発生学 · 10.4
筋系:臨床
Muscular System — Clinical
🧠 筋の欠損・低形成を見たら、筋前駆細胞だけでなく、血管・結合組織・隣接臓器との発生相互作用まで考える。 Poland症候群Poland syndrome Poland症候群(Poland syndrome)Poland syndrome(Poland症候群) では血管供給途絶が有力仮説、プルーンベリー症候群Prune-belly syndrome / Eagle-Barrett syndrome プルーンベリー症候群(Prune-belly syndrome / Eagle-Barrett syndrome)Prune-belly syndrome / Eagle-Barrett syndrome(プルーンベリー症候群) では病因未確定、横隔膜異常では胸腹膜襞 pleuroperitoneal folds 胸腹膜襞(pleuroperitoneal folds) pleuroperitoneal folds(胸腹膜襞) 由来結合組織が重要であり、いずれも単純な「筋細胞の分化障害」だけでは説明できない。
Poland症候群
大胸筋pectoralis major 大胸筋(pectoralis major)pectoralis major(大胸筋) (特に胸肋部)の欠損または低形成を特徴とする先天異常 congenital anomalies 先天異常(congenital anomalies) congenital anomalies(先天異常) で、しばしば同側の合指症syndactyly合指症(syndactyly)syndactyly(合指症)・短合指症brachysyndactyly短合指症(brachysyndactyly)brachysyndactyly(短合指症)や乳腺・皮下脂肪subcutaneous fat 皮下脂肪(subcutaneous fat)subcutaneous fat(皮下脂肪) の低形成を伴う。発生頻度はおよそ3万出生に1例とされ、ほぼ常に片側性である(両側例は文献上15例程度の報告にとどまる)。散発例sporadic case 散発例(sporadic case)sporadic case(散発例) では男性が女性の約3倍、右側が左側の約1.7倍と偏るが、家族例familial case 家族例(familial case)familial case(家族例) ではこの性差・左右差を認めない。1
- 胸壁側:大胸筋 pectoralis major 大胸筋(pectoralis major) pectoralis major(大胸筋) 以外にも広背筋 latissimus dorsi広背筋(latissimus dorsi) latissimus dorsi(広背筋)・三角筋deltoid muscle三角筋(deltoid muscle)deltoid muscle(三角筋)・前鋸筋serratus anterior前鋸筋(serratus anterior)serratus anterior(前鋸筋)・棘上筋supraspinatus棘上筋(supraspinatus)supraspinatus(棘上筋)・棘下筋infraspinatus棘下筋(infraspinatus)infraspinatus(棘下筋)・外腹斜筋external oblique 外腹斜筋(external oblique)external oblique(外腹斜筋) の低形成を伴うことがある。大胸筋pectoralis major 大胸筋(pectoralis major)pectoralis major(大胸筋) を欠くため前腋窩ヒダが形成されず、肋骨・肋軟骨costal cartilages 肋軟骨(costal cartilages)costal cartilages(肋軟骨) の低形成があると患側の胸壁が陥凹する。1
- 上肢側:手・手関節の低形成が最も多く、前腕・上腕へ及ぶものほど少ない。異常の幅は合指症syndactyly合指症(syndactyly)syndactyly(合指症)・短合指症brachysyndactyly 短合指症(brachysyndactyly)brachysyndactyly(短合指症) から、まれに海豹肢症phocomelia海豹肢症(phocomelia)phocomelia(海豹肢症)様の重度欠損まで広い(09-5-clinical)。1
💡 病因は未確定だが、最も広く受け入れられているのは鎖骨下動脈 subclavian artery 鎖骨下動脈(subclavian artery) subclavian artery(鎖骨下動脈) 供給途絶連鎖(SASDS)である。 妊娠6週ごろに近位の鎖骨下動脈 subclavian artery 鎖骨下動脈(subclavian artery) subclavian artery(鎖骨下動脈) とその枝の発生が妨げられ、大胸筋pectoralis major 大胸筋(pectoralis major)pectoralis major(大胸筋) と遠位上肢への血流が減るという筋立てで、どこで途絶するかによって別の症候群になると説明される。1
| 途絶する部位 | 生じるとされる表現型 |
|---|---|
