発生学 · 6.3
胚子期(器官形成):内胚葉由来組織
The Embryonic Period, Weeks 3–8 — Endoderm derivatives
🧠 内胚葉は「一本の管(原始腸管primitive gut tube原始腸管(primitive gut tube)primitive gut tube(原始腸管))の内張りと、そこから芽吹く腺・実質臓器solid organ実質臓器(solid organ)solid organ(実質臓器)」と覚える。 原腸形成gastrulation 原腸形成(gastrulation)gastrulation(原腸形成) で作られた内胚葉は、胚子の折りたたみ(06-4-embryonic-folding)によって扁平な層から一本の原始腸管primitive gut tube原始腸管(primitive gut tube)primitive gut tube(原始腸管)へと丸め込まれる。この管の上皮(内張り)と、そこから憩室状に芽吹いて分化する実質臓器 solid organ 実質臓器(solid organ) solid organ(実質臓器) (肝臓・膵臓・甲状腺など)が内胚葉由来組織のほぼすべてである。
原始腸管とその上皮由来組織
胚子の折りたたみ(06-4-embryonic-folding)により、内胚葉は前腸・中腸midgut中腸(midgut)midgut(中腸)・後腸hindgut 後腸(hindgut)hindgut(後腸) からなる一本の管になる(14-1-gut-tube-divisionsで詳述)。内胚葉は消化管・呼吸器・関連腺のほぼ全ての上皮性(実質)成分を作る(結合組織・平滑筋は側板中胚葉 lateral plate mesoderm 側板中胚葉(lateral plate mesoderm) lateral plate mesoderm(側板中胚葉) 由来、06-2-mesoderm-derivatives)。1
| 部位 | 内胚葉由来の構造 |
|---|---|
| 消化管上皮 | 咽頭・食道・胃・小腸・大腸の粘膜上皮 mucosal epithelium 粘膜上皮(mucosal epithelium) mucosal epithelium(粘膜上皮) と腺 |
| 呼吸器 | 喉頭・気管・気管支・肺の上皮と腺(13-1-respiratory-diverticulum) |
| 肝臓・胆道系 | 肝細胞、胆管上皮bile duct epithelium胆管上皮(bile duct epithelium)bile duct epithelium(胆管上皮)、胆嚢上皮(前腸の腹側憩室由来) |
| 膵臓 | 外分泌・内分泌(膵島islet膵島(islet)islet(膵島))実質細胞 parenchymal cell 実質細胞(parenchymal cell) parenchymal cell(実質細胞) (前腸の腹側・背側憩室由来) |
| 咽頭由来の内分泌・免疫器官 | 甲状腺濾胞細胞thyroid follicular cell 甲状腺濾胞細胞(thyroid follicular cell)thyroid follicular cell(甲状腺濾胞細胞) (正中の甲状舌管 thyroglossal duct 甲状舌管(thyroglossal duct) thyroglossal duct(甲状舌管) 由来)、副甲状腺、胸腺(咽頭嚢pharyngeal pouch 咽頭嚢(pharyngeal pouch)pharyngeal pouch(咽頭嚢) 由来、16-1-pharyngeal-branchial-apparatus) |
| 泌尿生殖器の一部 | 膀胱・尿道の上皮(尿生殖洞urogenital sinus 尿生殖洞(urogenital sinus)urogenital sinus(尿生殖洞) 由来、15-1-urinary-system)。膀胱三角部trigone of the bladder 膀胱三角部(trigone of the bladder)trigone of the bladder(膀胱三角部) の上皮も内胚葉由来である 2。腟上皮vaginal epithelium 腟上皮(vaginal epithelium)vaginal epithelium(腟上皮) (ヒトでは最終的に尿生殖洞 urogenital sinus 尿生殖洞(urogenital sinus) urogenital sinus(尿生殖洞) 由来の細胞のみになる) 3 |
| 中耳 | 耳管の上皮と、鼓室tympanic cavity 鼓室(tympanic cavity)tympanic cavity(鼓室) のうち腹側・鼓膜内側の上皮(第1咽頭嚢 pharyngeal pouch 咽頭嚢(pharyngeal pouch) pharyngeal pouch(咽頭嚢) 由来、18-2-middle-ear)。上鼓室epitympanum 上鼓室(epitympanum)epitympanum(上鼓室) の上皮の由来は資料によって割れる 4 |
