芽体

ブラステマ（ギリシャ語のβλάστημα、「子孫」^{[1] ）}は、臓器や体の一部に成長および再生する能力のある細胞の塊です。「ブラステマ」という言葉の定義の変化は、Holland（2021）によってレビューされています。^[2]ブラステマが時間の経過とともにどのように使用されてきたかを広範に調査すると、やや複雑な歴史が明らかになります。この言葉は、Hajdu（2011、Cancer 118：1155-1168）によってレビューされたように、当時は無細胞であると考えられていた癌の成長の開始点であった不吉な無細胞スライムを指すために、1799年に生物医学用語に入りました。その後、19世紀初頭に定義が拡大され、健康で正常に発達している植物や動物の胚の成長ゾーン（依然として無細胞と見なされている）が含まれるようになりました。同時に、がんの専門家たちは、健康で正常な状態を暗示する用語は病的な状態を説明するのにふさわしくないと感じたためか、この用語を語彙から削除しました。19 世紀中頃には、シュライデンとシュワンが細胞説を提唱し、レマックとヴィルヒョウは、細胞は既存の細胞の分裂によってのみ生成されると主張しました。その結果、芽体の概念は、無細胞から細胞性に変わりました。より具体的には、この用語は、特定の組織を生み出す胚細胞の集団を指すようになりました。つまり、芽体という用語は、現代の発生学者がますます原基または原基と呼ぶようになったものを指すために使用され始めました。重要なのは、芽体という用語は、再生中の体の部分の比較的初期に蓄積する、分化していないように見える細胞の塊を指すものではなかったことです。たとえば、モーガン (1900) は、彼の古典的な著書「再生」でこの用語を一度も使用していません。第一次世界大戦前夜になって、Fritsch (1911, Zool. Jb. Zool. Physiol. 30: 377-472) が、現代の再生研究者が現在使用している現代的な意味での blastema という用語を導入しました。現在では、正常な発生学的原基を指す blastema の古い用法は、ほとんど使用されなくなりました (腎臓と、それほどではないが副腎の発達の側面を説明する場合を除く)。

前世紀には、芽体は未分化 多能性細胞で構成されていると考えられていましたが、最近の研究では、一部の生物では芽体が組織の起源の記憶を保持している可能性があることが示されています。^[3]芽体は通常、胚などの生物の発達の初期段階や、組織、臓器、骨の再生時に見られます。^[4]

一部の両生類と特定の魚類、および2種のアフリカトゲネズミは、成体になっても芽体を作ることができる。^[5]例えば、サンショウウオは四肢、尾、網膜、腸など、切断後も多くの臓器を再生することができる。^[6]しかし、ほとんどの動物は芽体を作ることができない。

サンショウウオの四肢が切断されると、切断部位の表面は表皮の層で覆われます。負傷後の最初の数日で、この傷ついた表皮は、再生に重要な役割を果たす頂上皮帽(AEC) と呼ばれるシグナル伝達細胞の層に変化します。その間、結合組織からの線維芽細胞が切断面を移動し、傷の中心で出会います。これらの線維芽細胞は増殖して、新しい四肢の祖先である芽体を形成します。^[7]

四肢再生を研究するための重要なモデル生物は、並外れた再生能力を持つ幼形成熟サンショウウオであるAmbystoma mexicanumである。^[8] これらのサンショウウオの四肢再生には再生芽が関与している。^{[8] [9]} 再生芽細胞は、四肢再生中にDNA二重鎖切断を経験するため、二重鎖切断に対処する相同組み換えと呼ばれるDNA修復形式を必要とする。^[9] さらに、再生芽細胞は四肢再生中にエピジェネティックな変化を受ける可能性がある。^[10]

芽細胞は、ニューロンを除くあらゆる細胞に分化することができます。つまり、切断された軸索は芽細胞によって再生することができますが、ニューロンの細胞体が損傷すると、新しいニューロンは生成されません。その結果、神経器官は再生できません。

上で述べたように、成体として再生芽を利用できる生物には数種類あります。これらの生物には、有尾類両生類、ゼブラフィッシュ、プラナリア扁形動物が主要な研究対象生物として含まれています。扁形動物では、再生芽の形成には、あらゆる種類の再生が起こるために、新生芽と呼ばれる成体幹細胞が必要です。^[11] 扁形動物は、傍分泌因子が創傷表面から信号を提供できるようになると、これらの未分化細胞を再生に使用します。再生芽内の細胞はクローン形成性新生芽（cNeoblasts）とも呼ばれ、創傷部位に移動して組織を再形成することができます。^[12]有尾類両生類では、尾を切断して創傷治癒が起こった後、細胞の脱分化によって複数の組織タイプを形成できる再生芽が形成されることが研究で示唆されています。^{[13] [14]}ゼブラフィッシュや一般的に、専門家は未だに芽体が実際に何から形成されるのか確信が持てていないようです。しかし、よく言われる2つの共通理論は、細胞の脱分化と創傷部位への幹細胞の動員です。^[15]

再生芽の形成を通じて四肢再生に関与することが示されているシグナル伝達経路はいくつかある。扁形動物では、 RNA干渉を用いた後、 Smad - β-カテニン-1が前後軸を設定することが研究で示唆されている。これを阻害すると、再生芽全体の極性が反転する。^[11] 有尾類は、再生中の尾とその周囲の組織の背腹パターン形成にヘッジホッグを使用する。これを阻害すると再生芽が減少することが示唆されている。^[14]ゼブラフィッシュは、再生芽の機能にIGFシグナル伝達が必要であるという手がかりが得られたことから、四肢再生にIGFシグナル伝達を使用していると思われる。^[16]

• ベッカー、ロバート・O.、ゲイリー・セルデン（1998年）。『The Body Electric』。ハーパー・ペーパーバックス。ISBN 0-688-06971-1。