| 内胸動脈internal thoracic artery 内胸動脈(internal thoracic artery)internal thoracic artery(内胸動脈) の血流の途絶 | 大胸筋pectoralis major 大胸筋(pectoralis major)pectoralis major(大胸筋) の欠損と同側の乳房低形成 |
| 椎骨動脈vertebral artery 椎骨動脈(vertebral artery)vertebral artery(椎骨動脈) の起始より遠位・内胸動脈internal thoracic artery 内胸動脈(internal thoracic artery)internal thoracic artery(内胸動脈) の起始より近位での鎖骨下動脈 subclavian artery 鎖骨下動脈(subclavian artery) subclavian artery(鎖骨下動脈) の途絶 | Poland症候群Poland syndromePoland症候群(Poland syndrome)Poland syndrome(Poland症候群) |
| 内胸動脈internal thoracic artery 内胸動脈(internal thoracic artery)internal thoracic artery(内胸動脈) の起始より遠位での鎖骨下動脈 subclavian artery 鎖骨下動脈(subclavian artery) subclavian artery(鎖骨下動脈) の途絶 | 横断性の四肢末端欠損 |
| 椎骨動脈vertebral artery 椎骨動脈(vertebral artery)vertebral artery(椎骨動脈) の全長または一部での血流の途絶 | Klippel-Feil症候群Klippel-Feil syndromeKlippel-Feil症候群(Klippel-Feil syndrome)Klippel-Feil syndrome(Klippel-Feil症候群) |
⚠️ SASDSは確定機序ではない。 Poland症候群Poland syndrome Poland症候群(Poland syndrome)Poland syndrome(Poland症候群) でありながら動脈の異常が見つからなかった症例報告があり、この仮説には反論がある。大胸筋pectoralis major 大胸筋(pectoralis major)pectoralis major(大胸筋) は体壁の筋(10-2-head-limb-body-wall-muscles)に由来し、大胸筋pectoralis major 大胸筋(pectoralis major)pectoralis major(大胸筋) の遊走と手指の分離はいずれも妊娠6〜8週に起こるので、血流以外の遺伝的・外的要因がこの時期に働いた可能性も提唱されている。血流障害を確定原因とはせず、複数の発生機序を含みうる症候群として理解する。1
プルーンベリー症候群
腹壁筋abdominal wall muscles 腹壁筋(abdominal wall muscles)abdominal wall muscles(腹壁筋) の広範な低形成・欠損により腹壁がしわの寄った(プルーン様の)外観を呈するプルーンベリー症候群Prune-belly syndrome / Eagle-Barrett syndromeプルーンベリー症候群(Prune-belly syndrome / Eagle-Barrett syndrome)Prune-belly syndrome / Eagle-Barrett syndrome(プルーンベリー症候群)は、Eagle-Barrett症候群とも呼ばれる。腹壁筋abdominal wall muscles 腹壁筋(abdominal wall muscles)abdominal wall muscles(腹壁筋) 欠損・尿路異常・両側停留精巣cryptorchidism停留精巣(cryptorchidism)cryptorchidism(停留精巣)が古典的三徴 Classic Triad 古典的三徴(Classic Triad) Classic Triad(古典的三徴) で、遺伝的に不均一な疾患であり男児に多い。2
⚠️ 腹壁筋abdominal wall muscles 腹壁筋(abdominal wall muscles)abdominal wall muscles(腹壁筋) 欠損と尿路異常が合併する機序は未確定である。胎児期fetal period 胎児期(fetal period)fetal period(胎児期) の尿路閉塞・巨大膀胱megacystis 巨大膀胱(megacystis)megacystis(巨大膀胱) が腹壁筋 abdominal wall muscles 腹壁筋(abdominal wall muscles) abdominal wall muscles(腹壁筋) 発生を二次的に妨げる説を含め、複数の発生学的・遺伝学的仮説が提唱されている。腹壁筋abdominal wall muscles腹壁筋(abdominal wall muscles)abdominal wall muscles(腹壁筋)・尿路系・精巣下降testicular descent 精巣下降(testicular descent)testicular descent(精巣下降) (15-1-urinary-system)の異常が三徴としてセットで問われる点を、病因仮説とは分けて押さえる。2
