発生学 · 19.2
眼:網膜・虹彩・毛様体
Eye — Retina, iris & ciliary body
🧠 眼杯optic cup 眼杯(optic cup)optic cup(眼杯) の外層 outer layer外層(outer layer) outer layer(外層)・内層inner layer 内層(inner layer)inner layer(内層) 主部・前方辺縁部は異なる運命をとる。 外層outer layer 外層(outer layer)outer layer(外層) →網膜色素上皮 retinal pigment epithelium網膜色素上皮(retinal pigment epithelium) retinal pigment epithelium(網膜色素上皮)、内層inner layer 内層(inner layer)inner layer(内層) 主部→神経網膜 neural retina神経網膜(neural retina) neural retina(神経網膜)、前方辺縁部→虹彩 iris虹彩(iris) iris(虹彩)・毛様体上皮ciliary epithelium 毛様体上皮(ciliary epithelium)ciliary epithelium(毛様体上皮) が基本対応である。ただし境界は完全な三分割ではなく、眼杯optic cup 眼杯(optic cup)optic cup(眼杯) lipには前眼部 anterior segment 前眼部(anterior segment) anterior segment(前眼部) と神経網膜 neural retina 神経網膜(neural retina) neural retina(神経網膜) へ寄与しうる共通前駆細胞がある。瞳孔筋は周囲間葉ではなく、眼杯optic cup 眼杯(optic cup)optic cup(眼杯) 神経外胚葉 neuroectoderm 神経外胚葉(neuroectoderm) neuroectoderm(神経外胚葉) が作る特殊な平滑筋である。123
網膜の分化:外層と内層
眼杯optic cup 眼杯(optic cup)optic cup(眼杯) (19-1-optic-vesicle-cup)の2枚の壁は、それぞれ異なる網膜の層になる。
flowchart TD
A["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='optic cup'>眼杯</span>の<span class='jp-term jp-term-diagram' title='outer layer'>外層</span>"]
A --> B["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='retinal pigment epithelium'>網膜色素上皮</span>:単層、メラニン含有"]
C["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='optic cup'>眼杯</span>の<span class='jp-term jp-term-diagram' title='inner layer'>内層</span>"]
C --> D["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='neural retina'>神経網膜</span>:<span class='jp-term jp-term-diagram' title='photoreceptor cell'>光受容細胞</span>・<span class='jp-term jp-term-diagram' title='bipolar cell'>双極細胞</span>・<span class='jp-term jp-term-diagram' title='ganglion cell'>神経節細胞</span>などの多層構造"]
| 由来 | 分化する構造 |
|---|---|
| 眼杯optic cup 眼杯(optic cup)optic cup(眼杯) 外層 outer layer外層(outer layer) outer layer(外層) | 網膜色素上皮retinal pigment epithelium 網膜色素上皮(retinal pigment epithelium)retinal pigment epithelium(網膜色素上皮) (単層) |
| 眼杯optic cup 眼杯(optic cup)optic cup(眼杯) 内層 inner layer 内層(inner layer) inner layer(内層) の主部 | 神経網膜neural retina 神経網膜(neural retina)neural retina(神経網膜) (光受容細胞photoreceptor cell 光受容細胞(photoreceptor cell)photoreceptor cell(光受容細胞) 層・介在ニューロン層・神経節細胞層ganglion cell layer神経節細胞層(ganglion cell layer)ganglion cell layer(神経節細胞層))1 |
