医学部発生学
(1-3)
創生応用医学研究センター
発生発達神経科学分野
大隅典子
発生関係コア・カリキュラム
C 医学一般
２ 個体の構成と機能
（４）個体の発生：個体と器官が形成される発生過程を理解する 1) 配偶子の形成から出生に至る一連の経過と胚形成の全体像を説明 できる 2) 体節の形成と分化を説明できる 3) 体幹と四肢の骨格と筋の形成過程を概説できる 4) 消化・呼吸器系各器官の形成過程を概説できる 5) 心血管系の形成過程を説明できる 6) 泌尿生殖系各器官の形成過程を概説できる 7) 胚内体腔の形成過程を概説できる 8) 鰓弓・鰓嚢の分化と頭・頸部と顔面・口腔の形成過程を概説できる 9) 神経管の分化と脳、脊髄、視覚器、平衡聴覚器と自律神経系の形成 過程を概説できる メインのコアカリ発生関連コア・カリキュラム
C 医学一般
２ 個体の構成と機能
（６）遺伝と遺伝子：遺伝子から蛋白質への流れにもとづいて生 命現象を学び、遺伝子工学の手法と応用やヒトゲノムの解析を 理解する 1) 遺伝子と染色体の構造を説明できる 2) ゲノムと遺伝子の関係が説明できる 3) DNAの合成、複製と修復を説明できる 4) DNAからRNAを経て蛋白質合成に至る遺伝情報の変換過程を説明 できる 5) プロモーター、転写因子等による遺伝子発言の調節を説明できる 6) PCRの原理とその方法を説明できる 7) ゲノム解析に基づくDNAレベルの個人差を説明できる 医化学、遺伝学でも扱われるが、ある程度は理解しておくべき発生関連コア・カリキュラム
C 医学一般
１ 生命現象の科学
（１）生命現象の物質的基盤 （２）生命の最小単位ー細胞 （３）生物の進化と多様性 （４）生態と行動 ２ 個体の構成と機能
（１）細胞の構成と機能 これらは１年次に習得していることなぜ発生を学ぶ
必要があるのか？
Cyclops
WAGR症候群
WAGR症候群
基礎医学としての発生生物学
先天異常の成立機序の理解
遺伝子診断
治療法開発
メカニズムの理解から治療へ！
患者 原因遺伝子の同定 原因遺伝子 の機能解明 治療法の開発iPS細胞を使った移植医療
�
幹細胞と発癌
基礎医学としての発生生物学
細胞増殖・分化、形態形成・
器官形成メカニズムの理解
先天異常の診断
再生医療
発癌予防
分子レベルでの理解
教科書 ・ラングマン人体発生学第10版 参考書 ・エッセンシャル発生生物学第２版 ・人体発生学（南山堂） ・ウィルト発生生物学
・Principles of Development (by Lewis Wolpert) ・Developmental Biology (by Scott Gilbert)
体細胞
!
2n!
１代限り
!
生殖細胞
!
1n!
次世代に続く
!
体細胞
vs 生殖細胞
接合子の形成＝遺伝的シャッフル
男性生殖細胞＝精子
女性生殖細胞＝卵子
ヒト染色体
普通の細胞には
46本の染色体が
女性：
46, XX
男性：
46, XY
常染色体：
22種 x 2
性染色体：
XX or XY
減数分裂：配偶子形成時に起きる分裂
有糸分裂：体細胞の分裂
2n→4n → 2n + 2n!
2n→4n → 2n + 2n → n x 4
!
