§．発　生　　ontogeny/development

発生の区分には，幾つかの分け方がある．たとえば，
embryo：胚子　＝　妊娠 2か月
fetus ：胎児　＝　 3か月以降　出生まで

妊娠 → 全38週（臨床産科では40週
　　�@受精〜第3週　　　　前胚子期
　　　　受精 → 着床 → 胎盤形成 → 原腸形成（外・内・中胚葉の三胚葉の形成）
　　�A第4 〜 8週　　　　　胚子期（器官形成期）
　　　　さまざまな臓器が形成される
　　　　※ この時期が奇形発生に最も感受性が強いため　妊婦への投薬や感染症は注意が必要
　　�B第9〜38週　　　　　胎児期
　　　　組織・器官の成熟と体の急速な成長

1. 胚盤葉形成まで
   受精後，細胞分裂が進行し胚盤期（胚盤：哺乳類．一般の多細胞生物では胞胚）になると着床が始まる．胚盤は，外細胞塊と内細胞塊の二重構造になっている．着床の進行につれ内細胞塊（胚結節）は大きい細胞の上層（上胚盤葉）と小さい細胞の下層（下胚盤葉）に分化し，胚として発生を続ける．
   眼発生にかかわるのは上胚盤葉である．

2. 脊索 notechord と神経管 neural tube

   ・発生第3週中に起こる特徴的なことは，原始線条 primitive streak の出現で始まる原腸形成 gastrulation（あるいは囊胚形成）と脊索 notechord である．

   発生が進むと胚盤が西洋梨形を呈するようになり，羊膜腔側表面（胚盤葉上層）の細い部分に不透明な隆起線が出来る．外胚葉性細胞の増殖による原始線条である．原始線条の頭方端には原始結節 primitive node（ヘンゼン結節）がある．線条によるくぼみが原始窩 primitive pit となる．ここでは，大規模な細胞移動( gastrulation )が起き，線条部の胚盤葉上層の細胞が内方に陥入・離脱し原腸・囊胚ができる．原腸形成が完成すると，上胚盤葉は外胚葉 ectoderm と呼び，陥入した細胞が内胚葉 endoderm と中胚葉 mesoderm とになる． （胚盤葉上層および胚体外の組織に由来する細胞が中胚葉，胚盤葉下層に接触・合流した細胞群が内胚葉）

   原腸は三層性胚盤 trilaminar germ disc 形成のほか，胚子の頭尾方向軸と左右対称性を成立させるものとなる．

   

   脊索は正中軸をなし神経幹（脊髄）の腹側 ventral ，腸管の背側 dorsal にあり，外胚葉を神経板 neural plate に分化させ，神経板の細胞が神経外胚葉 neuroectoderm となる．脊索からは，やがて脊柱が形成される．原始窩に陥入する細胞は前進し，脊索前盤 prechordal plate（ ⇒口咽頭膜 ）と呼ばれる胚子の頭方正中線に形成される中胚葉の塊ともう一つの正中構造である脊索突起 notechordal process を形成する．突起は管状構造から充実性の脊索となる．

   ・発生第4週中に形成される重要点は，中枢神経の原基である神経管 neural tube の形成である．

   

   第3週中に前駆構造として神経板 neural plate と体節 somites ができる．
   脊索が形成されると原始結節の頭方に，外胚葉肥厚により神経板の形成が始まる．神経板は両端が盛り上がり，同時に正中線に沿うくぼみが内方へ陥入し始め，胚の長軸に沿う神経溝 neural groove が作られる．
   神経溝の外側壁部分を神経ヒダ neural fold と呼び，この部分はやがて神経堤 neural crest と呼ばれるもりあがった構造を示す．神経溝が深くなると両側の神経ヒダの癒合が起こり、正中線上で神経管 neural tube が作られ，中枢神経系の閉鎖した管状構造の元となる．

   

   神経管（神経外胚葉）は中枢神経系の原基となる．頭側端が拡張し脳胞 brain vesicle（前脳胞・中脳胞・後脳胞）となり，残りの尾方部は脊髄 spinal cord となる．
   体節は，神経板の分節に合わせ正中線の左右に位置する沿軸中胚葉が分節化して生じ，間葉組織を形成する．ここに神経堤由来細胞が移動・合流し，両者が混在する間葉となる．

   ★間葉組織：胎児期の組織間を満たす疎性結合組織（非上皮性組織）．
   血管，筋，腱，靱帯，結合組織，脂肪，骨，軟骨などに分化する．

   ★神経堤細胞：神経外胚葉を離れ中胚葉細胞と合流し，間葉性細胞となる．
   　・頭部神経堤：眼組織，頭顔面の骨格，脳神経節細胞，グリア細胞，メラニン細胞，などを作る．
   　・体幹部神経堤：移動・遊走経路は２経路ある． 一つは体表外胚葉の直下で皮膚や毛包のメラニン色素細胞 melanocyte を形成する． 一つは腹側で最終到着部位に応じて脊髄神経節，自律神経節後ニューロン，シュワン細胞 Schwann cell などが分化する．
   　・迷走・坐骨神経堤
   　・心臓神経堤

