子宮内手術法

提供：脳科学辞典
2012年10月29日 (月) 09:39時点におけるTfuruya (トーク | 投稿記録)による版

ナビゲーションに移動 検索に移動

英：in utero surgery　独：intrauterinen Operation　仏：chirurgie in utero

図．子宮内手術の１例
妊娠マウスを開腹し子宮内の胎仔の脳室へマイクロピペットで溶液を注入 Wang, S., Zeng, J., Chapple, C.M., Mani, R., & Ribeiro, D.C. (2023).
Initial effect of high-volume mobilisation with movement on shoulder range of motion and pain in patients with rotator cuff-related shoulder pain: protocol for a randomised controlled trial (Evolution Trial). BMJ open, 13(8), e069919. [PubMed:37558449] [WorldCat] [DOI]
Mansoubi, M., Dawes, J., Bhatia, A., Vashisht, H., Collett, J., Greenwood, D.C., ..., & Dawes, H. (2023).
Digital home monitoring for capturing daily fluctuation of symptoms; a longitudinal repeated measures study: Long Covid Multi-disciplinary Consortium to Optimise Treatments and Services across the NHS (a LOCOMOTION study). BMJ open, 13(8), e071428. [PubMed:37553189] [WorldCat] [DOI]
Demetri, A., Davies, A., Bakhbakhi, D., Ijaz, S., Dawson, S., McGuinness, S., ..., & Merriel, A. (2023).
Vaginal birth core information set: study protocol for a Delphi study to achieve a consensus on a 'core information set' for vaginal birth. BMJ open, 13(8), e070215. [PubMed:37550021] [PMC] [WorldCat] [DOI]
Figueiredo, F., Sárkány, Z., Silva, A., Vilasboas-Campos, D., Maciel, P., Teixeira-Castro, A., ..., & Macedo-Ribeiro, S. (2023).
Drug repurposing of dopaminergic drugs to inhibit ataxin-3 aggregation. Biomedicine & pharmacotherapy = Biomedecine & pharmacotherapie, 165, 115258. [PubMed:37549460] [WorldCat] [DOI]
Castorina, G., Bigelow, M., Hattery, T., Zilio, M., Sangiorgio, S., Caporali, E., ..., & Consonni, G. (2023).
Roles of the MYB94/FUSED LEAVES1 (ZmFDL1) and GLOSSY2 (ZmGL2) genes in cuticle biosynthesis and potential impacts on Fusarium verticillioides growth on maize silks. Frontiers in plant science, 14, 1228394. [PubMed:37546274] [PMC] [WorldCat] [DOI]
Baumann, S.M., De Stefano, P., Kliem, P.S.C., Grzonka, P., Gebhard, C.E., Sarbu, O.E., ..., & Sutter, R. (2023).
Sex-related differences in adult patients with status epilepticus: a seven-year two-center observation. Critical care (London, England), 27(1), 308. [PubMed:37543625] [PMC] [WorldCat] [DOI]
Wang, B.Y., Hsiao, A.W., Shiu, H.T., Wong, N., Wang, A.Y., Lee, C.W., ..., & Lee, W.Y. (2023).
Mesenchymal stem cells alleviate dexamethasone-induced muscle atrophy in mice and the involvement of ERK1/2 signalling pathway. Stem cell research & therapy, 14(1), 195. [PubMed:37542297] [PMC] [WorldCat] [DOI]
Fujii, R., Ando, Y., Yamada, H., Tsuboi, Y., Munetsuna, E., Yamazaki, M., ..., & Suzuki, K. (2023).
Integration of methylation quantitative trait loci (mQTL) on dietary intake on DNA methylation levels: an example of n-3 PUFA and ABCA1 gene. European journal of clinical nutrition. [PubMed:37542202] [WorldCat] [DOI]
Tak, H., Chattopadhyay, A., & Banavath, H.N. (2023).
A meta-analysis of differentially expressed circulatory micro-RNAs in chronic traumatic encephalopathy and other tauopathies: A significant role of miR-181c-5p. Irish journal of medical science. [PubMed:37540332] [WorldCat] [DOI]
Yang, Q., Wang, M., Xu, J., Yu, D., Li, Y., Chen, Y., ..., & Zhang, X. (2023).
LINC02159 promotes non-small cell lung cancer progression via ALYREF/YAP1 signaling. Molecular cancer, 22(1), 122. [PubMed:37537569] [PMC] [WorldCat] [DOI]