⚠️ 臨床像の幅が広く、予後は症例ごとに大きく異なる。 まれな疾患だが、慢性腎臓病chronic kidney disease, CKD慢性腎臓病(chronic kidney disease, CKD)chronic kidney disease, CKD(慢性腎臓病)をはじめとする重篤な合併症へ進みうる点で軽視できない。2
横隔膜の筋に関連する異常
横隔膜の筋前駆細胞は頸部体節から遊出 diapedesis (emigration) 遊出(diapedesis (emigration)) diapedesis (emigration)(遊出) し(10-2-head-limb-body-wall-muscles)、胸腹膜襞pleuroperitoneal folds 胸腹膜襞(pleuroperitoneal folds)pleuroperitoneal folds(胸腹膜襞) (pleuroperitoneal folds; PPFs)へ到達してPPFs由来結合組織のシグナルを受けながら広がる。PPFsは筋結合組織と中心腱 central tendon 中心腱(central tendon) central tendon(中心腱) も形成するため、横隔膜は複数系譜 lineage 系譜(lineage) lineage(系譜) の協調で作られる。3
先天性横隔膜ヘルニアcongenital diaphragmatic hernia先天性横隔膜ヘルニア(congenital diaphragmatic hernia)congenital diaphragmatic hernia(先天性横隔膜ヘルニア)(11-4-clinical)では、筋前駆細胞の動員不全だけでなく、PPFs由来の筋結合組織線維 connective tissue fibers 結合組織線維(connective tissue fibers) connective tissue fibers(結合組織線維) 芽細胞の異常が重要である。4 実験的に広い無筋領域を作ってもヘルニアが必ず生じるわけではなく、筋欠損だけでは発症に十分でない——ただし原著は、そうした無筋領域がヘルニアを起こしやすくはあるという但し書きを添えている。5 詳細は横隔膜発生(11-3-diaphragm-formation)を参照。
筋原性調節因子と分化障害
MyoD・Myf5(10-1-skeletal-striated-muscle)は骨格筋系譜 lineage 系譜(lineage) lineage(系譜) を決める筋原性調節因子 Myogenic regulatory factors 筋原性調節因子(Myogenic regulatory factors) Myogenic regulatory factors(筋原性調節因子) だが、動物モデルanimal models 動物モデル(animal models)animal models(動物モデル) で骨格筋が完全に欠損するのは両方を同時に欠いたときである。マウスのMyoD単独ホモノックアウト knock-out ノックアウト(knock-out) knock-out(ノックアウト) は生存・繁殖可能で、下流のミオゲニン myogenin ミオゲニン(myogenin) myogenin(ミオゲニン) もほぼ正常量が作られ、組織学的な筋の異常も検出されない。骨格筋がまったく形成されず致死になるのはMyoDとMyf5の二重ホモ変異体のときで、両者には機能的な冗長性 redundancy 冗長性(redundancy) redundancy(冗長性) があるとされる(この整理は同論文の考察 discussion 考察(discussion) discussion(考察) が先行研究をまとめたもので、同論文自身の実験結果ではない)。6 一方Myf5単独ノックアウトマウス knockout mouse ノックアウトマウス(knockout mouse) knockout mouse(ノックアウトマウス) は骨格筋自体は正常に発生するものの肋骨遠位部 pars distalis 遠位部(pars distalis) pars distalis(遠位部) を欠き、呼吸できずに出生直後死亡する。7
💡 単独欠損が無症状という意味ではない。MyoD変異マウス胚ではhypaxial(四肢・腹壁)の筋の発生が約2日遅れ、Myf5変異胚ではepaxial(傍脊柱paravertebral傍脊柱(paravertebral)paravertebral(傍脊柱)・肋間)の筋で同様の遅れが出る——10-1-skeletal-striated-muscleの epimere/hypomere という筋節の2区分が、そのまま2つの因子に対応する形で現れる。6
ヒトでも両アレル性 biallelic 両アレル性(biallelic) biallelic(両アレル性) の機能喪失は報告されているが、いずれもごく少数の家系にとどまる。
| 遺伝子 | ヒトでの表現型 | 報告の規模 |