💡 膀胱三角部trigone of the bladder 膀胱三角部(trigone of the bladder)trigone of the bladder(膀胱三角部) は「中胚葉の島」ではない。 古典的な見方では、三角部だけが中胚葉由来のウォルフ管 Wolffian duct (mesonephric duct) ウォルフ管(Wolffian duct (mesonephric duct)) Wolffian duct (mesonephric duct)(ウォルフ管) から、膀胱の残りが内胚葉由来の尿生殖洞 urogenital sinus 尿生殖洞(urogenital sinus) urogenital sinus(尿生殖洞) から生じるとされてきた。しかし胎仔尿生殖洞 urogenital sinus 尿生殖洞(urogenital sinus) urogenital sinus(尿生殖洞) 間葉との組織再構成では、三角部上皮は内胚葉性の膀胱円蓋上皮と同じく前立腺上皮へ分化し、中胚葉性の尿管上皮のように精嚢 seminal vesicle 精嚢(seminal vesicle) seminal vesicle(精嚢) 上皮へ分化することはなかった。同論文が考察 discussion 考察(discussion) discussion(考察) で紹介するウォルフ管 Wolffian duct (mesonephric duct) ウォルフ管(Wolffian duct (mesonephric duct)) Wolffian duct (mesonephric duct)(ウォルフ管) 細胞の系譜 lineage 系譜(lineage) lineage(系譜) 追跡でも、出生後の三角部領域には標識が残らない。2
💡 腟上皮vaginal epithelium 腟上皮(vaginal epithelium)vaginal epithelium(腟上皮) の由来は資料によって割れる典型例で、ヒトとマウスで結論 conclusion 結論(conclusion) conclusion(結論) が違う。 ヒト発生学の教科書で最も広く使われているのは、尿生殖洞urogenital sinus 尿生殖洞(urogenital sinus)urogenital sinus(尿生殖洞) の背側壁から生じる球状 spherical 球状(spherical) spherical(球状) の膨隆(洞腟球)が腟板を作るというKoff(1933)の記載である。一方、ヒト胎児の連続組織切片 tissue section 組織切片(tissue section) tissue section(組織切片) と三次 tertiary 三次(tertiary) tertiary(三次) 元再構築 remodel 再構築(remodel) remodel(再構築) による再検討では、置き換わりは2段階で進む。まず発生8.5〜11週に、円柱状columnar 円柱状(columnar)columnar(円柱状) のミュラー上皮へ尿生殖洞 urogenital sinus 尿生殖洞(urogenital sinus) urogenital sinus(尿生殖洞) 由来の小型上皮細胞が侵入し、上皮としての体裁を保ったまま両系譜 lineage 系譜(lineage) lineage(系譜) の細胞が混在する上皮(退縮しつつあるミュラー細胞と健常な尿生殖洞 urogenital sinus 尿生殖洞(urogenital sinus) urogenital sinus(尿生殖洞) 細胞が混じった段階)ができる。次いで12〜16週に、ミュラー由来の細胞が尾側から頭側へ・外側から正中へと進む形で選択的に除去され、退縮細胞を除去する帯が正中に達した時点で腟上皮vaginal epithelium 腟上皮(vaginal epithelium)vaginal epithelium(腟上皮) は尿生殖洞 urogenital sinus 尿生殖洞(urogenital sinus) urogenital sinus(尿生殖洞) 由来の細胞のみになる。他方でマウスの系譜 lineage 系譜(lineage) lineage(系譜) 追跡は腟上皮 vaginal epithelium 腟上皮(vaginal epithelium) vaginal epithelium(腟上皮) のミュラー管 Müllerian duct ミュラー管(Müllerian duct) Müllerian duct(ミュラー管) 由来を支持しており、同じ論文がその食い違いを整理している。どちらか一方を消さず、「どの種の・どの手法の結論 conclusion 結論(conclusion) conclusion(結論) か」を添えて覚える。3
💡 中耳(鼓室tympanic cavity鼓室(tympanic cavity)tympanic cavity(鼓室))の上皮も「全部が内胚葉」とは言い切れない。 耳管と、鼓室tympanic cavity 鼓室(tympanic cavity)tympanic cavity(鼓室) のうち腹側・鼓膜内側を覆う上皮が第1咽頭嚢 pharyngeal pouch 咽頭嚢(pharyngeal pouch) pharyngeal pouch(咽頭嚢) の内胚葉に由来することは争われていない。しかしマウスでは、鼓室tympanic cavity 鼓室(tympanic cavity)tympanic cavity(鼓室) は内胚葉の袋がそのまま膨らんでできるのではなく、いったん神経堤由来の間葉で埋まってから空洞化 cavitation 空洞化(cavitation) cavitation(空洞化) する(18-2-middle-ear)。同じくマウスの系譜 lineage 系譜(lineage) lineage(系譜) 追跡では、空洞化cavitation 空洞化(cavitation)cavitation(空洞化) のあとに上鼓室epitympanum上鼓室(epitympanum)epitympanum(上鼓室)を覆う上皮はWnt1陽性、すなわち神経堤由来で、間葉が上皮へ転換したものとされる。一方でヒト胎児標本の免疫組織化学 immunohistochemistry (IHC) 免疫組織化学(immunohistochemistry (IHC)) immunohistochemistry (IHC)(免疫組織化学) 的検討は鼓室 tympanic cavity 鼓室(tympanic cavity) tympanic cavity(鼓室) 全体を内胚葉由来とするが、その解析は上鼓室 epitympanum 上鼓室(epitympanum) epitympanum(上鼓室) の空洞化 cavitation 空洞化(cavitation) cavitation(空洞化) より前の時期に行われている、と総説は指摘している。4 腟上皮vaginal epithelium 腟上皮(vaginal epithelium)vaginal epithelium(腟上皮) と同じく「どの種の・どの時期の観察か」を添えて覚える型である。
