形態発生学：巨視的な力の分子制御が脊椎動物の後腸形成を駆動する
Nature 565, 7740 doi: 10.1038/s41586-018-0865-9
胚の腸管は円筒状の構造をしており、ここから気道と消化管が生じる。内胚葉はまず上皮シートとして出現し、明確な消化器官や呼吸器官の形態形成はその後に起こることが明らかにされているが、腸管形成の途中過程についてはまだ比較的調べられていない。今回我々は、ニワトリ胚において、腸管の初期の形態形成の根底にある巨視的な力の分子制御について調べた。腸管は、2つの内胚葉の陥入［胚の吻端方向にある前腸門（AIP）と尾端にある後腸門（CIP）］が互いの方向へと移動し、内胚葉を内側へと引き込みながら最終的に卵黄柄（哺乳類ではへそ）で互いに合することで形成される、と説明されてきた。前腸がAIPの移動により形成されることは記述的特徴が明らかにされているのに対し、後腸はそれとは異なる機構で形成される可能性が高く、その機構はこれまで完全には説明されていなかった。我々は、後腸が、CIP自体の移動ではなく、固定されたCIPを介した集団的な細胞運動によって形成されることを見いだした。さらに、in vivo画像化法、生物物理学、数理モデリングを、分子的手法および発生学的手法と組み合わせることで、収縮力に勾配があり、これが後腸形成中の内胚葉で細胞の運動を駆動し、それによって形成中の後腸の組織スケールでの後方伸長が可能になることが明らかになった。この力の勾配は次いで、繊維芽細胞増殖因子シグナル伝達の形態形成的な勾配に応答して確立される。その結果、収縮する細胞が、受動的な細胞において繊維芽細胞増殖因子レベルを低い状態から高い状態へと引き上げて収縮を誘導することで、細胞を次々に伸長中の後腸へと引き込む、という重要な正のフィードバックが生じると、我々は提唱する。これらの知見は、腸の初期発生に関する手掛かりをもたらすとともに、脊椎動物の形態形成において、組織レベルの大規模な力がいかにして発生シグナルへとさかのぼれるかを明らかにするものである。