|---|---|---|
| MYOD1 | 周産期致死性 lethality 致死性(lethality) lethality(致死性) の胎児無動fetal akinesia 胎児無動(fetal akinesia)fetal akinesia(胎児無動) 連鎖。子宮内発育不全intrauterine growth restriction子宮内発育不全(intrauterine growth restriction)intrauterine growth restriction(子宮内発育不全)・多発性関節拘縮arthrogryposis multiplex congenita多発性関節拘縮(arthrogryposis multiplex congenita)arthrogryposis multiplex congenita(多発性関節拘縮)・肺低形成pulmonary hypoplasia 肺低形成(pulmonary hypoplasia)pulmonary hypoplasia(肺低形成) を伴い、子宮内あるいは出生直後に死亡する | 2016年に近親婚 consanguineous marriage 近親婚(consanguineous marriage) consanguineous marriage(近親婚) 家系の2同胞群3例で報告されたのが最初で、それ以前にMYOD1はヒトの遺伝性疾患と結び付けられていなかった6 |
| MYF5 | 肋骨・椎体の異常を伴う外眼筋麻痺 external ophthalmoplegia 外眼筋麻痺(external ophthalmoplegia) external ophthalmoplegia(外眼筋麻痺) (EORVA)。先天性・非進行性の外眼筋 extraocular muscles 外眼筋(extraocular muscles) extraocular muscles(外眼筋) の眼筋麻痺ophthalmoplegia眼筋麻痺(ophthalmoplegia)ophthalmoplegia(眼筋麻痺)と眼瞼下垂 ptosis 眼瞼下垂(ptosis) ptosis(眼瞼下垂) に、側弯scoliosis (lateral spinal curvature)側弯(scoliosis (lateral spinal curvature))scoliosis (lateral spinal curvature)(側弯)・斜頸torticollis斜頸(torticollis)torticollis(斜頸)・肋骨低形成を伴う常染色体潜性 autosomal recessive 常染色体潜性(autosomal recessive) autosomal recessive(常染色体潜性) 疾患 | 2018年の初報以来、2024年時点で4つのバリアントが知られる(既報3バリアントが4家系6例、これに新規1バリアントの1家系3同胞が加わる)7 |
💡 筋の発生そのものを止める変異が「めったに見つからない」ことには、探索の届きにくさも寄与している。 胎児無動fetal akinesia 胎児無動(fetal akinesia)fetal akinesia(胎児無動) 連鎖には20を超える遺伝子が関連づけられており、その多くは神経筋の経路の構成分子をコードする。周産期致死の疾患は検体の入手とDNADNA(deoxyribonucleic acid)の質の制約 Limitations 制約(Limitations) Limitations(制約) から研究しにくく、MYOD1の機能喪失アレルが長く見つからなかった理由の一つに挙げられている。6 臨床で出会う筋の低形成・萎縮も、筋原性調節因子Myogenic regulatory factors 筋原性調節因子(Myogenic regulatory factors)Myogenic regulatory factors(筋原性調節因子) そのものの欠損としてではなく、神経支配の欠如(脊髄性筋萎縮症spinal muscular atrophy脊髄性筋萎縮症(spinal muscular atrophy)spinal muscular atrophy(脊髄性筋萎縮症)など)や結合組織の異常を介した二次的なものとして現れることが多い。
まとめ
- Poland症候群Poland syndrome Poland症候群(Poland syndrome)Poland syndrome(Poland症候群) は大胸筋 pectoralis major 大胸筋(pectoralis major) pectoralis major(大胸筋) (特に胸肋部)の欠損・低形成と同側上肢異常を示す。ほぼ常に片側性で、散発例sporadic case 散発例(sporadic case)sporadic case(散発例) は男性・右側に偏る。