⭐ 「消化管・呼吸器・関連腺の上皮は内胚葉」「その周囲の結合組織・平滑筋・漿膜は中胚葉(臓側中胚葉splanchnic mesoderm臓側中胚葉(splanchnic mesoderm)splanchnic mesoderm(臓側中胚葉))」という組合せは、消化器・呼吸器の発生を扱う14-1-gut-tube-divisions・13-1-respiratory-diverticulum全体で繰り返し前提となる知識。
咽頭嚢由来の内分泌・リンパ組織
内胚葉性の咽頭嚢 pharyngeal pouch 咽頭嚢(pharyngeal pouch) pharyngeal pouch(咽頭嚢) (16-1-pharyngeal-branchial-apparatus)からは、消化管の上皮としては例外的な、内分泌・免疫系の実質臓器 solid organ 実質臓器(solid organ) solid organ(実質臓器) が多く生まれる。5
flowchart TD
A["原始咽頭の内胚葉性<span class='jp-term jp-term-diagram' title='pharyngeal pouch'>咽頭嚢</span>"]
A --> B["第1<span class='jp-term jp-term-diagram' title='pharyngeal pouch'>咽頭嚢</span> → <span class='jp-term jp-term-diagram' title='tympanic cavity'>鼓室</span>・耳管上皮"]
A --> C["第2<span class='jp-term jp-term-diagram' title='pharyngeal pouch'>咽頭嚢</span> → <span class='jp-term jp-term-diagram' title='palatine tonsil'>口蓋扁桃</span>の上皮"]
A --> D["第3<span class='jp-term jp-term-diagram' title='pharyngeal pouch'>咽頭嚢</span> → 下副甲状腺・胸腺"]
A --> E["第4<span class='jp-term jp-term-diagram' title='pharyngeal pouch'>咽頭嚢</span> → 上副甲状腺・<span class='jp-term jp-term-diagram' title='ultimobranchial body'>鰓後体</span>"]
E --> F["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='ultimobranchial body'>鰓後体</span>内胚葉 → <span class='jp-term jp-term-diagram' title='thyroid parafollicular cell'>甲状腺傍濾胞細胞</span>(C細胞)"]
⚠️ 甲状腺傍濾胞細胞thyroid parafollicular cell 甲状腺傍濾胞細胞(thyroid parafollicular cell)thyroid parafollicular cell(甲状腺傍濾胞細胞) (C細胞)の由来は書き分ける。 古典的な「神経堤由来」説は、ウズラ‐ニワトリキメラ chimeric キメラ(chimeric) chimeric(キメラ) で鰓後腺への神経堤細胞 neural crest cells 神経堤細胞(neural crest cells) neural crest cells(神経堤細胞) の運命地図を作った所見に基づくもので、哺乳類mammal 哺乳類(mammal)mammal(哺乳類) では検証されていなかった。マウスの系譜 lineage 系譜(lineage) lineage(系譜) 追跡ではSox17陽性の前方内胚葉のみがC細胞とその前駆細胞の供給源で、鰓後体ultimobranchial body 鰓後体(ultimobranchial body)ultimobranchial body(鰓後体) は第4咽頭嚢 pharyngeal pouch咽頭嚢(pharyngeal pouch) pharyngeal pouch(咽頭嚢)から生じる。ヒトについて示されているのは、甲状腺髄様癌medullary thyroid carcinoma (MTC)甲状腺髄様癌(medullary thyroid carcinoma (MTC))medullary thyroid carcinoma (MTC)(甲状腺髄様癌)の細胞で同じFoxa1/Foxa2の発現パターンが再現されたところまでである。6
内胚葉由来ではないもの(よくある誤解)
