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発生学1:始原生殖細胞∼受精

Dr. Vilas Gayakwad
@Wikipedia
発生学を勉強する意味
• 発生の過程を把握することで、解剖で得た組織
や臓器の形状・関係の理解をより確かにできる
• 鰓弓を理解することで、神経とその支配領域の関
係が理解できる
• どこの組織がどの胚葉由来か理解することで、各
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人間の発生の時間軸
• 生殖細胞と体細胞の分化は胎内で第四週から始まっている
第四週
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男性
原始生殖細
胞の移動
誕生
月経 排卵
原始生殖細
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原始生殖細胞
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に卵黄嚢から性腺に移
動する
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原始生殖細胞の移動
• http://embryology.med.unsw.edu.au/Movies/genital/germcell.htm
テラトーマ

• 外胚葉・中胚葉・内胚葉すべ
ての組織に分化しうる多能性
の幹細胞からできた腫瘍
• 始原生殖細胞が正常とは異な
る部位に紛れ込んだことが原
因であると示唆する研究結果
が出ている
• 口腔咽頭テラトーマ
M. Varras, ...
卵母細胞の減数分裂
「グレイの解剖学」より
• 一個の卵母細胞からは一個の成
熟卵子しかできない。ほかは極
体になる。
卵胞と黄体
• follicle: 卵胞
• corpus luteum: 黄体
• corpus albicans: 白体
卵胞は排卵後14日間黄体
として存在し、受精しなけ
ればその後白体を経て消失
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卵母細胞の減数分裂
• 排卵の時点では一次
減数分裂(複糸期)
の途中

• 受精の前までに減数
分裂第二期まで進む
排卵の瞬間(copyright free)
卵の減数分裂と排卵

David Greenstein, Control of oocyte meiotic maturation and
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女性の年齢と染色体異常
• 出生時:卵母細胞の個数 600,000∼800,000→思春期:
400,000→排卵される個数:500
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精母細胞の減数分裂
一個の精母細胞
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子ができる
第一精母細胞
第二精母細胞
精子
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細精管での精子の生成
精細胞
精母細胞と減数分裂
• 思春期の少し前に性腺に
内腔ができ精細管となる
• 同時に原始生殖細胞が精
母細胞へ分化
• 細胞膜はつながったまま
• セルトリ細胞がこれらを
包み保護・栄養供給・成
熟精子の放出を担当
1. 基底膜
2. 精原細胞
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Nephron@Wikipedia撮影
細精管の精子
異常な精子
• 精子の10%は奇形で
あり、運動能力がな
く受精に至らない
Xenzo@Wikipedia作
染色体異常と流産
• 受精卵のうち50%は自然流産に至る
• 自然流産する受胎産物のうち50%は深刻な染色体異常を持つ
• つまり、受胎産物のうち25%は深刻な染色体異常を持つ
• 流産児に多いのはターナー症候群・三倍体・16トリソミー
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染色体異常の種類
• 染色体の数の異常と構造の異常の二種類
• 常染色体のモノソミー(相同染色体が一本のみ)は致死
• 主なトリソミー:21トリソミー(ダウン症)・18トリソミー・13
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• 性染色体異常:ターナー症候群(Xのみ)・X...
ダウン症(21トリソミー)
• 幅広い顔・舌が突き出ている・つり目・蒙古襞・小さい耳
• 知的障害・心臓疾患を高頻度で併発。白血病や感染症、甲状腺
の疾患・早老症に罹患しやすい
• アルツハイマー症に早期・高頻度で罹患
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18トリソミー
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• 知的障害
• 先天的心臓疾患
• 耳の位置が低い
• 口が小さい
• 顎が低発達
• 尺骨・橈骨の低発達/
欠如
• 1年生存率は5%以下
18トリソミー(写真)
Bobjgalindo@Wikipedia 撮影
• 手が握り締められている
• 人差し指と小指が中指の上
に重なっている
参考リンク:
• https://courses.stu.qmul.ac.uk/SMD/
kb/...
13トリソミー
• 20000人の新生児に一人
• 知的障害
• 全前脳胞症
• 口蓋裂・唇裂
• 小眼症・無眼症
• 一年後の生存率は5%以下
Chan A et al@WikiLecture撮影
ターナー症候群(XO)
• 雄性配偶子において減数分裂で組み
替えがおきなかったこと、X遺伝子
の構造異常・有糸分裂でのモザイク
などが原因
• 98%の胎児は自然流産する
• 容貌は女性だが、卵巣がなく膣も短
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Angelman' Syndorome
• 母由来の15q11-15q13が数塩基かけている
• 多くの例で痙攣を有する
• 知的障害
• 発作的に笑う
• 染色体の欠損が大きい場合、メラニンの生成に関わる遺
伝子も欠損するため、皮膚と眼の色素...
Prader-Willi Syndorome
• 父由来の15q11-15q13
が数塩基かけている
• 知的障害
• 肥満
• 性腺機能不全
• 睾丸停留
Preder-Willi 症候群の顔の
特徴:顔が長く、上唇が薄
く、鼻が高い
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参考文献
• 本資料の記述は "Langman's Medical
Embryology" [Thomas W. Sadler PhD] に基づ
いています。
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発生学1:始原生殖細胞~受精