- Poland症候群Poland syndrome Poland症候群(Poland syndrome)Poland syndrome(Poland症候群) の局所血流障害(SASDS)は確定原因ではなく有力仮説である。鎖骨下動脈subclavian artery 鎖骨下動脈(subclavian artery)subclavian artery(鎖骨下動脈) のどこで途絶するかで表現型が変わるという枠組みで、椎骨動脈vertebral artery 椎骨動脈(vertebral artery)vertebral artery(椎骨動脈) の途絶はKlippel-Feil症候群 Klippel-Feil syndrome Klippel-Feil症候群(Klippel-Feil syndrome) Klippel-Feil syndrome(Klippel-Feil症候群) に対応づけられる。
- プルーンベリー症候群Prune-belly syndrome / Eagle-Barrett syndrome プルーンベリー症候群(Prune-belly syndrome / Eagle-Barrett syndrome)Prune-belly syndrome / Eagle-Barrett syndrome(プルーンベリー症候群) (Eagle-Barrett症候群)は腹壁筋 abdominal wall muscles 腹壁筋(abdominal wall muscles) abdominal wall muscles(腹壁筋) 欠損・尿路異常・両側停留精巣 cryptorchidism 停留精巣(cryptorchidism) cryptorchidism(停留精巣) の三徴を示す。男児に多く病因は未確定で、慢性腎臓病chronic kidney disease, CKD 慢性腎臓病(chronic kidney disease, CKD)chronic kidney disease, CKD(慢性腎臓病) など重篤な合併症へ進みうる。
- 横隔膜筋は頸部体節由来でPPFsへ動員され、先天性横隔膜ヘルニアcongenital diaphragmatic hernia 先天性横隔膜ヘルニア(congenital diaphragmatic hernia)congenital diaphragmatic hernia(先天性横隔膜ヘルニア) にはPPFs由来結合組織の異常も重要である。無筋領域はヘルニアを起こしやすくするが、それだけでは発症に十分でない。
- 骨格筋が完全に欠損するのはMyoDとMyf5を同時に欠いたときで、単独欠損では冗長性 redundancy 冗長性(redundancy) redundancy(冗長性) が働く。ヒトのMYOD1欠損(周産期致死性 lethality 致死性(lethality) lethality(致死性) の胎児無動 fetal akinesia 胎児無動(fetal akinesia) fetal akinesia(胎児無動) 連鎖)・MYF5欠損(EORVA)はいずれもごく少数の家系の報告にとどまり、臨床で出会う筋萎縮 muscle wasting (muscle atrophy) 筋萎縮(muscle wasting (muscle atrophy)) muscle wasting (muscle atrophy)(筋萎縮) は神経支配障害などによる二次性のものが中心である。
出典
- 1.A narrative review of Poland's syndrome: theories of its genesis, evolution and its diagnosis and treatment(Translational Pediatrics・2021)Poland症候群は大胸筋低形成・欠損を主徴とし、鎖骨下動脈供給途絶連鎖(SASDS)が「the most accepted pathogenic mechanism」だが確定機序ではない(動脈の異常を認めない症例報告がある)。全文の Epidemiology 節は、総説が引く先行文献の値としておよそ1:30,000出生、男女比3:1、右:左=1.7:1、家族例では性差も右側優位も認めないことを挙げる。Clinical spectrum 節は片側性の大胸筋大・小の低形成/無形成を特徴とし、広背筋・三角筋・前鋸筋・棘上筋・棘下筋・外腹斜筋の低形成を伴いうること、大胸筋の欠損で前腋窩ヒダが形成されないこと、手・手関節(89%)から前腕(37%)・上腕(7%)へ及ぶほど頻度が下がりまれにphocomelia様の欠損に至ること、両側例は文献上15例の報告にとどまることを述べる。SASDSの枠組みでは、内胸動脈の血流途絶=大胸筋欠損と同側乳房低形成、椎骨動脈起始より遠位かつ内胸動脈起始より近位の鎖骨下動脈途絶=Poland症候群、内胸動脈起始より遠位の途絶=横断性四肢欠損、椎骨動脈の途絶=Klippel-Feil症候群、と表現型が対応づけられている。大胸筋の遊走と手指の分離はともに妊娠6〜8週に起こる閲覧 2026-09-06
- 2.Prune-belly Syndrome: An Update(Current Pediatric Reviews・2025)抄録が「The Prune-Belly (Eagle-Barrett) syndrome (PBS) is a congenital and genetically heterogeneous disease, more prevalent in males, defined by the clinical triad (1) deficiency of abdominal muscles, (2) bilateral cryptorchidism, and (3) urinary tract abnormalities」と述べ、病因は未解明で複数の理論・変異・遺伝的異常が提唱されていること、臨床像の幅が広く予後が症例ごとに大きく異なること、まれではあるが慢性腎臓病その他の重篤な合併症へ進みうることを述べる。非オープンアクセスで、確認できたのは抄録の範囲である閲覧 2026-09-06