- 脾臓: 消化管に隣接するが実質は中胚葉由来(背側胃間膜dorsal mesogastrium 背側胃間膜(dorsal mesogastrium)dorsal mesogastrium(背側胃間膜) の間葉、06-2-mesoderm-derivatives)。
- 副腎髄質: 神経堤neural crest 神経堤(neural crest)neural crest(神経堤) 系譜 lineage 系譜(lineage) lineage(系譜) のSchwann細胞 Schwann cell Schwann細胞(Schwann cell) Schwann cell(Schwann細胞) 前駆細胞から生じるクロム親和性細胞 chromaffin cells クロム親和性細胞(chromaffin cells) chromaffin cells(クロム親和性細胞) が主体。7
- 膀胱・尿道の一部の上皮: 内胚葉(尿生殖洞urogenital sinus 尿生殖洞(urogenital sinus)urogenital sinus(尿生殖洞) 由来)だが、外陰部vulva 外陰部(vulva)vulva(外陰部) の皮膚は表面外胚葉 surface ectoderm表面外胚葉(surface ectoderm) surface ectoderm(表面外胚葉)。
💡 「消化管に近い・内分泌臓器である=内胚葉」と短絡しないことが重要。脾臓や副腎髄質のように、位置的に紛らわしいが由来が異なる臓器が試験で狙われやすい。
まとめ
- 内胚葉は胚子の折りたたみで一本の原始腸管 primitive gut tube 原始腸管(primitive gut tube) primitive gut tube(原始腸管) となり、消化管・呼吸器・関連腺のほぼ全ての上皮(実質)成分を作る。
- 肝臓・膵臓は前腸からの憩室、甲状腺濾胞thyroid follicle 甲状腺濾胞(thyroid follicle)thyroid follicle(甲状腺濾胞) 上皮は正中甲状腺原基 primordium原基(primordium) primordium(原基)、副甲状腺・胸腺とC細胞は咽頭嚢 pharyngeal pouch 咽頭嚢(pharyngeal pouch) pharyngeal pouch(咽頭嚢) 内胚葉由来。
- 上皮は内胚葉、それを取り巻く結合組織・平滑筋・漿膜は中胚葉という組合せが基本。
- 脾臓(中胚葉)と副腎髄質(神経堤neural crest 神経堤(neural crest)neural crest(神経堤) 系譜 lineage系譜(lineage) lineage(系譜))は内胚葉由来ではない一方、C細胞は古典的な神経堤由来説から改訂され、マウスの系譜 lineage 系譜(lineage) lineage(系譜) 追跡では第4咽頭嚢 pharyngeal pouch 咽頭嚢(pharyngeal pouch) pharyngeal pouch(咽頭嚢) 内胚葉(鰓後体ultimobranchial body鰓後体(ultimobranchial body)ultimobranchial body(鰓後体))由来とされる。
- 膀胱三角部trigone of the bladder 膀胱三角部(trigone of the bladder)trigone of the bladder(膀胱三角部) は古典的には中胚葉(ウォルフ管Wolffian duct (mesonephric duct)ウォルフ管(Wolffian duct (mesonephric duct))Wolffian duct (mesonephric duct)(ウォルフ管))由来とされてきたが、組織再構成と系譜 lineage 系譜(lineage) lineage(系譜) 追跡はいずれも内胚葉(尿生殖洞urogenital sinus尿生殖洞(urogenital sinus)urogenital sinus(尿生殖洞))由来を支持する。
- 中耳では耳管と鼓室 tympanic cavity 鼓室(tympanic cavity) tympanic cavity(鼓室) 腹側・鼓膜内側の上皮が第1咽頭嚢 pharyngeal pouch 咽頭嚢(pharyngeal pouch) pharyngeal pouch(咽頭嚢) の内胚葉由来だが、上鼓室epitympanum 上鼓室(epitympanum)epitympanum(上鼓室) の上皮はマウスの系譜 lineage 系譜(lineage) lineage(系譜) 追跡では神経堤由来(間葉が上皮へ転換したもの)とされ、ヒト胎児標本の検討は全体を内胚葉由来とする(ただし上鼓室 epitympanum 上鼓室(epitympanum) epitympanum(上鼓室) の空洞化 cavitation 空洞化(cavitation) cavitation(空洞化) より前の時期の解析)。
- 腟上皮vaginal epithelium 腟上皮(vaginal epithelium)vaginal epithelium(腟上皮) の由来はヒトとマウスで結論 conclusion 結論(conclusion) conclusion(結論) が割れており、ヒト胎児の再検討では8.5〜11週に両系譜 lineage 系譜(lineage) lineage(系譜) の細胞が混在する上皮ができ、12〜16週にミュラー由来の細胞が選択的に除去されて最終的に尿生殖洞 urogenital sinus 尿生殖洞(urogenital sinus) urogenital sinus(尿生殖洞) 由来の細胞のみになるとされる。
出典
