ニュース｜科学的進展：ヒト胚は非対称細胞分裂によって体を形成する

最新の研究により、受精から一日後の初期ヒト胚は一見同じように見える二つの細胞から成るものの、実際には一方の細胞が体の器官や組織の形成により大きく寄与することが示されました。この発見は、体外受精（IVF）の成功率向上に役立つ可能性があります。

この研究は、学術誌Cellに掲載され、受精卵の最初の分裂によって、その後の細胞が異なる運命に向かう傾向が生じ、複雑な胎児へと発生する基盤が築かれることを明らかにしました。ニューヨーク市にあるロックフェラー大学の発生生物学者Ali Brivanlou氏は、この研究を「大きな前進」と評価し、研究が進むにつれて臨床的意義がより明らかになるだろうと述べました。

非対称性の起源

長い間、研究者たちは、哺乳類の受精卵が16個未満の細胞から成る段階では、すべての細胞は同一で、発生のより後の段階まで分化を始めないと考えていました。実際、数回の細胞分裂後に受精卵が二つの別々の胚に分かれても、一卵性双生児になることがあります。

しかし、2001年、カリフォルニア工科大学の発生生物学者Magdalena Zernicka-Goetz氏は、論文でマウス胚の最初の二つの細胞は実際には異なると指摘しました。一方の細胞は主に胎児を形成し、もう一方の細胞の子孫は主に卵黄嚢を形成します。

長期にわたる研究

Zernicka-Goetz氏は、人間にも同じ現象が存在するのか長年疑問に思っていました。彼女はIVFクリニックから、最初の分裂をまだ終えていない54個の受精卵を入手しました。研究者たちはこれらの受精卵を実験室で分裂させ、胚を形成する母細胞の一方を蛍光タンパク質で標識し、それぞれの細胞の子孫の発生を追跡しました。

培養四～五日後、これらの胚は異なる構造を形成し始めました。分析の結果、胎児を形成する構造の細胞の大半は、より速く分裂する胚の母細胞に由来する一方、よりゆっくり分裂する細胞の子孫は主に卵黄嚢へと変化することが分かりました。

Brivanlou氏は、このような非対称性の大きさに驚きましたが、最終的に人体が極めて複雑になることを考えれば理にかなっていると考えました。「深く掘り下げるほど、生命は連続する対称性の破れによって成り立っていることが分かります」と同氏は述べました。

非対称な発生の原因

この非対称性を引き起こす原因は、まだ明らかになっていません。マウスでは、精子が卵子に侵入する位置が卵子の分裂の仕方に影響し、Zernicka-Goetz氏は、卵子内の染色体の構造など、ほかの要因もこのバランスに影響する可能性があると考えています。

どの細胞が胎児を形成しやすいかを理解できれば、IVFクリニックは胚をより適切にスクリーニングし、妊娠の成立につながる可能性が最も高い胚を見つけられるようになるかもしれません。「この時期の脆弱性を理解できれば、流産を避けられるケースもあるでしょう」と同氏は述べました。この初期の非対称性が後の人体にどのような影響を及ぼすかを予測するのは困難ですが、その影響は非常に長く続く可能性があります。