生殖細胞形成の際に起きる分裂
減数分裂
DNA複製
相同染色体 の対合
染色体23組だと223＝約840万通り! 父方Ｘ母方でさらに違う組合せ＝約71兆通り! 染色体の組換えがあるのでさらに多様
減数分裂の意義
#1 #2 #3 父由来 母由来 生殖細胞=1n（ 23＝ 8通り） 2n!減数分裂
相同染色 体の対合
相同染色体の
体細胞分裂＝ゲノムの複製
減数分裂＝ゲノムの創出
多様性のうまれる仕組み
有性生殖はコストがかかる
無性生殖の方が子孫をたくさん残せる
親とは違う子どもを生み出す（赤の女王仮説）
寄生虫、病気と対抗できる
遺伝子の損傷に対向する
互いに破損している部分を補う
有害遺伝子が組み合わさった個体が生存できずに排
除される
有性生殖の意義
胎児期における卵母細胞形成
原始卵胞から一次卵胞へ
精巣の構造
出生後 胎生期 成熟後 排卵 受精
精子形成と卵子形成
減数分裂：生殖細胞形成時に起きる分裂 有糸分裂：体細胞の分裂 染色体数(2n)＝46, XX (女性）or 46, XY（男性） 4n → 2n + 2n! 4n → 2n + 2n → n x 4! 女性配偶子：卵子（23, X） 男性配偶子：精子（23, X or 23, Y）
配偶子形成のまとめ
相同染色体の! 交叉と組換えダウン症候群の核型
始原生殖細胞の
移動
受精
卵割
原腸陥入
神経管形成
体節形成
器官形成
基本的な発生のプロセス
排卵時の卵巣と卵管采の関係
Department of Biological Sciences Kent State University
Kent, Ohio 44242 Dr. Douglas Kline http://dept.kent.edu/biology/kline.htm 排卵直後の卵子 精子 先体 精子核 透明帯 第一極体
受精の過程
卵胞細胞 透明帯 透明帯への 精子の結合 先体反応 透明帯への侵入 細胞膜 の癒合 卵細胞質への 精子核の侵入受精後のカルシウムの波
受精前後の卵成熟因子活性の変化
未成熟 卵母細胞 第一減数 分裂の 完了 第二減数 分裂の開始 成熟卵母細胞 受精 第二減数 分裂の 完了 二倍体 接合子 カルシウムによる サイクリンの分解 MPF活性雄性前核と雌性前核の癒合＝接合子形成 受精能獲得
精子
第一減数分裂の完了卵子
先体反応 透明帯への侵入 細胞膜の癒合 核の移動 第二減数分裂の開始 皮質反応 カルシウム波 第二減数分裂の完了受精過程のまとめ
＊染色体の倍数性の回復
＊ゲノムの個人差確立
＊染色体的性の決定
卵割開始
雄性前核と雌性前核の癒合
＝接合子形成
ウニの発生
カエルの発生
ヒトの卵割
ヒトの初期発生（受精∼着床）
13日ヒト
胚子
原腸陥入＝中胚葉形成
原腸陥入
原始線条 胚盤葉上層 侵入しつつある 中胚葉細胞 胚盤葉下層 原始結節マウス胚走査電子
顕微鏡像
神経管形成と体節形成
発生第17日 発生第19日 発生第20日 発生第21日 外胚葉 中胚葉 内胚葉 体節 神経管ニワトリ胚 前後軸に沿った発生
神経ヒダ 神経溝 脊索 中胚葉 前腸 胚体外 中胚葉 外胚葉 中胚葉 内胚葉
頭部ヒダ 神経板 内胚葉
神経ヒダ 神経溝 中間中胚葉 体節 体腔 体側中胚葉 壁側中胚葉 外胚葉 中胚葉 内胚葉
外胚葉 中胚葉 内胚葉 神経ヒダ 体節 ヘンゼン 結節 中胚葉 血島 原始溝 原始堤 原始線条
発生第20日 発生第22日
ヒト胚子（
7-8週）
哺乳類
授乳する
子宮内で発生
胎盤形成
卵生の哺乳類 http://www.biological-j.net/blog/2008/02/000386.html胎膜と子宮壁との関係
ヒトの発育段階
第１週：受精、卵割、着床
第２週：胚葉形成、軸形成
第３週：神経管形成、体節形成
第4-5週：咽頭弓形成、感覚器形成
第6-7週：指形成
第8-9週：耳介形成
第10週：口蓋形成
ヒトの初期発生（第3-4週）
出典：http://anatomy.med.unsw.edu.au/cbl/embryo/Embryo.htm
St. 10 (week 4)
St. 7 (week 3) St. 9 (week 3)
ヒトの初期発生（第5-7週）
出典：http://anatomy.med.unsw.edu.au/cbl/embryo/Embryo.htm
St. 15 (week 5)
St. 13 (week 5) St. 14 (week 5)
ヒトの初期発生（第7-8週）
出典：http://anatomy.med.unsw.edu.au/cbl/embryo/Embryo.htm
St. 19 (week 7)
St. 21 (week 8)
ヒトの発育段階
第１週：受精、卵割、着床
第２週：胚葉形成、軸形成
第３週：神経管形成、体節形成
第4-5週：咽頭弓形成、感覚器形成
第6-7週：指形成
第8-9週：耳介形成
第10週：口蓋形成
臨界期 Critical period特別講義：先天異常の理解
安田峯生先生（広島大学名誉教授）
出生前診断
羊水穿刺
母体血検査（非侵襲的）
21トリソミーで感度99%
大隅ゼミ受講生募集！
最新の生命科学論文を読んでみたい人 再生医学、神経発生学等に興味のある人
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