   
3. 胚葉の分化

   神経管が閉鎖すると，神経堤細胞は遊走・分散をはじめる．中胚葉系細胞に合流すると間葉性に変化する．頭頸部のほとんどすべての間葉細胞要素が神経堤に由来すると考えられている．

   1. 外胚葉 ectoderm と間葉 mesenchyme

      外界の影響から動物の体を保護し（表層外胚葉），環境からの刺激を感じ取りあるいはそれに働きかける（神経外胚葉）器官や構造を生ずる．
      すなわち，中枢神経系，末梢神経系，耳・鼻・眼の感覚上皮，毛と爪を含む皮膚（表皮は表層外胚葉から，真皮は間葉から），歯のエナメル質，下垂体，乳腺，汗腺，肛門管下半の粘膜上皮，体表に近い生殖管および雄性尿路末梢部分の粘膜上皮など．

   2. 中胚葉 mesoderm

      体を支持する骨格，筋，その他の結合組織，脈管系およびすべての血球，腎臓などを形成する．
      中胚葉層の重要な要素は，沿軸中胚葉，中間中胚葉，側板中胚葉，である．

      a）沿軸中胚葉
      正中線の左右に位置する．これが分節化し体節となる．神経堤細胞が合流し頭部間葉となる．

      b）中間中胚葉
      沿軸中胚葉と外側中胚葉との間に介在するものであり，左右の体側における泌尿生殖器系形成の母体組織となる．

      c）外側中胚葉
      胚内性の中胚葉のうちで最も外側の位置を占め，胚外性の中胚葉とつながる．壁側葉（外胚葉に伴行）と臓側葉（内胚葉に伴行）とに分ける．その隙間が胚内体腔である．壁側葉からは胸膜、腹膜が形成される．臓側葉からは内臓および血管の結合組織，平滑筋，心臓，心膜，副腎皮質，脾臓，血球，血管内皮が形成される．

   
   3. 　内胚葉 endoderm

      主に消化管と消化腺の上皮ができる．
      （口腔の奥から肛門管上半までの消化管の粘膜上皮とその上皮に由来する腺（甲状腺・上皮小体・胸腺・肝臓・膵臓など）の実質細胞，呼吸器の粘膜上皮，耳管および鼓室の粘膜上皮，膀胱と尿道の粘膜上皮，精囊腺，尿道球腺，前立腺の実質細胞，および膣の粘膜細胞など）

4. 中枢神経系

   発生第3週の中ごろ（胎生18−19日）に外胚葉 ectoderm 起源の神経板 neural plate として出現する．neural plate の縁が折り畳まれ神経ヒダ neural fold を呈し，互いに接近して（21−22日）正中線で癒合して神経管 neural tube となる．頭側端（前神経孔）は約25日に，尾側端は約27日に閉鎖する．そこで中枢神経系は幅広い頭部 brain と細長い尾側部 spinal cord を持った管状構造となる．
   神経管の腹側には脊索がある．脊索がない部分の脳管前半から前脳が，脊索が位置する脳管後半から中脳と菱脳が分化する．すなわち，
   中枢神経系の頭部 brain は当初，３つの脳胞 brain（cerebral）vesicle ，
   　�@前脳forebrain ，�A中脳midbrain ，�B後脳hindbrain ，が形成される（４-６週）．

　�@前脳 prosencephalon（forebrain）：
終脳 telencephalon と間脳 diencephalon に分化．
最終的には終脳は大脳 cerebral hemisphere に，間脳は網膜・下垂体・視床 thalamus・視床下部 hypothalamus・松果体になる．

　�A中脳 mesencephalon（midbrain）：
そのまま中脳となり，視覚及び聴覚の反射中枢の中継局として働く上丘 superior colliculus／下丘 inferior colliculus などを形成する．

　�B菱脳 rhombencephalon または後脳 hindbrain：
後脳 metencephalon と髄脳 myelencephalon とに分かれる．
後脳は小脳 cerebellum と橋 pons に分化し，
髄脳は延髄 medulla oblongata を生じる．その先が脊髄になる．

中枢神経系の尾側端 spinal cordについては省略．

眼球原基は神経溝が神経管になる以前（胎生2週）に神経溝の両側に浅い凹みとして発生する．眼小窩 optic pit である．
これが囊状に隆起し原始眼胞として突出し始め，水晶体板を誘導する．
胎生25日ごろには水晶体板 lens placode としての肥厚が出現する．

§．眼　　の 発 生

眼球の基本構造は，外胚葉由来の組織で形成され，ここに中胚葉由来の組織が加わる．
すなわち，神経外胚葉，表層外胚葉，中胚葉，神経提細胞，である．
神経堤由来細胞は中胚葉に組み込まれるが，これを外胚葉とするか間葉というかは教科書によって微妙（念のため）．