眼杯optic cup 眼杯(optic cup)optic cup(眼杯) の外層 outer layer 外層(outer layer) outer layer(外層) と内層 inner layer 内層(inner layer) inner layer(内層) のあいだには、もとの眼胞 optic vesicle 眼胞(optic vesicle) optic vesicle(眼胞) の内腔に由来する狭い腔(intraretinal space)が一時的に残る。発生が進むと2層は向き合って密着するが、上皮どうしが強固に結合するわけではない——ここは接着の弱い面として残り、生後は神経網膜 neural retina 神経網膜(neural retina) neural retina(神経網膜) と網膜色素上皮 retinal pigment epithelium 網膜色素上皮(retinal pigment epithelium) retinal pigment epithelium(網膜色素上皮) のあいだの網膜下腔subretinal space網膜下腔(subretinal space)subretinal space(網膜下腔)にあたる。
💡 網膜が「本来2枚の壁が向き合っただけの構造」であることを知っていると、成人の網膜剥離retinal detachment網膜剥離(retinal detachment)retinal detachment(網膜剥離)がもともとの発生上の2層の間で剥がれる現象だと理解できる——網膜剥離 retinal detachment 網膜剥離(retinal detachment) retinal detachment(網膜剥離) は組織が新たに裂けるのではなく、発生学的な“継ぎ目”が開くという捉え方。この面で剥がれるのは内層 inner layer 内層(inner layer) inner layer(内層) 側(神経網膜neural retina神経網膜(neural retina)neural retina(神経網膜))で、網膜色素上皮retinal pigment epithelium 網膜色素上皮(retinal pigment epithelium)retinal pigment epithelium(網膜色素上皮) は脈絡膜 choroid 脈絡膜(choroid) choroid(脈絡膜) 側に残る。
神経節細胞ganglion cell 神経節細胞(ganglion cell)ganglion cell(神経節細胞) の軸索は眼杯 optic cup 眼杯(optic cup) optic cup(眼杯) の茎(眼柄, optic stalk)を通って間脳 diencephalon 間脳(diencephalon) diencephalon(間脳) へ向かい、視神経を形成する。視神経は発生学的には脳の一部(間脳diencephalon 間脳(diencephalon)diencephalon(間脳) の伸展)であるため、末梢神経ではなく中枢神経系の一部として扱われる。臨床的な帰結が3つある。
- 髄鞘を作るのはオリゴデンドロサイト oligodendrocyte オリゴデンドロサイト(oligodendrocyte) oligodendrocyte(オリゴデンドロサイト) であってSchwann細胞 Schwann cell Schwann細胞(Schwann cell) Schwann cell(Schwann細胞) ではない。 中枢神経の脱髄疾患 demyelinating disease 脱髄疾患(demyelinating disease) demyelinating disease(脱髄疾患) (多発性硬化症multiple sclerosis多発性硬化症(multiple sclerosis)multiple sclerosis(多発性硬化症))が視神経を侵し、視神経炎optic neuritis視神経炎(optic neuritis)optic neuritis(視神経炎)として発症しうるのはこのためである。
- 視神経は3層の髄膜に包まれ、その周囲のくも膜下腔 subarachnoid space くも膜下腔(subarachnoid space) subarachnoid space(くも膜下腔) は頭蓋内のくも膜下腔 subarachnoid space くも膜下腔(subarachnoid space) subarachnoid space(くも膜下腔) と連続している。 頭蓋内圧の上昇がそのまま視神経鞘 optic nerve sheath 視神経鞘(optic nerve sheath) optic nerve sheath(視神経鞘) へ伝わり、うっ血乳頭papilledemaうっ血乳頭(papilledema)papilledema(うっ血乳頭)を生じる。
- 中枢神経の軸索であるため、切断されても自然には再生しない。 末梢神経のような神経鞘(Schwann細胞Schwann cell Schwann細胞(Schwann cell)Schwann cell(Schwann細胞) と基底膜の筒)が再生軸索を導く仕組みが無く、視神経の断裂 rupture (tear) 断裂(rupture (tear)) rupture (tear)(断裂) による視力障害は回復しない。
虹彩・毛様体:眼杯の前方縁
