動物の消化管の発生のメカニズムから人体の形成過程を探る

脊椎動物に共通する消化器官の順序

動物の消化管は、ニワトリでは受精卵が誕生してから2日くらいで体内に管の形ができて、さらに数日のうちに、細かい器官に分化していきます。消化管は人間を含む脊椎動物の場合、口から肛門に向かって、咽頭、食道、胃、十二指腸、小腸、大腸の順に連続して並んでいて、通常、この順序が入れ替わることはありません。その消化器官の発生のメカニズムについて研究が進められています。

前腸と後腸が真ん中でつながる

器官の発生と分化を調べるためには、ニワトリを使った実験がよく行われます。生命の元になる胚が、親の体内ではなく体の外で発生し、しかも卵黄の上にのっているため、観察しやすいからです。細胞を特殊な蛍光物質で染色するなどの方法を使い、成長にともなって細胞がどう移動していくのかを観察します。
消化管は初期状態では、大きく前腸と後腸に分けられます。発生当初の胚は、平たい形をしています。平面状だった胚は、ある時急に起き上がるような形で前方の端が曲がり、折れ目のようなものができます。同時に折れ目がもう1つ逆向きにもでき、それがZ字形に深くなっていくことで、袋状の構造ができあがり、それが前腸となります。同じような折れ曲がりが胚の後方にもでき、袋状となって後腸を形作ります。そして、前腸は後方へと伸び、後腸は前方へと伸びていき、真ん中で2つの管がつながって、1本の長い消化管となるのです。

人体の構造の起源を見る

消化管は、動物の体の中でもごく初期にできるものなので、消化管の発生を調べると、人間の体全体がどのように形作られていくのか、ということも少しずつわかってきます。消化管がどのような細胞の動きでできていくのかを観察すると、頭や顔の構造がどのようにできあがっていくかという、平面的な胚が立体的な人体となっていく過程も見えてきます。
私たち人間の、人間らしい体がどのようにできるのか、それを調べるためのヒントが、消化管の発生にも隠されているのです。

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東京都立大学理学部生命科学科准教授福田公子先生

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発生生物学

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