
脱落膜化とは、妊娠の準備段階および妊娠期間中に子宮内膜の細胞に大きな変化をもたらす過程です。これには、子宮内膜間質細胞(ESC)の形態的および機能的変化(脱落膜反応)、脱落膜白血球(白血球)の存在、および母体動脈の血管変化が含まれます。これらの変化の総和により、子宮内膜は脱落膜と呼ばれる構造に変化します。ヒトでは、脱落膜は出産時に剥がれ落ちます。[ 1 ]
脱落膜化は、栄養膜細胞の浸潤を媒介することで、母体と胎児の間で胎盤形成を促進する上で重要な役割を果たします。また、母体のらせん動脈の構造変化、すなわちリモデリングをもたらす細胞因子および分子因子の産生も引き起こします。脱落膜化は、胚の着床と栄養膜細胞の子宮内膜への浸潤が起こる一部の哺乳類種で必要であり、血液絨毛性胎盤形成としても知られています。これにより、母体の血液が胎児と母体の組織の間の膜である胎児絨毛膜と直接接触し、栄養素とガスの交換が可能になります。しかし、血液絨毛性胎盤形成を示さない一部の種でも、脱落膜化に似た反応が観察されています。[ 2 ]
ヒトでは、脱落膜化は月経周期中の排卵後に起こります。胚の着床後、脱落膜はさらに発達して胎盤形成の過程を媒介します。胚が着床しない場合は、脱落膜化した子宮内膜は剥がれ落ちます。[ 1 ]月経のある種では、脱落膜化は自発的であり、母体ホルモンの結果として起こります。月経のない種では、脱落膜化は非自発的であり、着床した胚からの外部信号があった後にのみ起こります。[ 3 ]
排卵後、高濃度のプロゲステロンが脱落膜化につながる分子変化を引き起こします。このプロセスにより、脱落膜白血球の流入とESCの形態的および機能的変化が引き起こされます。ESCの変化により、子宮内膜は様々なタンパク質、サイトカイン、成長因子を産生する分泌性内膜を発達させます。これらの分泌因子は、胚が脱落膜に着床した場合に最終的に胎盤結合を形成する栄養膜細胞の浸潤性を調節します。[ 4 ]
脱落膜の特徴の一つは、主に特殊な子宮ナチュラルキラー(uNK)細胞[ 5 ]と一部の樹状細胞からなる多数の白血球が存在することである。胎児は母体と父体の両方のDNAから構成されているため、脱落膜の白血球は、胎児を遺伝的に異物として扱うことを防ぐために、母親の免疫応答を抑制する役割を果たしている。免疫機能以外にも、uNK細胞と樹状細胞は、母体のらせん動脈リモデリングとESC分化の調節因子としても機能する[ 6 ] 。
ESCは子宮内膜の結合組織細胞で、線維芽細胞様の外観を呈します。しかし、脱落膜化によりグリコーゲンと脂質滴が蓄積し、膨張して上皮細胞様の外観を呈するようになります。さらに、サイトカイン、成長因子、IGFBP1やプロラクチンなどのタンパク質、フィブロネクチンやラミニンなどの細胞外マトリックス(ECM)タンパク質を分泌し始めます。これらのECMタンパク質の産生が増加すると、子宮内膜は脱落膜と呼ばれる密な構造に変化し、栄養膜細胞の付着を促進し、過剰な侵襲を抑制する因子を産生します。[ 7 ]
脱落膜反応は、妊娠のごく初期に、胚盤胞が子宮内膜脱落膜に接触する広範囲の領域で見られます。これは、着床部位の子宮内膜の分泌機能の増加と、周囲の間質が浮腫状になることから成ります。[ 8 ]
脱落膜反応はヒトとごく少数の他の種でのみ起こる。脱落膜反応と脱落膜は着床に必須ではない。異所性妊娠や子宮摘出術では、腹腔・骨盤腔のどこにでも着床が起こり得るという事実から、その証拠が得られる。 [ 9 ]
脱落膜形成の異常は、子宮内膜症などの疾患に関与しており、脱落膜形成障害は子宮外組織の増殖につながる。脱落膜形成の欠如は、流産率の上昇にも関連している。[ 10 ]
脱落膜化プロセスはプロゲステロンによって開始されますが、これには子宮内膜細胞をプロゲステロンに感作させるための最初のシグナル分子として作用する環状アデノシン一リン酸(cAMP)が必要です。そのため、ヒトES細胞は、cAMPとプロゲステロンの化学的類似体とともに培養下で脱落膜化されています。in vitroでの脱落膜化は、ヒトES細胞と同様の形態学的変化をもたらし、 IGFBP1やプロラクチンなどの脱落膜化マーカーの産生を増加させます。[ 7 ]
マウスモデルは、脱落膜化に必要な分子因子および脱落膜化に関与する分子因子の同定に広く用いられてきた。[ 12 ]