 (2023). https://doi.org/10.1038/s41467-023-35965-8

尾芽 tail budと第2次神経誘導

Fate of the Primitive Streak, Teratomas, formation of the Notochord, Diastematomyelia, Chordoma, + Douglas Gillard, DC, Professor of Clinical Science チャンネル登録者数 6.49万人

第4週 胚のディスクの折りたたみ Embryonic folding

それまではディスクの形状だったものが、両端が曲がることによって、筒状へと胚の形が変化します。この包み込み運動(folding)は頭尾軸に関して(craniocaudal folding)と左右軸に関して(lateral folding)の両方で起こります。

  1. Larsen FIG.4.2
  2. https://med.uc.edu/landing-pages/embryonic-folding/longitudinal-section このウェブサイトの動画およびその解説がわかりやすいです。どの細胞がどの細胞とつながっているのか、どの空隙がどの空隙がつながっているのかを総括しています。また、フォールディングによってどの端とどの端が結合するのかもわかりやすく解説されています。心臓の周りの空間や腸管の周りの空間がextraembryonic coelomだということがわかります。
  3. General Embryology – Detailed Animation On Embryonic Folding Medical Animations (2:49)

gut 消化菅とintraembryonic coelom 胚体内体腔 

embryonic foldingの結果として、あらたな腔が生じます。下の動画を見るとgutおよびintraembryonic coelomがどうやってできたかが理解しやすいと思います。この動画を見ると、消化菅はyolk sacから形成されており消化管の内腔はyolk sacの内部だったことがわかります。

05 Folding of the Embryo Medical Animations チャンネル登録者数 16.7万人

消化管の外側の空隙がintraembryonic coelom 胚体内体腔ですが、この空間はもともとはextraembryonic coelom (chorionic cavity)に相当していることがわかります。

The extraembryonic coelom, also called the chorionic cavity, is continuous with the intraembryonic coelom along the lateral edge of the embryo, where the lateral plate mesoderm has split into splanchnopleuric and somatopleuric layers.

https://med.uc.edu/landing-pages/embryonic-folding/longitudinal-section

  1. https://en.wikipedia.org/wiki/Intraembryonic_coelom
  2. https://med.uc.edu/landing-pages/embryonic-folding/longitudinal-section

胚を取り囲む膜

https://en.wikipedia.org/wiki/Fetal_membranes

その他の参考記事

  1. 早期の人卵に於いて 横尾安夫 日医大誌第24巻第9号(1957年) https://www.jstage.jst.go.jp/article/jnms1923/24/9/24_9_591/_pdf 

線維細胞、線維芽細胞、筋線維芽細胞、がん関連線維芽細胞(cancer-associated fibroblasts; CAFs)とは?

コラーゲンおよびその他の細胞外マトリックスとなるタンパク質を産生しているのが線維芽細胞です。真皮に存在するほか、他の結合組織に存在しています。活発にタンパク質産生を行っているの状態が線維芽細胞であり、休止期にある場合は線維細胞と呼ばれるようです。

  1. Fibroblasts: origins, definitions, and functions in health and disease Cell. 2021 Jul 22; 184(15): 3852–3872. doi: 10.1016/j.cell.2021.06.024 非常に詳細な総説論文
  2. Fibroblasts and Their Transformations: The Connective-Tissue Cell Family https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK26889/
  3. https://en.wikipedia.org/wiki/Fibroblast
  4. https://www.doctors-organic.com/seniga/index.html
  5. https://natucli.com/column/fibroblasts/culture07/

筋線維芽細胞とは

筋線維芽細胞は、筋細胞と線維芽細胞の両方の性質を兼ね備えており、線維芽細胞の形をしていあんがら筋細胞に特徴的なアクチンやミオシンを産生しています。組織修復で活躍します。

