原始的な線条

原始的な線条
ウサギの胚の表面図。arg .胚盤。pr . 原始条。gc. 胚三日月体。
詳細
カーネギーステージ	6b
日数	15
識別子
ラテン	原始線
メッシュ	D054240
解剖学用語 [Wikidataで編集]

原始条は有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胚孔である。^[2]初期胚発生中、胚盤は楕円形になり、その後、広い端が前方に、狭い領域が後方に突出した洋ナシ形になる。原始条は、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 、つまり約 17 日目に現れる。^[4]

原始条は左右対称性を確立し、胚葉形成の場所を決定し、胚葉形成を開始する。原始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、胚の第二軸と、胚葉形成と胚葉形成の過程で細胞が進入して移動する場所を確立する。^[5]

原条はこの正中線を通り、左右の体軸と頭尾の体軸を形成します。^{[6] [7]}胚葉形成では中胚葉前駆細胞が進入し、最終位置に移動します。^{[6] [8]}ここで中胚葉胚葉に分化し、 ^{[5]内胚葉と外胚葉胚葉とともに成体生物のすべての}組織が生じます。

胚盤の二層上皮層である上皮細胞は、有羊膜類のすべての胚物質の源であり、その細胞の一部が原始条を形成する。^{[5] [8]}両生類では、これに相当する構造は胚葉口である。^[2]原始条は、発達中の胚の背側の狭い尾側（後部）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}カーネギーステージ6 、つまり約17日目までに現れる。^[4]

原始条は、胚盤の頭側（前端）に向かって広がり、原始結節と呼ばれる領域に至ります。原始結節は、胚葉形成の組織体です。 ^[9]鳥類（雛を含む）では、この組織化結節はヘンゼン結節と呼ばれています。両生類では、これが最初に特定され、シュペーマン・マンゴールド組織体として知られています。

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、原始溝と呼ばれる原始条の狭いくぼみを通って尾端に向かって伸びている^[9]（ラテン語：sulcus primitivus）。溝は、上胚葉細胞の折り込みによって形成される。^{[10] [11]}

条線は、節、小窩、溝の出現と形成に続いて、尾部に向かって退縮し始める。ヒトの胎児では、約20日目に条線の残りの部分が拡大し、尾芽または尾部隆起と呼ばれる正中線上の尾部細胞塊を形成する。^[9]また、この時期に脊索は原始節から頭側に発達する。22日目までに原始条線は胎児の長さの10～20%に退縮し、26日目までに消失したように見える。^[9]

モデル生物としてのニワトリ胚 は、原始条の形成について多くの情報を提供してきた。ニワトリの胞胚では、その形成には胚盤葉上層の細胞の協調的な運動と再配置が伴う。^[12] 2 つの反対方向に回転する細胞の流れが後端で出会い、そこで条線が形成される。^[12]これらの流れの中心ではほとんど動きがなく、渦の周辺で最大の動きが観察される。^[7]ポロネーズ運動に例えられる渦の動きが原始条の形成の鍵である。^{[13]ニワトリ胚の後端で}コラー鎌を覆う細胞は正中線に向かって移動し、出会って胚盤葉上層の中心に向かって方向を変える。外側後縁帯の細胞は、この領域の中心で出会って方向を変え、前方に伸びることで、コラー鎌を離れた細胞と置き換わる。^{[8] [14]}これらの細胞が胚の後端に移動して集中するにつれて、条線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]原始条線の形成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、走化性細胞運動など、いくつかのメカニズムが提案されています。^{[15] [8]}

ニワトリの胚の辺縁帯には条線の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が前方から後方にかけて明確に勾配しており、後端のほうがその可能性が最も高い。^[16]胚盤葉上層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]特定の領域がこれらのシグナルによって誘導され条線が形成されると、胚盤葉上層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、別の条線の形成を防ぐ。^[16]

胚盤葉上層の下には胚体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ため条線が複数形成されるため^[17]、下胚葉の存在が単一の原始条線の形成を調節する上で重要であることが示唆されている。マウスや他の哺乳類では、この構造は前内臓内胚葉(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]下胚葉は条線形成の調節にも重要な役割を果たす。ニワトリで下胚葉を除去すると、正しいパターンの異所性条線が形成されるため、下胚葉は原始条線の形成を阻害する役割を果たすことが示唆されている。^[19]