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ヒトの始原生殖細胞が卵子、精子になり、受精するまでの過程について、臨床にフォーカスをおいてスライドを作りました。自習や輪講、授業の理解の補強などに使ってもらえれば幸いです。基本的にはLangmanのEmbryologyに準拠していますが、教科書をまとめるだけでは芸がないので、イメージを的確に表す(かつ著作権に問題のない)画像を添えることに力を入れました。発生学は解剖学や病理学にも役立ちますので、これを機会に興味を持ってもらえるといいなと思います。

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    1. 1. 発生学1:始原生殖細胞∼受精 Dr. Vilas Gayakwad @Wikipedia
    2. 2. 発生学を勉強する意味 • 発生の過程を把握することで、解剖で得た組織 や臓器の形状・関係の理解をより確かにできる • 鰓弓を理解することで、神経とその支配領域の関 係が理解できる • どこの組織がどの胚葉由来か理解することで、各 組織の性質を把握でき、ガンなどの病理診断や、 今後の経過(増殖・転移など)の予測に役立つ
    3. 3. 人間の発生の時間軸 • 生殖細胞と体細胞の分化は胎内で第四週から始まっている 第四週 女性 受精 思春期 男性 原始生殖細 胞の移動 誕生 月経 排卵 原始生殖細 胞の移動 休止 休止 減数分裂 射精
    4. 4. 原始生殖細胞 • 始原生殖細胞:配偶子 に分化する細胞 • 始原生殖細胞は原腸胚 形成時に体細胞になる 細胞とは区別される • 始原生殖細胞は第四週 に卵黄嚢から性腺に移 動する "Germ plasm in Eleutherodactylus coqui, a direct developing frog with large eggs", Richard P Elinson et al. 卵嚢内の原始生殖細胞
    5. 5. 原始生殖細胞の移動 • http://embryology.med.unsw.edu.au/Movies/genital/germcell.htm
    6. 6. テラトーマ • 外胚葉・中胚葉・内胚葉すべ ての組織に分化しうる多能性 の幹細胞からできた腫瘍 • 始原生殖細胞が正常とは異な る部位に紛れ込んだことが原 因であると示唆する研究結果 が出ている • 口腔咽頭テラトーマ M. Varras, Ch. Akrivis, Ch. Plis, and G. Tsoukalos, “Antenatal Sonographic Diagnosis of Pharyngeal Teratoma: Our Experience of a Rare Case with Review of the Literature,” Obstetrics and Gynecology International, vol. 2009, Article ID 180643, 4 pages, 2009.
    7. 7. 卵母細胞の減数分裂 「グレイの解剖学」より • 一個の卵母細胞からは一個の成 熟卵子しかできない。ほかは極 体になる。
    8. 8. 卵胞と黄体 • follicle: 卵胞 • corpus luteum: 黄体 • corpus albicans: 白体 卵胞は排卵後14日間黄体 として存在し、受精しなけ ればその後白体を経て消失 • 配偶子のまわりに洞が発 生し液体に満たされる「グレイの解剖学」より
    9. 9. 卵母細胞の減数分裂 • 排卵の時点では一次 減数分裂(複糸期) の途中 • 受精の前までに減数 分裂第二期まで進む 排卵の瞬間(copyright free)
    10. 10. 卵の減数分裂と排卵 David Greenstein, Control of oocyte meiotic maturation and fertilization (2005), WormBook, ed. Department of Cell and Developmental Biology, Vanderbilt University School of Medicine, Nashville, TN 37232 USA. より • 排卵直前まで 卵は第一減数 分裂複糸期に 留まる • 排卵後分裂を 再開
    11. 11. 女性の年齢と染色体異常 • 出生時:卵母細胞の個数 600,000∼800,000→思春期: 400,000→排卵される個数:500 • 原始卵母細胞は出生時までに複糸期に進み、排卵少し前ま でそのまま • 複糸期にとどまる理由はなぞ(ほかの状態と比べて外乱に 強いのかどうかもわからない) • 妊娠時の母親の年齢が上がるほど染色体異常の率も増える