  1. https://www.doctors-organic.com/seniga/index.html

通常の線維芽細胞は間質に無秩序に多数存在するのに対して、筋線維芽細胞は、正常状態で肝、肺、皮膚、腎、消化管粘膜などの各種の臓器に特異な細胞形態(星型)で存在している。肝星細胞(伊東細胞)、膵星細胞、メサンギウム細胞などと固有の名前がつけられているものもある。筋線維芽細胞は、障害ストレスによってαSMA の発現を増加させると同時に、細胞外マトリックスや各種サイトカインの発現も増加させ、細胞形状も変えて活性化型筋線維芽細胞へと変貌する。https://www.vm.a.u-tokyo.ac.jp/yakuri/kiban-s-new/gaiyo.html

CAFについて

  1. がんを進展させるがん関連線維芽細胞の血管内皮細胞からの形成を抑制するしくみを解明―がん微小環境ネットワークシグナルを標的とした新規治療法の開発に期待― AMEDプレスリリース

adjuvant therapy 補助療法とは?

NEJMの論文に対するエディトリアル(意見)のタイトルに

Adjuvant Osimertinib in EGFR-Mutated Non–Small-Cell Lung Cancer
https://www.nejm.org/doi/full/10.1056/NEJMe2029532

と書いてあるのを読んで、adjuvant?と思いました。自分が真っ先に思いつくadjuvant(アジュバント)は、抗原を動物に免疫して抗体を作らせるときに抗原と一緒にまぜて抗原性を高める働きをもつ補助的な物質としてのアジュバントだったからです。アジュバントは「補助」と言う意味では、今回も同じですが、テクニカルタームとしてadjuvant therapyは「補助療法」のことでした。

補助療法とは

補助療法(adjuvant therapy)とは,予定術式完遂例において手術摘出標本の病理組織学的所見から術後再発リスク因子をもつ症例に対して再発予防目的に行われる術後治療である。http://jsco-cpg.jp/guideline/06_2.html

腫瘍の主な治療(例えば、外科切除する外科的手術)の後に、再発を予防する目的で抗がん剤治療を行うこと https://www.ganclass.jp/kind/gist/words/02

補助療法は、がんを切除したあとに再発防止目的で行う抗がん剤治療であることが多いようです。

手術の補助療法のことで、化学療法やホルモン療法を用います。https://www.nyugan.jp/term/stage/adjuvant/

論文のタイトルせよ、新聞記事の見出しにせよ、ギュッと縮められているので知らない言葉だと意味がとれない恐れがあります。今の場合、Adjuvant Osimertinibの意味ですが、「補助療法(adjuvant therapy)で用いられる抗がん剤Osimertinib」という意味になります。本文を読むとわかりやすい説明がありました。

After complete resection, a small but significant survival benefit has been seen with platinum-based adjuvant chemotherapy 補助化学療法 for patients with stage II to IIIA disease.

As adjuvant therapy 補助療法, first-generation EGFR-TKIs are not associated with a survival benefit among patients with NSCLC who have EGFR wild-type or amplified tumors.

The EVAN trial showed a longer disease-free survival at 2 years with adjuvant erlotinib than with chemotherapy among patients with EGFR mutation–positive stage IIIA tumors.

In the ADJUVANT/CTONG1104 trial involving patients with stage II to IIIA EGFR mutation–positive NSCLC, the median disease-free survival among patients in the intention-to-treat population who received adjuvant gefitinib was significantly longer than that among patients who received chemotherapy and disease-free survival was higher at 3 years, although this benefit did not translate to an overall survival advantage.

Wu and colleagues now report in the Journal the results of the phase 3, double-blind, randomized ADAURA trial of osimertinib as adjuvant therapy administered for 3 years after complete resection in patients with stage IB to IIIA EGFR mutation–positive NSCLC.

https://www.nejm.org/doi/full/10.1056/NEJMe2029532

neoadjuvant therapyとは

ネオアジュバントとは手術の前の補助療法という意味で、主に手術の前に抗がん剤による治療を先行することを指し、「術前化学療法」または「ネオアジュバント化学療法(NAC;neoadjuvant chemotherapy)」といいます。

https://oncolo.jp/dictionary/ネオアジュバント

さっきのエディトリアル中に出てきました。

EGFR-TKIs plus chemotherapy are currently being studied as neoadjuvant therapy in patients with EGFR mutation–positive stage II to IIIB disease and as first-line therapy in patients with EGFR mutation–positive metastatic disease. https://www.nejm.org/doi/full/10.1056/NEJMe2029532