- 3.Developmental origin and morphogenesis of the diaphragm, an essential mammalian muscle(Developmental Biology・2018)横隔膜筋前駆細胞は頸部体節から遊出して胸腹膜襞へ到達し、胸腹膜襞は結合組織と中心腱を生じる閲覧 2026-08-22
- 4.Muscle connective tissue controls development of the diaphragm and is a source of congenital diaphragmatic hernias(Nature Genetics・2015)胸腹膜襞由来の筋結合組織線維芽細胞は横隔膜形成を制御し、その異常は先天性横隔膜ヘルニアの発生源となる閲覧 2026-08-22
- 5.Fibroblast-derived Hgf controls recruitment and expansion of muscle during morphogenesis of the mammalian diaphragm(eLife・2022)胸腹膜襞由来線維芽細胞のHGFは筋前駆細胞の動員に必要だが、広い無筋領域だけでは横隔膜ヘルニア成立に十分でない。要旨は「Surprisingly, large muscleless regions in HGF and Met mutants do not lead to hernias. While these regions are likely more susceptible to CDH, muscle loss is not sufficient to cause CDH.」と、無筋領域がCDHを起こしやすくはあることを但し書きとして残している閲覧 2026-08-22
- 6.Deficiency of the myogenic factor MyoD causes a perinatally lethal fetal akinesia(Journal of Medical Genetics・2016)近親婚家系の2同胞群3例の周産期致死性胎児無動連鎖について、MYOD1のホモ接合ナンセンス変異 c.188C>A p.(Ser63*) を同定し「the first human phenotype that appears to be attributable to LOF of the myogenic factor MyoD」と述べる。考察は、MyoDホモノックアウトマウスが「viable and fertile, produce seemingly normal amounts of the downstream myogenin protein and have no histologically detectable muscle abnormalities」であり、骨格筋が完全に欠損する致死表現型はMyf5との二重ホモ変異体でのみ生じる(機能的冗長性がある)こと、MyoD変異マウス胚ではhypaxial(四肢・腹壁)筋の発生が2日遅れ、Myf5変異体ではepaxial(傍脊柱・肋間)筋で同様の遅れが出ることを整理する。導入は胎児無動連鎖に20を超える遺伝子が関連づけられ、その多くが神経筋の経路の構成分子をコードすることを述べる。周産期致死疾患が検体とDNAの制約で研究しにくいという記述は考察にある閲覧 2026-09-06
- 7.Identification of a Novel Frameshift Variant in MYF5 Leading to External Ophthalmoplegia with Rib and Vertebral Anomalies(Genes・2024)EORVA(external ophthalmoplegia with rib and vertebral anomalies)はMYF5の両アレル性バリアントによる常染色体潜性疾患で、先天性・非進行性の外眼筋麻痺と眼瞼下垂に椎体・肋骨の異常、側弯、斜頸を伴い、2018年にDi Gioiaらが3家系で初めて報告した。既報の3バリアントは4つの無関係な家系の6人で報告されており、本報告はこれに新規の c.596dupA p.(Asn199Lysfs*49) をもつ1家系3同胞を加えて「With four MYF5 variants now discovered」と述べる。またMYF5とMYODの両方を欠くマウスでは骨格筋が形成されず出生直後に死亡し、どちらか一方の正常コピーがあれば筋は部分的あるいは完全に発生すること、Myf5単独ノックアウトマウスは骨格筋自体は正常に発生するが肋骨遠位部を欠き呼吸不全で出生直後に死亡することを整理している閲覧 2026-09-06