1. 神経板前脳（脳胞）の内側に溝（眼小窩，または眼溝）が生じ，神経管が閉鎖すると，外側へ膨張し眼胞 optic vesicle として突出するようになる．
   眼胞形成は頭部の間葉により誘導される（右図 1 ）．眼胞と前脳をつなぐのが眼茎 optic stalk である．

2. 眼胞は表層外胚葉に対し，水晶体板を誘導する（右図 2 ）．
   水晶体板は中央が陥入し水晶体窩 lens pit を形成する（右図 3 ）．

   

3. 眼胞は水晶体板と離れ，更に中央がくぼむと眼杯 optic cup となる．これが二重構造（外板または外層と，内板または内層）である．
   水晶体板は外胚葉から離れ，眼杯内に取り込まれ水晶体胞 lens vesicle となる．外胚葉の元もとの表面が内部になり基底膜が外側（将来の水晶体囊）になる．

4. 眼胞の陥入は背側方向（上方）へ向かうため，腹側（下内方）が開くかたちとなる（眼杯裂 choroidal fissure ）．裂隙は間脳まで達し，眼杯内層から伸びてくる視神経軸索を包み込む．網膜からの神経軸索は視交叉板に到達し，視交叉を形成する（胎生5週以降）．形成途中の軸索は最終的に70％がアポトーシスにて消失する？とのことである．軸索の伸長は求心性であるが，髄鞘形成は遠心性で，篩状板まで達するのは生後である．

5. 眼杯裂から硝子体動脈が進入し，水晶体後面へ達する．

6. 水晶体胞を内部に入れ，眼杯裂が癒合する．癒合（または融合とか閉鎖）は中央から始まり，前方向と後方向へ進行する．胎生6週までには完成する．
   このとき水晶体胞は，硝子体側（vasa hyaloidea propria）と前房側（tunica vasculosa lentis）から栄養血管を受ける．眼杯の端の血管輪（捲縮輪）から伸びるのが瞳孔膜である．
   眼杯の開口部（眼杯縁）が，将来の瞳孔である（この発生に失敗すると「無虹彩症」となる）．

7. 網膜は眼杯から発生する．後部 ４／５（網膜視部）は， 外板（外層）は網膜色素上皮層 pigment epithelial layer に， 内板（内層）が網膜9層（感覚網膜 sensory retina ）に分化する．
   内層表面に神経線維層，すなわち神経節細胞の軸索がある．軸索は眼茎内部を埋め，視神経 optic nerve となる．乳頭部で硝子体動静脈とグリア皮膜（Bergmeister乳頭）の消失した跡が陥凹である．
   二層のあいだが‘眼杯腔’である．成体眼では‘網膜下腔’である．

8. 眼杯の前部 １／５（網膜盲部）は，二層の色素上皮のまま虹彩毛様体の裏打ちとなる色素層（網膜虹彩部，網膜毛様体部）を形成する．

すなわち，

9. この時点で眼杯の周囲は，未分化の間葉で囲まれる．ここから脈絡膜（中胚葉）・強膜（神経堤）が分化する．
   脈絡膜の遠位部では水晶体へ向かう毛様体突起が生じる。

   

10. 間葉は硝子体動静脈とともに，眼杯裂から眼杯内へ進入する．
    硝子体血管となって網膜表面をおおい，腔内は線維の網目が形成され一次硝子体となる．これは，やがて外胚葉由来の二次硝子体へ置き換わる．

11. 水晶体前面には空間が生じる．将来の前房となる．
    前房と水晶体・虹彩色素上皮とのあいだの間葉は，瞳孔膜・虹彩実質となる．前房と表層外胚葉とのあいだの間葉は，角膜の実質・内皮となる．

12. 角膜表面の表層外胚葉は角膜上皮となる．折り畳まれ眼瞼が出来る．

13. 眼杯外層は，網膜虹彩部では前上皮層となり瞳孔括約筋と散大筋に分化する．括約筋は瞳孔縁近くで独立するが括約筋は後上皮層に接している．

14. 水晶体は，外胚葉の一部が肥厚し胞状に陥入することから，上皮細胞が内側に閉じ込められるのが特徴である．水晶体小胞の前部は一層の上皮細胞層であるが，赤道部から後半部（硝子体側）は次第に上皮細胞の背が高くなり（線維化）小胞の内腔を埋めるようになる．水晶体タンパクが合成されるにつれ透明化する．線維配列やタンパク合成が攪乱されると（先天）白内障の元となる．

    水晶体の位置が決まると後房に相当する空間に線維構造が出現し，一部は毛様体と水晶体を連結する Zinn小帯となる．三次硝子体である．

15. 新生児では，眼軸 17.5 mm，質量 2.3 g，体積 2.2 mℓ．
    成人では，眼軸 23.5 mm，質量 7.4 g，体積 7.2 mℓ．

§．加  齢    aging

定型的な加齢変化を列記する．各項目にも別途記述があるので確認すること．

ページのトップへ

2012