ニワトリの原始条の形成は、シグナル伝達経路の複雑なネットワークによって高度に制御されています。このプロセスには、条線形成部位に隣接するさまざまな分泌因子（Vg1、Nodal、Wnt8C、FGF8、Chordin）と転写因子（BrachyuryおよびGoosecoid）の活性化が必要です。^{[20] [21] [22] [23] [19]}

同様に、Vg1（形質転換成長因子βファミリーメンバー（TGF-β））の誤発現およびニワトリの後縁帯の移植^[16] も異所性条線を誘発しますが、胚の縁帯内でのみであり、^[22]この領域が条線形成を誘発する能力に特有の特徴があることを示しています。いくつかの証拠は、Wnt発現がこの能力の決定因子であることを示しています。マウス胚でWnt3を欠失すると、B-カテニン変異胚の表現型と同様に条線形成がなくなります。^[24]さらに、Wntシグナル伝達の細胞内負制御因子であるAxinを変異させ、^{[25]ニワトリ}cWnt8Cを誤発現させると、 マウス胚に複数の条線が生成されます。 Wntとその経路の構成要素であるLef1とB-カテニンの局在は、辺縁帯における条線誘導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、^{[22] [23]}辺縁帯の条線誘導能力に対応している。Vg1またはWnt1の単独の誤発現ではニワトリに異所性条線を誘導できなかったが、それらを一緒に誤発現すると異所性条線形成が起こり、後辺縁帯の条線誘導能力は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が協力しなければならないことが確認された。 Vg1をWnt拮抗薬であるCrescentまたはDkk-1とともに誤って発現させると、異所性条線の形成が妨げられ、^[22] Vg1誘導性異所性条線の形成におけるWnt活性の重要性が示され、したがって正常な原始条線の形成にも影響が及ぶことが示唆されている。

Nodalは、形質転換成長因子βファミリー（TGFBファミリー）の既知の中胚葉誘導因子であり、 ^[19] 条線形成に関与していることが示唆されている。Nodalの変異体を持つマウスの胚は胚葉形成に失敗し、中胚葉の大部分を欠くが、^[27] Nodalは中胚葉誘導の役割よりも、原始条線の誘導および/または維持を制御する。^[27]胚葉下層が存在する場合、Nodalはニワトリ胚に異所性条線を誘導できないが、Nodalを除去すると、Nodal、Chordin、およびBrachyuryの発現が誘導され、^[19]胚葉下層が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ことを示唆している。実際、Nodal、Wnt、BMPシグナリングの多機能拮抗薬であるCerberus（下胚葉で産生される）とCerberus-Short（Nodalのみを阻害する）は、Nodalシグナリングに対する効果を通じ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移動され、後端での条線形成が可能になる。前端では、下胚葉とそれが分泌するCerberusなどの拮抗薬の存在によりNodalの発現が阻害され、そのため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シグナリングの2つの拮抗薬、Cerberus様、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条線を発達させ^[17] 、Nodal遺伝子の1つのコピーを除去することによって部分的に救済することができる。^[17]マウスでは、AVEはCer1とLefty1の冗長機能を介して条線形成を制限し、Nodalシグナル伝達を負に制御する。^[17]マウスのAVEが単一の原始条線の形成を確実にする役割は、ニワトリの下胚葉で進化的に保存されている。^{[17] [19]}

原条形成を調節するもう一つの重要な経路はFGFであり、Nodalと協力してこのプロセスを制御すると考えられています。^[29] FGF受容体阻害剤（SU5402）を使用した優性負性受容体の発現によるFGFシグナル伝達の阻害、またはFGFリガンドの枯渇は 中胚葉形成を阻害し^[7] 、これが条条形成を阻害します。^[8]さらに、Vg1によって誘導される異所性条条形成にはFGFシグナル伝達が必要でした。^[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が、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の誤発現は条線形成を妨げ、BMP阻害剤Chordinはニワトリで異所性条線形成を誘導し、^[31]条線形成にはBMP阻害が必要である可能性が高いことを示唆している。

原始線条は生命倫理学における重要な概念であり、一部の専門家はヒトの胚を使った実験は許容されるが、原始線条が発達する前、一般的には生後14日目頃に限られると主張している。そのような生命倫理学者は、原始線条の発達はユニークな人間の創造を意味するとしている。^[32] 一部の国では、ヒトの胚を女性の体外で14日以上成長させることは違法である。^[33]

• ガストルロイド

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  ヒトの胎児 - 長さ 2 mm。羊膜を開いた背側図。X 30。
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  哺乳類の胚盤の側面図。