眼杯optic cup 眼杯(optic cup)optic cup(眼杯) の前方の縁(辺縁部)は主として非感覚性 sensory 感覚性(sensory) sensory(感覚性) の虹彩 iris虹彩(iris) iris(虹彩)・毛様体上皮ciliary epithelium 毛様体上皮(ciliary epithelium)ciliary epithelium(毛様体上皮) へ分化する。ただし「網膜を全く形成しない」と固定するのは強すぎる。少なくとも鳥類 birds 鳥類(birds) birds(鳥類) では、眼杯optic cup 眼杯(optic cup)optic cup(眼杯) lipの共通前駆細胞が前眼部 anterior segment 前眼部(anterior segment) anterior segment(前眼部) 組織と神経網膜 neural retina 神経網膜(neural retina) neural retina(神経網膜) の双方へ寄与する。2
| 由来 | 分化する構造 |
|---|---|
| 眼杯optic cup 眼杯(optic cup)optic cup(眼杯) 前方縁(外層outer layer 外層(outer layer)outer layer(外層) +内層 inner layer内層(inner layer) inner layer(内層)) | 虹彩iris 虹彩(iris)iris(虹彩) の色素上皮 pigment epithelium色素上皮(pigment epithelium) pigment epithelium(色素上皮)・毛様体ciliary body 毛様体(ciliary body)ciliary body(毛様体) の上皮 |
| 隣接する間葉(大部分が神経堤由来、中胚葉由来はわずか) | 虹彩実質iris stroma虹彩実質(iris stroma)iris stroma(虹彩実質)・毛様体筋ciliary muscle毛様体筋(ciliary muscle)ciliary muscle(毛様体筋)4 |
| 眼杯optic cup 眼杯(optic cup)optic cup(眼杯) 前縁の神経外胚葉 neuroectoderm神経外胚葉(neuroectoderm) neuroectoderm(神経外胚葉) | 瞳孔括約筋sphincter pupillae瞳孔括約筋(sphincter pupillae)sphincter pupillae(瞳孔括約筋)・瞳孔散大筋dilator pupillae 瞳孔散大筋(dilator pupillae)dilator pupillae(瞳孔散大筋) (10-3-cardiac-smooth-muscleで触れた「平滑筋なのに中胚葉由来ではない」例外)54 |
⭐ 虹彩iris虹彩(iris)iris(虹彩)・毛様体ciliary body 毛様体(ciliary body)ciliary body(毛様体) の上皮は網膜と同じ眼杯 optic cup 眼杯(optic cup) optic cup(眼杯) 由来(神経外胚葉neuroectoderm神経外胚葉(neuroectoderm)neuroectoderm(神経外胚葉))だが、光を感じる機能はもたない——「眼杯optic cup 眼杯(optic cup)optic cup(眼杯) という1つの構造物から、後方は感覚器(網膜)、前方は非感覚性 sensory 感覚性(sensory) sensory(感覚性) の構造(虹彩iris虹彩(iris)iris(虹彩)・毛様体ciliary body毛様体(ciliary body)ciliary body(毛様体))が生まれる」という前後の役割分担が最重要ポイント Key principles重要ポイント(Key principles) Key principles(重要ポイント)。
💡 同じ「眼の平滑筋」でも、瞳孔筋と毛様体筋 ciliary muscle 毛様体筋(ciliary muscle) ciliary muscle(毛様体筋) は由来が違う。 瞳孔括約筋sphincter pupillae瞳孔括約筋(sphincter pupillae)sphincter pupillae(瞳孔括約筋)・散大dilation (mydriasis) 散大(dilation (mydriasis))dilation (mydriasis)(散大) 筋は眼杯 optic cup 眼杯(optic cup) optic cup(眼杯) の神経外胚葉 neuroectoderm 神経外胚葉(neuroectoderm) neuroectoderm(神経外胚葉) から作られるが、毛様体筋ciliary muscle 毛様体筋(ciliary muscle)ciliary muscle(毛様体筋) は周囲の間葉(大部分が神経堤由来)から作られる4。「眼杯optic cup 眼杯(optic cup)optic cup(眼杯) 前縁から生じる筋はすべて神経外胚葉由来 Neuroectoderm derivatives神経外胚葉由来(Neuroectoderm derivatives) Neuroectoderm derivatives(神経外胚葉由来)」とまとめない。
まとめ
