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原始線条は、羊膜類の初期胚に形成される構造である。[ 1 ]両生類では、これに相当する構造は原口である。[ 2 ]初期胚発生の過程で、胚盤は楕円形になり、その後、広い端が前方に、狭い部分が後方に突き出た洋ナシ形になる。原始線条は、発生中の胚の背側の狭い後方（尾側）領域に縦方向の正中線構造を形成する。[ 3 ]最初に形成されるとき、原始線条は胚の長さの半分まで伸びる。ヒトの胚では、これはステージ6 、約17日目までに現れる。[ 4 ]
原始線条は左右対称性を確立し、原腸形成の場所を決定し、胚葉形成を開始する。原始線条を形成するために、間葉系幹細胞は将来の正中線に沿って配置され、第2の胚軸を確立し、原腸形成と胚葉形成の過程で細胞が侵入および移動する場所となる。[ 5 ]
原始線条はこの正中線を通り、左右および頭尾方向の体軸を形成します。[ 6 ] [ 7 ]原腸形成では、中胚葉前駆細胞が陥入し、最終的な位置に移動します。[ 6 ] [ 8 ]そこで、中胚葉胚葉に分化し、内胚葉および外胚葉胚葉とともに成体生物のすべての組織を生み出します。 [ 5 ]
二層胚盤の単層上皮である上胚葉は、羊膜類のすべての胚物質の源であり、その細胞の一部は原始線条を生じさせる。[ 5 ] [ 8 ]両生類では、これに相当する構造は原口である。[ 2 ]原始線条は、発生中の胚の背側の狭い尾部（後方）領域に縦方向の正中線構造を形成する。 [ 3 ]最初に形成されるとき、原始線条は胚の長さの半分まで伸びる。ヒトの胚では、これはカーネギー段階6 、約17日目までに現れる。[ 4 ]
円盤の頭側（前方）端に向かって、原始線条は原始結節と呼ばれる領域に広がり、これが原腸形成のオーガナイザーとなる。[ 9 ]ヒヨコを含む鳥類では、このオーガナイザー結節はヘンゼン結節と呼ばれている。最初に同定された両生類では、シュペーマン・マンゴルド・オーガナイザーとして知られている。
節の中央には、原始ピットと呼ばれる円形のくぼみがある。原始ピットは、原始線条の狭いくぼみである原始溝[ 9 ]（ラテン語：sulcus primitivus ）に沿って尾端に向かって伸びている。溝は、上胚葉細胞の折り込みによって形成される。[ 10 ] [ 11 ]
原始線条は、結節、陥入部、溝が出現して形成されると、尾側に向かって退縮し始めます。ヒト胚では、20日目頃には、線条の残りの部分が拡大して、尾芽または尾隆起と呼ばれる正中線上の尾部細胞塊を形成します。[ 9 ]また、同時期に、脊索は原始結節から頭側に向かって発達します。22日目までに、原始線条は胚の長さの10～20%まで退縮し、26日目には消失したように見えます。[ 9 ]
モデル生物であるニワトリ胚は、原始線条の形成について多くの情報を提供してきた。ニワトリ胚盤胞では、その形成には上胚葉の細胞の協調的な移動と再配置が関わっている。[ 12 ] 2つの逆回転する細胞の流れが後端で出会い、そこで線条が形成される。[ 12 ]これらの流れの中心ではほとんど動きがなく、渦の周辺で最も大きな動きが観察される。[ 7 ]ポロネーズの動きに例えられる渦の動きは、原始線条の形成に重要である。[ 13 ]ニワトリ胚の後端にあるコラーの鎌を覆う細胞は、正中線に向かって移動し、出会って上胚葉の中心に向かって方向を変える。外側後縁帯からの細胞は、この領域の中心で出会い、方向を変えて前方に伸びることで、コラーの鎌を離れた細胞を置き換える。[ 8 ] [ 14 ]これらの細胞が移動して胚の後端に集中すると、原条は単層から多層の上皮シートへの移行を経て、肉眼で見える構造になります。[ 8 ]原条を形成するために必要な細胞運動の性質を説明するために、活発な増殖、方向性のある細胞分裂、細胞間挿入、走化性細胞移動など、いくつかのメカニズムが提案されています。[ 15 ] [ 8 ]
ニワトリ胚の辺縁帯には、原条形成に寄与する細胞が含まれている。 [ 8 ]この領域は、原条を誘導する能力において明確な前方から後方への勾配を持ち、後方端が最も高い潜在能力を持つ。[ 16 ]上胚葉のすべての細胞は辺縁帯からのシグナルに反応することができるが、[ 5 ]いったん特定の領域がこれらのシグナルによって誘導され、原条形成を受けると、上胚葉の残りの細胞はこれらの誘導シグナルに反応しなくなり、別の原条の形成を阻害する。[ 16 ]
上胚葉の下には胚外組織が発生する下胚葉がある。[ 8 ]ニワトリでは、下胚葉がないと複数の線条が生じるため、[ 17 ]単一の原始線条の形成を制御するには下胚葉の存在が重要であることが示唆される。マウスや他の哺乳類では、この構造は前部内臓内胚葉（AVE）として知られている。[ 17 ] AVEは内臓内胚葉（下胚葉）から移動する。[ 18 ]下胚葉は線条形成の制御にも重要な役割を果たしている。ニワトリの下胚葉を除去すると、正しくパターン化された異所性線条が生じるため、下胚葉は原始線条の形成を阻害する役割を果たすことが示唆される。[ 19 ]
ヒヨコの原始線条の形成は、複雑なシグナル伝達経路のネットワークによって高度に制御されている。このプロセスには、線条形成部位の近傍で様々な分泌因子（Vg1、 Nodal、Wnt8C、FGF8、Chordin）および転写因子（Brachyury、Goosecoid ）の活性化が必要である。 [ 20 ] [ 21 ] [ 22 ] [ 23 ] [ 19 ]