    12. 12. 精母細胞の減数分裂 一個の精母細胞 からは四個の精 子ができる 第一精母細胞 第二精母細胞 精子 Nephron@Wikipedia 細精管での精子の生成 精細胞
    13. 13. 精母細胞と減数分裂 • 思春期の少し前に性腺に 内腔ができ精細管となる • 同時に原始生殖細胞が精 母細胞へ分化 • 細胞膜はつながったまま • セルトリ細胞がこれらを 包み保護・栄養供給・成 熟精子の放出を担当 1. 基底膜 2. 精原細胞 3. 一次精母細胞 4. 二次精母細胞 5. 精細胞 6. 成熟精細胞 7. セルトリ細胞 8. 密着結合 Uwe Gille@Wikipedia作 (ライセンス:GFDL)
    14. 14. Nephron@Wikipedia撮影 細精管の精子
    15. 15. 異常な精子 • 精子の10%は奇形で あり、運動能力がな く受精に至らない Xenzo@Wikipedia作
    16. 16. 染色体異常と流産 • 受精卵のうち50%は自然流産に至る • 自然流産する受胎産物のうち50%は深刻な染色体異常を持つ • つまり、受胎産物のうち25%は深刻な染色体異常を持つ • 流産児に多いのはターナー症候群・三倍体・16トリソミー • 出生時の深刻な異常のうち染色体異常は10%・突然変異は8%
    17. 17. 染色体異常の種類 • 染色体の数の異常と構造の異常の二種類 • 常染色体のモノソミー(相同染色体が一本のみ)は致死 • 主なトリソミー:21トリソミー(ダウン症)・18トリソミー・13 トリソミー • 性染色体異常:ターナー症候群(Xのみ)・XXX・XXYなどいろいろ • 常染色体構造異常:Angelman's Syndrome(母側の15染色体が数塩 基欠けている)Prader-Will Syndorome(父側の染色体の同じ位置が 欠けている)
    18. 18. ダウン症(21トリソミー) • 幅広い顔・舌が突き出ている・つり目・蒙古襞・小さい耳 • 知的障害・心臓疾患を高頻度で併発。白血病や感染症、甲状腺 の疾患・早老症に罹患しやすい • アルツハイマー症に早期・高頻度で罹患 • 手の平が大きく、一本に皺が通っている Centers for Disease Control and Prevention, National Center on Birth Defects and Developmental Disabilities (public domain) Loranchet@Wikipedia撮影
    19. 19. 18トリソミー • 5000人の新生児のう ち一人 • 知的障害 • 先天的心臓疾患 • 耳の位置が低い • 口が小さい • 顎が低発達 • 尺骨・橈骨の低発達/ 欠如 • 1年生存率は5%以下
    20. 20. 18トリソミー(写真) Bobjgalindo@Wikipedia 撮影 • 手が握り締められている • 人差し指と小指が中指の上 に重なっている 参考リンク: • https://courses.stu.qmul.ac.uk/SMD/ kb/microanatomy/humandev2/ alanbatesanswers/4a.htm • http://rosyur.blogspot.jp/2012/05/ trisomy-18.html
    21. 21. 13トリソミー • 20000人の新生児に一人 • 知的障害 • 全前脳胞症 • 口蓋裂・唇裂 • 小眼症・無眼症 • 一年後の生存率は5%以下 Chan A et al@WikiLecture撮影
    22. 22. ターナー症候群(XO) • 雄性配偶子において減数分裂で組み 替えがおきなかったこと、X遺伝子 の構造異常・有糸分裂でのモザイク などが原因 • 98%の胎児は自然流産する • 容貌は女性だが、卵巣がなく膣も短 い • 肩が翼状であり胸の幅が広く乳首の 間が広い Johannes Nielsen撮影(CC-BY-2.0)
    23. 23. Angelman' Syndorome • 母由来の15q11-15q13が数塩基かけている • 多くの例で痙攣を有する • 知的障害 • 発作的に笑う • 染色体の欠損が大きい場合、メラニンの生成に関わる遺 伝子も欠損するため、皮膚と眼の色素異常がよく起きる
    24. 24. Prader-Willi Syndorome • 父由来の15q11-15q13 が数塩基かけている • 知的障害 • 肥満 • 性腺機能不全 • 睾丸停留 Preder-Willi 症候群の顔の 特徴:顔が長く、上唇が薄 く、鼻が高い Raphaelo@Wikipedia撮影
    25. 25. 参考文献 • 本資料の記述は "Langman's Medical Embryology" [Thomas W. Sadler PhD] に基づ いています。
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