 

医師国家試験に出た補助化学療法

【問題】 68歳の女性。 1年前にS状結腸癌(病期Ⅲ)と診断されS状結腸切除術およびリンパ節郭清術を施行された。 術後の補助化学療法を勧められたが、治療を受けず来院していなかった。https://ameblo.jp/shouchiku1-2020/entry-12684017384.html

ビールなどのアルコール摂取と大腸癌の危険

500mLの缶ビールを毎日飲んでいると大腸がんになる?というニュースがありました。

自分はもう普段あまり飲酒しないのですが、独身のころは結構飲んでいたので、該当する人は多いんじゃないかと思います。そもそもどんな論文がエビデンスとして存在するのでしょうか。

Both longer duration and higher average amount of alcohol consumption were associated with elevated risk for colorectal cancer (HR 1.93, 95% CI 1.17–3.18 for ≥ 30 years of consumption compared to non-drinkers; HR 2.24, 95% CI 1.31–3.84 for ≥ 30 g/d).

Cho S, Shin A, Park SK, Shin HR, Chang SH, Yoo KY. Alcohol Drinking, Cigarette Smoking and Risk of Colorectal Cancer in the Korean Multi-center Cancer Cohort. J Cancer Prev. 2015 Jun;20(2):147-52. doi: 10.15430/JCP.2015.20.2.147. PMID: 26151048; PMCID: PMC4492359.

HRとは、Hazard Ratio(ハザード比)のことです。ハザードというのは簡単にいうと「次の瞬間に死ぬ確率」のこと。

$ h(t) = \lim_{\Delta t \rightarrow 0+}
\frac{P(t \leq T < t + \Delta t | t \leq T)}{\Delta t} $

  1. https://bellcurve.jp/statistics/glossary/1368.html このサイトはLaTexコードを用意してくれていて素晴らしい。早速貼り付けてみました(上の式)。

時刻tまで生きていた人が、次の瞬間(つまり非常に短い時間の間に)死ぬという、条件付き確率です。Tはその人の生存時間で、P(T<t)と書くと、それはその人が時刻tまでに死んでいる確率になります。その人が時刻tよりも長く生きる確率は、1から引いて、1-P(T<t)と書けます。これを生存関数S(T)=1-P(T<t)と呼ぶみたいです。

  1. https://ai-trend.jp/basic-study/survival-data-analysis/survival-function/ 子の解説はスッキリとしていてとてもわかりやすい。

上の論文は、18707人の成人の(20歳以上)韓国人が対象。コックス比例ハザードモデルという統計学手法を用いて解析されています。比較対象は、飲酒しない人達。男性では大腸癌リスクの増加が結論されましたが、なんと女性では差がなかったのだそうです。アウトカムは大腸癌の発症。

アルコールは大腸癌のリスクがあったのですね。知りませんでした。そういえば父親は大腸癌でしたが、ほぼ毎日、何十年にもわたって飲んでいました。若いころはウイスキー、歳をとったあとはワインを。それが大腸癌のリスクを高めていたのかもしれません。自分も遺伝が気になりますが、自分は飲酒はあまり多いほうではありません。飲むとしても週に2日程度。

Journal of Cancer Preventionは、韓国のがん予防学会が発行する学術誌です。論文のなかの表を見るとnever-drinkerがRef.となっているので、non-drinkerというのはformer drinkerのことで、never-drinkerに対するハザード比を計算したということなのでしょう。言葉がちょっとわかりにくかったです。

別の論文

Park SY, Wilkens LR, Setiawan VW, Monroe KR, Haiman CA, Le Marchand L. Alcohol Intake and Colorectal Cancer Risk in the Multiethnic Cohort Study. Am J Epidemiol. 2019 Jan 1;188(1):67-76. doi: 10.1093/aje/kwy208. PMID: 30239578; PMCID: PMC6321802.