同様に、ニワトリのVg1（トランスフォーミング増殖因子ベータスーパーファミリーメンバー（TGF-β））の異所性発現と後縁帯の移植[ 16 ]も異所性線条を誘導するが、胚の縁帯内に限られる[ 22 ]。これは、線条形成を誘導する能力においてこの領域が特異的な特性を持っていることを示している。いくつかの証拠は、この能力の決定因子としてWnt発現を指し示している。マウス胚におけるWnt3の欠失は、β-カテニン変異体胚の表現型と同様に、線条形成の欠如をもたらす[ 24 ] 。さらに、Wntシグナル伝達の細胞内負の調節因子であるAxinの変異[ 25 ]とニワトリcWnt8Cの異所性発現[ 26 ]は、マウス胚に複数の線条を生成する。 Wntとその経路の構成要素であるLef1とβ-カテニンの局在は、辺縁帯における条線形成の役割をさらに裏付けている。[ 22 ]さらに、それは後方から前方に向かって減少する勾配として発現しており、[ 22 ] [ 23 ]辺縁帯の条線形成能力に対応している。Vg1またはWnt1の単独の異所性発現ではニワトリに異所性条線を誘導できなかったが、両方の異所性発現により異所性条線が形成され、後部辺縁帯の条線形成能力はWntシグナル伝達に起因する可能性があり[ 22 ]、このプロセスを誘導するにはVg1とWntが協力する必要があることが確認された。 Vg1をWnt拮抗薬であるCrescentまたはDkk-1とともに異所性線条の形成を阻害する[ 22 ]ことから、Vg1誘導性異所性線条の形成におけるWnt活性の重要性、ひいては正常な原始線条形成におけるその関与が明らかになる。
形質転換成長因子ベータスーパーファミリー（TGFBファミリー）の既知の中胚葉誘導因子であるNodal [ 19 ]は、 線条形成に関与している。Nodal変異マウス胚は原腸形成に失敗し、ほとんどの中胚葉を欠いているが[ 27 ]、Nodalは中胚葉誘導に役割を果たすだけでなく、原始線条の誘導および/または維持を調節する[ 27 ] 。下胚葉が存在する場合、Nodalはニワトリ胚に異所性線条を誘導できないが、下胚葉を除去すると、Nodal、Chordin、およびBrachyuryの発現が誘導される[ 19 ]ことから、下胚葉はNodalシグナル伝達に対して何らかの阻害効果を持っているに違いない。実際、Nodal、Wnt、およびBMPシグナル伝達の多機能アンタゴニストであるCerberus（下胚葉で産生される）とCerberus-Short（Nodalのみを阻害する）は、Nodalシグナル伝達への影響を介して条線形成を阻害する。[ 19 ]最終的に、下胚葉は移動する内胚葉によって前方に押し出され、後端での条線形成が可能になる。前端では、下胚葉と、Cerberusなどの下胚葉が分泌するアンタゴニストの存在により、Nodalの発現が阻害され、条線形成は後端のみに制限される。[ 19 ]ニワトリの下胚葉と同様に、マウスのAVEは、Nodalシグナル伝達の2つのアンタゴニストであるCerberus様タンパク質、Cerl、およびLefty1を分泌する。[ 19 ] [ 28 ]マウスでは、Cer-/-; Lefty1-/- 二重変異体は、Brachyury の異所性発現によって示されるように、複数の線条を発達させ、 Nodal 遺伝子の 1 コピーを除去することで部分的に救済できます。[17]マウスでは、AVE は Cer1 と Lefty1 の冗長な機能を介して線条の形成を制限し、Nodal シグナル伝達を負に制御します。[ 17 ]単一の原始線条の形成を保証するマウスの AVE の役割は、ニワトリの下胚葉で進化的に保存されています。[ 17 ] [ 19 ]
原始線条の形成を調節するもう 1 つの重要な経路はFGFであり、これは Nodal と協働してこのプロセスを調節すると考えられている。[ 29 ]優性阻害受容体の発現、FGF 受容体阻害剤 (SU5402) の使用、または FGF リガンドの枯渇による FGF シグナル伝達の阻害は中胚葉形成を阻害し[ 7 ]、その結果、線条形成が阻害される。[ 8 ]さらに、Vg1 によって誘導される異所性線条形成には FGF シグナル伝達が必要であった。[ 29 ]
最後に、BMPシグナル伝達はニワトリ胚における条線形成過程の調節にも重要である。条線形成部位はBMPシグナルが低いのが特徴である一方、上胚葉の残りの部分はBMP活性化レベルが高い。[ 30 ]さらに、BMP4またはBMP7のいずれかを異所的に発現させると条線形成が阻害されるが、BMP阻害剤であるコーディンはニワトリに異所性条線形成を誘導する[ 31 ]ことから、条線形成にはBMP阻害が必要であると考えられる。
原始線条は生命倫理における重要な概念であり、一部の専門家は、ヒト胚を用いた実験は許容されるが、原始線条が発達する前、一般的には発生後14日目頃に限られると主張している。このような生命倫理学者は、原始線条の発達は唯一無二の人間の存在を意味すると考えている。[ 32 ]一部の国では、ヒト胚を女性の体外で14日以上発生させることは違法である。[ 33 ]
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