- 眼杯optic cup 眼杯(optic cup)optic cup(眼杯) 外層 outer layer 外層(outer layer) outer layer(外層) は網膜色素上皮 retinal pigment epithelium 網膜色素上皮(retinal pigment epithelium) retinal pigment epithelium(網膜色素上皮) (単層)、内層inner layer 内層(inner layer)inner layer(内層) の主部は神経網膜 neural retina 神経網膜(neural retina) neural retina(神経網膜) (多層構造)に分化する。
- 外層outer layer 外層(outer layer)outer layer(外層) と内層 inner layer 内層(inner layer) inner layer(内層) の間の弱い癒着面(生後の網膜下腔 subretinal space網膜下腔(subretinal space) subretinal space(網膜下腔))が網膜剥離 retinal detachment 網膜剥離(retinal detachment) retinal detachment(網膜剥離) の発生学的背景となり、剥がれるのは常に内層 inner layer 内層(inner layer) inner layer(内層) 側の神経網膜 neural retina 神経網膜(neural retina) neural retina(神経網膜) である。
- 神経節細胞ganglion cell 神経節細胞(ganglion cell)ganglion cell(神経節細胞) の軸索は眼柄を通って視神経となり、視神経は中枢神経系の一部として扱われる——髄鞘化 myelination 髄鞘化(myelination) myelination(髄鞘化) はオリゴデンドロサイト oligodendrocyteオリゴデンドロサイト(oligodendrocyte) oligodendrocyte(オリゴデンドロサイト)、髄膜に包まれくも膜下腔 subarachnoid space くも膜下腔(subarachnoid space) subarachnoid space(くも膜下腔) は頭蓋内と連続、切断後は再生しない。
- 眼杯optic cup 眼杯(optic cup)optic cup(眼杯) 前方縁は主に虹彩 iris虹彩(iris) iris(虹彩)・毛様体上皮ciliary epithelium 毛様体上皮(ciliary epithelium)ciliary epithelium(毛様体上皮) になり、隣接間葉(大部分が神経堤由来)は虹彩実質 iris stroma 虹彩実質(iris stroma) iris stroma(虹彩実質) と毛様体筋 ciliary muscle 毛様体筋(ciliary muscle) ciliary muscle(毛様体筋) を、眼杯optic cup 眼杯(optic cup)optic cup(眼杯) 神経外胚葉 neuroectoderm 神経外胚葉(neuroectoderm) neuroectoderm(神経外胚葉) は瞳孔筋を作る。
出典
- 1.Cell fate decisions, transcription factors and signaling during early retinal development(Progress in Retinal and Eye Research・2022)眼杯内層の主部は神経網膜、外層は網膜色素上皮へ分化する閲覧 2026-08-22
- 2.Retinal and anterior eye compartments derive from a common progenitor pool in the avian optic cup(Molecular Vision・2011)鳥類眼杯前方lipには虹彩・毛様体・瞳孔筋だけでなく神経網膜にも寄与する多能性前駆細胞が存在する閲覧 2026-08-22
- 3.Iris development in vertebrates; genetic and molecular considerations(Brain Research・2008)虹彩は眼杯と眼周囲間葉の双方から形成され、瞳孔筋は神経外胚葉由来の特殊な平滑筋である閲覧 2026-08-22
- 4.Molecular and Cellular Regulations in the Development of the Choroidal Circulation System(International Journal of Molecular Sciences・2023)全文を閲覧した。虹彩実質と毛様体筋が間葉細胞から分化し、その間葉細胞は大部分が神経堤細胞に由来し中胚葉由来はわずかであること、これに対し瞳孔の筋は眼杯の神経外胚葉細胞から分化すること、虹彩と毛様体が眼杯の周辺縁から発生すること、網膜・脈絡膜の血管を覆う周皮細胞も神経堤細胞に由来することを確認した閲覧 2026-09-07
- 5.Neuroectoderm-derived iris muscle characterization at the single-cell resolution in native human iris and a pluripotent stem cell eye model(Nature Communications・2025)ヒト虹彩平滑筋は眼杯系の神経外胚葉に由来する閲覧 2026-08-22