を見てみます。対象者は、190,698人の黒人、ハワイ人(原住民)、日系アメリカ人、ヒスパニック、白人(black, Native Hawaiian, Japanese-American, Latino, and white persons)。16.7年間追跡調査して、4923人が大腸癌になったそう。結果ですが、1日30g以上のアルコールを摂取していた男性のハザード比は、 1.28 (95% CI: 1.12, 1.45) for ≥30.0 g/day among menだったそう。

ちなみに、アルコール30gというのは、ビール500ml缶1.5本に相当するそうです。かなり多めの量ですね。ワインだとアルコールの量が多いので、もっと少なくなります。

  1. https://www.arukenkyo.or.jp/health/base/index.html

中年以降に多量の飲酒を習慣にすると大腸癌の危険が増すとのことですが、若い時に飲んでいた場合にはどうなるのでしょうか若いときに飲酒や喫煙をしていた身としては気になるところです。

higher alcohol intake in early adulthood may be associated with a higher risk of developing CRC later in life 

Hur J, Smith-Warner SA, Rimm EB, Willett WC, Wu K, Cao Y, Giovannucci E. Alcohol intake in early adulthood and risk of colorectal cancer: three large prospective cohort studies of men and women in the United States. Eur J Epidemiol. 2021 Mar;36(3):325-333. doi: 10.1007/s10654-021-00723-x. Epub 2021 Feb 15. PMID: 33586078; PMCID: PMC8168576. 

飲酒と大腸癌との関係を示した論文は、非常にたくさんありました。

その他の論文

  1. Jin EH, Han K, Shin CM, Lee DH, Kang SJ, Lim JH, Choi YJ. Sex and Tumor-Site Differences in the Association of Alcohol Intake With the Risk of Early-Onset Colorectal Cancer. J Clin Oncol. 2023 Aug 1;41(22):3816-3825. doi: 10.1200/JCO.22.01895. Epub 2023 Jun 14. PMID: 37315287; PMCID: PMC10419447.
  2. Lin TC, Chien WC, Hu JM, Tzeng NS, Chung CH, Pu TW, Hsiao CW, Chen CY. Risk of colorectal cancer in patients with alcoholism: A nationwide, population-based nested case-control study. PLoS One. 2020 May 12;15(5):e0232740. doi: 10.1371/journal.pone.0232740. PMID: 32396577; PMCID: PMC7217430.
  3. McNabb S, Harrison TA, Albanes D, Berndt SI, Brenner H, Caan BJ, Campbell PT, Cao Y, Chang-Claude J, Chan A, Chen Z, English DR, Giles GG, Giovannucci EL, Goodman PJ, Hayes RB, Hoffmeister M, Jacobs EJ, Joshi AD, Larsson SC, Le Marchand L, Li L, Lin Y, Männistö S, Milne RL, Nan H, Newton CC, Ogino S, Parfrey PS, Petersen PS, Potter JD, Schoen RE, Slattery ML, Su YR, Tangen CM, Tucker TC, Weinstein SJ, White E, Wolk A, Woods MO, Phipps AI, Peters U. Meta-analysis of 16 studies of the association of alcohol with colorectal cancer. Int J Cancer. 2020 Feb 1;146(3):861-873. doi: 10.1002/ijc.32377. Epub 2019 Jun 7. PMID: 31037736; PMCID: PMC6819207. associations at moderate levels of alcohol consumption are less clear.
  4. Rossi M, Jahanzaib Anwar M, Usman A, Keshavarzian A, Bishehsari F. Colorectal Cancer and Alcohol Consumption-Populations to Molecules. Cancers (Basel). 2018 Jan 30;10(2):38. doi: 10.3390/cancers10020038. PMID: 29385712; PMCID: PMC5836070.