Research press release

【発生生物学】培養したヒト胚の初期発生を追跡観察する

Nature

Developmental biology: Early development of human embryos tracked in culture

培養条件下でヒト胚の発生の初期段階を最長10~13日間調べた結果を報告する2編の論文が、今週、NatureとNature Cell Biologyに掲載される。ヒト胚が、シャーレで培養された状態であっても自己組織化(細胞分裂と形状再構成が関係する過程)を行い、その際の変化が、母体からの合図によって生じる変化と類似していることが、これら2つの研究で明らかになった。

ヒト胚の発生のごく初期の段階についての研究が行われたことはあるが、これまでのところ、シャーレの中のヒト胚を発生7日目(ヒト胚が通常子宮内に着床する時期)まで維持することは困難だった。Natureに論文が掲載されるAli BrivanlouたちとNature Cell Biologyに論文が掲載されるMagdalena Zernicka-Goetzたちは、シャーレの中のヒト胚が自己組織化できることを明らかにした。いずれの研究グループもZernicka-Goetzたちが開発したマウス胚の培養法を用いて、最長で発生10~13日目に起こるさまざまな現象(細胞分裂が進行する胚段階である胚盤胞の形成から胚が子宮壁[培養条件下では着床基材]に着床してからの着床後期まで)について報告している。両グループの観察結果は、細胞種指定や組織構築などマウス胚とヒト胚の発生の違いを明らかにしている。

両グループが行った実験は、国際的に認められたガイドラインに従い、発生14日目まで、または原始線条という細胞系統が形成されるまで実施された。今週、Natureに掲載されるInsoo Hyun、Amy Wilkerson、Josephine Johnston のComment記事では、この14日ルールが、厳しい制限を課した上で胚の研究を許可する場合には効果的だったと説明されており、その理由としては、これまで科学者がこのルールを破ることが技術的に困難だった点が指摘されている。Hyunたちは、このルールは「ヒト胚が道徳的地位を得る時点を示す明確な一線を引くことを目的としていなかった」点を強調し、むしろ「科学研究の余地を作り出し、それと同時にヒト胚の研究に関する国民の意見の多様性を尊重するための公共政策手段だった」と述べている。科学の発達とその潜在的利益を踏まえたルール変更の決定を行うか否かは、ルール変更によってこの2つの主要な目標をどれだけ達成できるかにかかっている、とHyunたちは主張している。Hyunたちは、今後の合意形成過程に専門家と政策立案者、患者、関心を有する市民を参加させることを提言している。

The early stages of development of the human embryo are studied in culture for up to 10-13 days in two separate studies published in Nature and Nature Cell Biology this week. Both studies show that, even in a petri dish, human embryos can self-organize - a process involving cell divisions and shape rearrangements - and that the changes they undergo are similar to those that occur in the presence of maternal cues.

Although very early stages of human embryo development have been studied before, so far it has been challenging to keep human embryos in a petri dish past the seventh day of development, when they usually implant into the womb. Ali Brivanlou and colleagues, writing in a paper published in Nature, and Magdalena Zernicka-Goetz and colleagues, writing in a separate paper in Nature Cell Biology, have shown that the human embryo can self-organize in a petri dish. Using a technique previously developed by the second set of authors for culturing mouse embryos, both groups report various events taking place up to 10-13 days of development, from the formation of the blastocyst - an embryo stage in which cell divisions are underway - to the post-implantation stage, which occurs after the embryo has adhered to the wall of the womb, or, in this case, an attachment substrate. These observations highlight developmental differences between mouse and human embryos, including cell-type specification and tissue organization.

In accordance with internationally recognised guidelines, the experiments were concluded before 14 days into development or the formation of a line of cells known as the primitive streak. In a Comment piece published in Nature this week, Insoo Hyun, Amy Wilkerson and Josephine Johnston explain that the 14-day rule has been effective at permitting research on embryos within strict constraints in part because, until now, it has been technologically challenging for scientists to break it. They stress that this rule was “never intended to be a bright line denoting the onset of moral status in human embryos.” Instead, they write, it is "a public-policy tool designed to carve out a space for scientific inquiry and simultaneously show respect for the public’s diverse views on research on human embryos.” Any decision to revise the rule in light of the evolving science and its potential benefits must depend on how well the proposed changes can achieve these two chief goals, the authors argue. They recommend that any future processes of consensus-building involve experts, policy makers, patients and concerned citizens.

The last paragraph of this press release refers to a Nature Comment piece, not a Nature research paper. Comment pieces are topical, authoritative Op-Eds pertaining to scientific research and its ramifications.

doi: 10.1038/nature17948

「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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