体節(旧用語:原始体節)は、体節動物の頭尾軸に沿って体節形成の胚発生段階で形成される、左右対称に対になった傍軸中胚葉のブロックの集合体です。脊椎動物では、体節は 皮膚節、筋節、 硬化節、結合節に細分化され、脊柱の椎骨、肋骨、後頭骨の一部、骨格筋、軟骨、腱、皮膚(背部)を形成します。 [ 2 ]
体節という言葉は、メタメアという言葉の代わりに使われることもあります。この定義では、体節とは、環形動物や節足動物に見られるような、動物の体構造における相同的に対になった構造のことです。[ 3 ]

中胚葉は、他の2つの胚葉である外胚葉と内胚葉と同時に形成されます。神経管の両側にある中胚葉は傍軸中胚葉と呼ばれます。これは、脊索中胚葉と呼ばれる神経管の下にある中胚葉とは異なり、脊索になります。傍軸中胚葉は、ニワトリ胚では最初は「分節板」、他の脊椎動物では「分節のない中胚葉」と呼ばれます。原始線条が退縮し、神経褶が集まって(最終的に神経管になる)、傍軸中胚葉は体節と呼ばれるブロックに分離します。[ 4 ]

前体節中胚葉は、中胚葉が体節を形成できるようになる前に体節の運命を決定づける。各体節内の細胞は、体節内の位置に基づいて特定される。さらに、体節形成過程の比較的後期まで、あらゆる種類の体節由来構造になる能力を保持している。[ 4 ]
体節の発達は、時計と波面モデルで説明されている時計機構に依存している。このモデルの説明の一つでは、振動するNotchシグナルとWntシグナルが時計の役割を果たす。波は、線維芽細胞増殖因子タンパク質の勾配であり、吻側から尾側(鼻から尾側)に分布している。体節は胚の頭から尾までの長さに沿って次々と形成され、新しい体節は前の体節の尾側(尾側)に形成される。[ 5 ] [ 6 ]
間隔のタイミングは普遍的ではない。種によって間隔のタイミングが異なる。ニワトリの胚では、体節は90分ごとに形成される。マウスでは、間隔は2時間である。[ 7 ]
種によっては、体節の数を、受精後の時間数よりも確実に胚発生の段階を決定するために使用できる場合があります。これは、発生速度が温度やその他の環境要因によって影響を受ける可能性があるためです。体節は神経管の両側に同時に現れます。発生中の体節を実験的に操作しても、体節の吻側/尾側の向きは変わりません。これは、細胞の運命が体節形成前に決定されているためです。体節形成は、ノギン分泌細胞によって誘導できます。体節の数は種に依存し、胚のサイズ(たとえば、手術や遺伝子工学によって変更された場合)とは無関係です。ニワトリの胚には50個の体節があり、マウスには65個、ヘビには500個の体節があります。[ 4 ] [ 8 ]
傍軸中胚葉内の細胞が集まり始めると、それらは体節と呼ばれるようになり、体節間の完全な分離が欠如していることを示す。外側の細胞は間葉上皮移行を起こし、各体節の周囲に上皮を形成する。内側の細胞は間葉のままである。
Notchシステムは、時計と波面モデルの一部として、体節の境界を形成します。DLL1とDLL3はNotchリガンドであり、これらの変異はさまざまな欠陥を引き起こします。NotchはHES1を制御し、HES1は体節の尾側半分を形成します。Notchの活性化はLFNGを活性化し、LFNGはNotch受容体を阻害します。Notchの活性化はまたHES1遺伝子を活性化し、LFNGを不活性化してNotch受容体を再び活性化し、振動時計モデルを説明します。MESP2はEPHA4遺伝子を誘導し、EPHA4は反発相互作用を引き起こして体節を分離し、分節化を引き起こします。EPHA4は体節の境界に限定されています。EPHB2も境界にとって重要です。
フィブロネクチンとN-カドヘリンは、発生中の胚における間葉上皮移行過程において重要な役割を果たします。この過程はおそらくParaxis(転写因子15)[ 9 ]とMESP2によって制御されています。MESP2はNotchシグナル伝達によって制御されています。Paraxisは細胞骨格に関わるプロセスによって制御されています。

Hox遺伝子は、体節形成が起こる前に前体節中胚葉を規定することで、前後軸に沿った位置に基づいて体節全体を規定します。体節が形成された後は、体節全体のアイデンティティはすでに決定されており、ある領域から全く異なる領域に体節を移植すると、元の領域で通常観察される構造が形成されるという事実によって示されています。対照的に、各体節内の細胞は、体節発生の比較的後期まで可塑性(あらゆる種類の構造を形成する能力)を保持しています。[ 4 ]

脊椎動物の胚発生では、体節が分裂して皮膚節、骨格筋(筋節)、脊椎の腱と靭帯(結合節)[ 10 ]、骨(硬化節)が形成される。
硬化節は皮膚節や筋節よりも先に分化するため、皮膚筋節という用語は、皮膚節と筋節が分離する前の結合した状態を指す。[ 11 ]
皮膚節は、皮膚(真皮)を形成する傍軸中胚葉体節の背側部分です。ヒト胚では、発生の第3週に発生します。[ 2 ]皮膚節は、皮膚筋節(硬化節が移動した後に残った体節の残りの部分)が分裂して皮膚節と筋節を形成するときに形成されます。[ 2 ]皮膚節は、首と体幹の皮膚、脂肪、結合組織に寄与しますが、皮膚の大部分は側板中胚葉に由来します。[ 2 ]
筋節とは、動物の筋肉を形成する体節の一部である。[ 2 ]各筋節は、後部の上軸部(上節)と前部の下軸部(下節)に分かれる。 [ 2 ]下軸部の筋芽細胞は、胸壁と前腹壁の筋肉を形成する。上軸筋塊は分節性を失い、哺乳類の首と体幹の伸筋を形成する。
魚類、サンショウウオ、アシナシイモリ、爬虫類では、体筋は胚の時と同様に分節構造を保っているが、しばしば折り畳まれ重なり合い、背側筋と腹側筋の塊がいくつかの明確な筋肉群に分かれる。
硬化節 (または皮膚板)は椎骨、肋軟骨、後頭骨の一部を形成し、筋節は背中、肋骨、四肢の筋肉を形成し、結合節は腱を形成し、皮膚節は背中の皮膚を形成します。さらに、体節は神経堤細胞と脊髄神経の軸索の移動経路を指定します。体節内の初期位置から、硬化節細胞は脊索に向かって内側に移動します。これらの細胞は反対側の硬化節細胞と出会い、椎体を形成します。1つの硬化節の下半分が隣接する硬化節の上半分と融合して、各椎体を形成します。[ 12 ]この椎体から、硬化節細胞は背側に移動し、発達中の脊髄を取り囲み、椎弓を形成します。他の細胞は胸椎の肋骨突起の遠位側へ移動して肋骨を形成する。[ 12 ]
シンデトームは第4体節区画として認識されている。[ 10 ] [ 13 ]シンデトームは椎骨の腱と靭帯の前駆体である。[ 13 ]
甲殻類の発生において、体節は仮説上の原始的な甲殻類の体構造のセグメントである。現在の甲殻類では、それらの体節のいくつかが融合している可能性がある。[ 14 ] [ 15 ]