管状の臓器の発生の仕組みをマウスで解明―まず長さ方向に伸び、ついで管径が拡大：理化学研究所ほか
(2018年7月26日発表)
理化学研究所と神戸大学の共同研究グループは7月26日、気管など管状の臓器が正しい形へと発生する仕組みをマウスで明らかにしたと発表した。この成果は先天性気管狭窄（きょうさく）症などの病理の理解や再生臓器の成形などに役立つという。
気管、食道、腸のような太い筒状構造の臓器を管腔臓器といい、管の長さや太さ、その配置は精密に制御されている。変形したりすると正常な機能が果たせなくなるが、管腔臓器の全体像を体系的に理解する研究はこれまでなく、管腔臓器が作られるメカニズムは分かっていなかった。
研究グループは今回胎児のマウスを用いて、まず気管の形成を研究、発生過程で気管の長さと太さが決まっていく仕組みを調べた。その結果、気管の形成過程は2段階に分かれており、初めに長さ方向に伸長し、続いて径が拡大することが分かった。この内腔拡大は細胞増殖によるよりも、上皮細胞の形態変化や配列再編成が主な要因だった。
長軸方向への伸長に関しては、分泌たんぱく質Wnt5aとその受容体Ror2に変異のあるマウスは気管が短いことを見出した。遺伝子の機能解析から、Wnt5a－Ror2シグナルにより、気管平滑筋のもとになる細胞が円周方向に秩序正しく配列して連結され、気管上皮の長軸方向の伸長を促していることが分かった。
管腔直径の拡大に関しては、軟骨の形成に関わるSox9遺伝子が気管軟骨組織の分化・成長を促して径の調節をしていることを見出した。
平滑筋や軟骨はいずれも間充織と呼ばれる結合組織に由来する組織であり、今回の研究成果から、間充織細胞の極性、分化が管構造の形成に重要な役割を担うことが明らかになったとしている。