43.6A:器官形成

器官形成

器官形成は、外胚葉、内胚葉、および中胚葉である胚の三つの胚組織層が生物の内臓に発達する過程である。 器官は生殖層から分化を経て形成されます:あまり専門化されていない細胞がより専門化された細胞型になるプロセス。 これは、接合体が完全に発達した生物になるにつれて何度も発生しなければならない。 分化の間に、胚性幹細胞は、それらの最終的な細胞型を決定する特定の遺伝子セットを発現する。 例えば、外胚葉中のいくつかの細胞は、皮膚細胞に特異的な遺伝子を発現するであろう。 その結果、これらの細胞は表皮細胞に分化する。 したがって、分化のプロセスは、細胞シグナリングカスケードによって調節される。

脊椎動物では、器官形成の主要なステップの1つは神経系の形成である。 外胚葉は、上皮細胞および組織、ならびに神経組織を形成する。 神経系の形成の間に、成長因子と呼ばれる特別なシグナル伝達分子は、外胚葉の端にあるいくつかの細胞が表皮細胞になるように信号を送る。 中央の残りの細胞は神経板を形成する。 成長因子によるシグナル伝達が中断された場合、外胚葉全体が神経組織に分化するであろう。 神経板は、それがロールアップし、神経管と呼ばれるチューブを形成する細胞の動きのシリーズを受けます。 さらに発達すると、神経管は脳と脊髄を生じさせるでしょう。

画像
図\(\PageIndex{1}\):神経管の形成:外胚葉の中心領域が神経管を形成し、脳と脊髄を生じさせる。

脊椎動物の神経管の両側にある中胚葉は、動物の体の様々な結合組織に発達します。 遺伝子発現の空間的パターンは、中胚葉を体節と呼ばれる細胞のグループに再編成し、それらの間にスペースを有する。 体節はさらに肋骨、肺、および分節(脊椎)筋肉に発達する。 中胚葉はまた、棒状であり、動物の体の中心軸を形成する脊索と呼ばれる構造を形成する。

image
図\(\PageIndex{1}\):中胚葉:中胚葉は、心筋、骨格筋、平滑筋、腎臓内の組織、および赤血球の産生を助けます。

内胚葉は、最初は平坦化された細胞で構成され、その後円柱状になります。 それは、消化管全体(口および咽頭の一部を除く)および直腸の末端部分(外胚葉の退縮によって裏打ちされる)の上皮内層を形成する。 それはまたレバーおよび膵臓のそれらを含む消化管に、開くすべての腺のライニングの細胞を形作ります;聴覚の管およびtympanicキャビティの上皮;肺の気管、 さらに、内胚葉は、胃、結腸、肝臓、膵臓、膀胱、気管の上皮部分、肺、咽頭、甲状腺、副甲状腺、および腸を含む内臓を形成する。



+