Research press release

発生学:ヒトの初期発生を解明する新たな手掛かり

Nature

Embryology: Insights into early human development

初期発生の重要な事象である原腸形成過程におけるヒト胚を細胞レベルと分子レベルで初めて詳細に調べた結果について報告する論文が、今週、Nature に掲載される。今回の知見は、ヒトの発生における中心的段階だが、なかなか調べることができない原腸形成期について、独自の手掛かりをもたらしている。

原腸形成は、ヒトの初期発生における決定的瞬間であり、原腸形成過程は、受精の約14日後に始まり、1週間強にわたって続く。現在のところ、ヒトの原腸形成の解明は、実験モデルを使った研究が大部分を占めており、ヒト胚を直接調べた研究はない。原腸形成期のヒト胚は入手困難で、これまで国際的ガイドラインによってヒト胚の培養が受精後14日以内に限定されてきたことが一因になっている。

今回、Shankar Srinivasたちは、自発的妊娠中絶の後に研究に提供された単一のヒト胚(受精後16~19日に相当する)を分析し、存在する細胞タイプとそれらが発現する遺伝子を詳細に明らかにし、実験モデルと比較した。検出された細胞の中には、始原生殖細胞(卵子または精子細胞の元になる前駆細胞)と赤血球が含まれていた。また、Srinivasたちは、原腸形成期に神経系における細胞運命の指定が始まっていないことも明らかにした。

今回調べられたのは単一のヒト胚だが、得られた知見は、他のモデル系での実験を解釈するための新たな背景となるものである。また、Srinivasたちは、これらのデータは、これまで探究されていなかったヒト胚発生の主要段階である原腸形成に関する独自の知見をもたらしたと結論付けている。

The first detailed cellular and molecular examination of a human embryo in the process of gastrulation, an important event in early development, is presented online in this week’s Nature. The findings offer a unique insight into a central, but sometimes inaccessible, stage of human development.

Gastrulation is a defining moment in early human development. This process starts approximately 14 days after fertilization and continues for slightly over a week. Currently, our understanding of human gastrulation is largely limited to experimental models, and is yet to be studied directly, as human embryos at this stage have been difficult to obtain, in part because the culture of human embryos has previously been limited to 14 days after fertilization by international guidelines.

Shankar Srinivas and colleagues analysed a single human embryo, donated to research after voluntary termination of pregnancy, at a stage corresponding to between 16 and 19 days after fertilization, and provide a detailed description of the cell types present and of the genes they express, making comparisons with experimental models. The authors detected primordial germ cells (precursor cells that give rise to egg or sperm cells) and red blood cells, among others. Additionally, they found that cell specification in the nervous system had not yet begun at this stage of development.

Although only a single embryo was studied, the findings provide new context for interpreting experiments in other model systems. These data also offer unique insights into human gastrulation, a previously unexplored and fundamental stage of human embryonic development, the authors conclude.

doi: 10.1038/s41586-021-04158-y

「Nature 関連誌注目のハイライト」は、ネイチャー広報部門が報道関係者向けに作成したリリースを翻訳したものです。より正確かつ詳細な情報が必要な場合には、必ず原著論文をご覧ください。

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