内胚葉とその派生組織

内胚葉は、3つの主要な胚葉のうち最も内側に位置し、消化管および呼吸器系の内皮を形成します。また、肝臓、膵臓、甲状腺、副甲状腺など、これらから芽生える主要な腺も形成します。原腸形成後、内胚葉は原始消化管に折り畳まれ、体軸に沿って特定の臓器形成領域に分化します。

Definition

内胚葉は、原腸形成中に形成される内側の胚葉であり、消化管および呼吸器系の内皮、ならびに肝臓、膵臓、甲状腺、副甲状腺など、消化管から派生する腺の実質を形成します。

Scope

このトピックでは、確定内胚葉の形成、消化管の形態形成、前腸、中腸、後腸への領域分化、および各領域が生成する主要な臓器と上皮について扱います。これは胚葉の運命に関する参考資料であり、臨床的な指針を提供するものではありません。

Core questions

• 原腸形成中に確定内胚葉はどのように特定されますか？
• 内胚葉はどのように原始消化管に折り畳まれますか？
• 消化管はどのように前腸、中腸、後腸にパターン化されますか？
• 内胚葉からどのような臓器や上皮が派生しますか？

Key concepts

• 確定内胚葉
• 原始消化管
• 前腸、中腸、後腸
• 前後軸に沿った消化管のパターン形成
• 内胚葉性臓器芽（肝臓、膵臓、肺、甲状腺）
• 上皮間葉相互作用

Key theories

内胚葉臓器形成における反復的なシグナル伝達

同じ保存されたシグナル伝達経路（Nodal/TGF-β、Wnt、BMP、FGF、レチノイン酸）が、まず内胚葉を特定し、次に消化管をパターン化し、最終的にその臓器芽を誘導するために、繰り返し、かつ変化する組み合わせで使用されます。

Mechanisms

原腸形成中の高いNodal/TGF-βシグナル伝達は、上胚葉から確定内胚葉を特定します。これらの細胞は原始線条を通って陥入し、下胚葉を置き換えて連続した内胚葉シートを形成します。胚が折り畳まれるにつれて、このシートは原始消化管内に取り込まれます。消化管は、Wnt、FGF、BMP、レチノイン酸などの段階的かつ反復的なシグナル伝達によって、前後軸に沿って前腸、中腸、後腸にパターン化され、臓器形成領域が確立されます。その後、局所的な上皮間葉相互作用が、消化管内胚葉から芽や憩室を誘導し、これらが肝臓、膵臓、肺、甲状腺、副甲状腺、胸腺、膀胱および尿道の裏打ちへと成長します。内胚葉はこれらの臓器の上皮および腺成分を形成し、周囲の内臓中胚葉が筋肉および結合組織を供給します。

Clinical relevance

消化管および呼吸器上皮とその関連腺の内胚葉由来は、前腸奇形（気管食道瘻など）や異所性または停留腺組織（甲状舌管遺残など）の発生学的基盤となります。この項目は、参考のために発生学的起源を記述するものであり、診断や治療の根拠となるものではありません。

Evidence & guidelines

ここでの記述は、脊椎動物モデルにおける実験的および分子発生生物学と標準的なヒト発生学の教科書に基づいています。これらは臨床ガイドラインではなく、内胚葉の発生と臓器形成に関する総説でまとめられています。

History

古典的な発生学では、内側の胚葉が消化管の内壁とその腺の源であることが特定され、運命地図作成によって、線条由来の細胞がどのように確定内胚葉を形成し、下胚葉を置き換えるかが明らかにされました。その後、分子遺伝学的研究により、内胚葉を特定し、消化管を臓器形成領域にパターン化するシグナル伝達経路が定義され、ZornとWellsによってまとめられました。

Key figures

• Aaron Zorn
• James Wells
• Patrick Tam
• Lilianna Solnica-Krezel

Seminal works

• zorn-wells-2009
• tam-behringer-1997
• solnica-krezel-2012

Frequently asked questions

内胚葉からどのような組織ができますか？

消化管および呼吸器系の内皮、ならびに肝臓、膵臓、甲状腺、副甲状腺、胸腺、膀胱および尿道の裏打ちを含む、消化管から芽生える腺ができます。

原始消化管とは何ですか？

内胚葉シートが胚の内部に折り畳まれたときに形成される管です。これは前腸、中腸、後腸に分かれており、それぞれが消化器系および呼吸器系の特定の臓器や領域を形成します。