- 1.Vertebrate endoderm development and organ formation(Annual Review of Cell and Developmental Biology・2009)内胚葉は消化器・呼吸器と関連臓器へ寄与し、原始腸管の形成・パターニングを経て臓器原基を生じる閲覧 2026-08-22
- 2.Endodermal origin of bladder trigone inferred from mesenchymal-epithelial interaction(The Journal of Urology・2010)導入で「古典的な見方では三角部は中胚葉由来のウォルフ管から、膀胱の残りは内胚葉由来の尿生殖洞から生じる」と述べたうえで、マウス三角部上皮とラット胎仔尿生殖洞間葉の組織再構成移植片が前立腺分泌物を発現し精嚢分泌物を発現しなかったこと(内胚葉性の膀胱円蓋上皮と同じ挙動、中胚葉性の尿管上皮とは逆)を報告し、三角部が内胚葉由来であるという仮説を補強すると結論している。考察は、ウォルフ管細胞を標識した系譜追跡(Batourina)で出生後に三角部領域の標識が消え共通排泄管細胞がアポトーシスに陥ることも紹介する閲覧 2026-09-06
- 3.The Development of the Human Female Reproductive Tract: Part 2—Vagina(Clinical Anatomy・2026)ヒト胎児の組織切片と三次元再構築により、主要所見として「the columnar Müllerian epithelium is invaded between 8.5 and 11 weeks of development by small urogenital epithelial cells without losing its epithelial appearance. Subsequently, the Müllerian cells are selectively eliminated between 12 and 16 weeks in a process that progresses from caudal to cranial and from lateral to medial through the vagina」と述べる。両系譜の細胞が混在するこの段階の上皮を原著は "transformational" epithelium(略号 TE)と名づけており、transitional の語は全文に一度も現れない。退縮細胞が急減する帯(purging zone)が正中に達した時点で腟上皮が尿生殖洞由来細胞のみになるとする。導入で、Koff(1933)の記載がヒト発生学の教科書で最も広く用いられている版であること、マウスの比較的新しい解析(Kurita 2010)は腟上皮のミュラー管由来を支持することを整理している閲覧 2026-09-06
- 4.Craniofacial transitions: the role of EMT and MET during head development(Development・2021)中耳の節で「More recent lineage-tracing studies show that neural crest-derived cells (Wnt1cre-positive) line the attic region of the middle ear in the adult」「For this to happen, these neural crest cells must undergo MET during cavitation, which begins in early postnatal development in the mouse」と述べ、ヒトについては「Studies of human foetal samples suggest an endodermal only-derived lining for the whole cavity, but these analyses were performed before cavitation of the attic」として、ヒト胎児標本の解析が上鼓室の空洞化より前の時期に行われている点を指摘する閲覧 2026-09-07
- 5.The pharyngeal pouches and clefts: Development, evolution, structure and derivatives(Seminars in Cell & Developmental Biology・2010)咽頭嚢は内胚葉と外胚葉の境界に形成され、胸腺・副甲状腺などへ分化する閲覧 2026-08-22
- 6.Revising the embryonic origin of thyroid C cells in mice and humans(Development・2015)従来の神経堤由来説はウズラ‐ニワトリキメラで鰓後腺への神経堤細胞の運命地図を作った所見に基づくもので哺乳類では検証されていなかったこと、マウスの系譜追跡ではSox17陽性の前方内胚葉のみがC細胞とその前駆細胞の供給源であること、鰓後体は第4咽頭嚢から生じることを確認した(Abstract・RESULTS冒頭)。ヒトについて示されているのは髄様癌細胞で同じFoxa1/Foxa2発現パターンが再現されたことである閲覧 2026-08-22
- 7.Adrenal medulla development and medullary-cortical interactions(Molecular and Cellular Endocrinology・2021)副腎髄質は神経堤系譜のSchwann細胞前駆細胞由来クロム親和性細胞からなる閲覧 2026-08-22