Grzebieluch, W., Grajzer, M., & Mikulewicz, M. (2023).
Comparative Analysis of Fused Deposition Modeling and Digital Light Processing Techniques for Dimensional Accuracy in Clear Aligner Manufacturing. Medical science monitor : international medical journal of experimental and clinical research, 29, e940922. [PubMed:37533235] [WorldCat] [DOI]
Thomas, O.E., Adefolarin, A., Ana, G., & Odaibo, G. (2023).
Determinants of knowledge associated with occupational hazards and perceived health problems among dye workers in Abeokuta, Nigeria. Journal of public health in Africa, 14(6), 1985. [PubMed:37528951] [PMC] [WorldCat] [DOI]
Paragond, S., Dhatt, S.S., Kumar, V., Zohmangaihi, D., Gaurav, A., Neradi, D., & Pal, A. (2023).
Prognosticating acute traumatic spinal cord injury using Neurofilament (NF), Neuron Specific Enolase (NSE), Matrix Metalloproteinases (MMPs), and S-100B as biomarkers. Irish journal of medical science. [PubMed:37528246] [WorldCat] [DOI]
Garrison, S.R., Youngson, E., Perry, D.A., Campbell, F.N., Kolber, M.R., Korownyk, C., ..., & Bakal, J. (2023).
Bedtime versus morning use of antihypertensives in frail continuing care residents (BedMed-Frail): protocol for a prospective, randomised, open-label, blinded end-point pragmatic trial. BMJ open, 13(8), e074777. [PubMed:37527898] [PMC] [WorldCat] [DOI]
Martinot, P.L., Guigue, C., Chifflet, S., Cuny, P., Barani, A., Didry, M., ..., & Tedetti, M. (2023).
Assessing the bioavailability of black carbon-derived dissolved organic matter for marine heterotrophic prokaryotes. The Science of the total environment, 901, 165802. [PubMed:37524184] [WorldCat] [DOI]
Schrank, T.P., Kothari, A., Weir, W.H., Stepp, W.H., Rehmani, H., Liu, X., ..., & Issaeva, N. (2023).
Noncanonical HPV carcinogenesis drives radiosensitization of head and neck tumors. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 120(32), e2216532120. [PubMed:37523561] [PMC] [WorldCat] [DOI]
Airlie, J., Burton, L.J., Copsey, B., English, C., Farrin, A., Fitzsimons, C.F., ..., & RECREATE Programme Management Group (2023).
RECREATE: a study protocol for a multicentre pilot cluster randomised controlled trial (cRCT) in UK stroke services evaluating an intervention to reduce sedentary behaviour in stroke survivors (Get Set Go) with embedded process and economic evaluations. BMJ open, 13(7), e074607. [PubMed:37518078] [PMC] [WorldCat] [DOI]
Kushwah, A.S., Dixit, H., Upadhyay, V., Yadav, S., Verma, S.K., & Prasad, R. (2023).
Elucidating the zinc-binding proteome of Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici with particular emphasis on zinc-binding effector proteins. Archives of microbiology, 205(8), 298. [PubMed:37516670] [WorldCat] [DOI]
Perez-Matas, E., Garcia-Perez, P., Miras-Moreno, B., Lucini, L., Bonfill, M., Palazon, J., & Hidalgo-Martinez, D. (2023).
Exploring the Interplay between Metabolic Pathways and Taxane Production in Elicited Taxus baccata Cell Suspensions. Plants (Basel, Switzerland), 12(14). [PubMed:37514310] [PMC] [WorldCat] [DOI]
Nagi, M., Chapple, I.L.C., Sharma, P., Kuehne, S.A., & Hirschfeld, J. (2023).
Quorum Sensing in Oral Biofilms: Influence on Host Cells. Microorganisms, 11(7). [PubMed:37512861] [PMC] [WorldCat] [DOI] </ref>。本図では、溶液を可視化するため色素を用いている。

　子宮内手術法とは、哺乳類の発生機構などを解析することを目的として子宮内の胎仔に施す外科的手法である。手術後の胎仔を子宮内で生育させることが可能であるため、胎仔に移植した細胞や導入した遺伝子の機能を長期間にわたり個体レベルで解析できるのが特長である。

歴史

　子宮内手術は、子宮内のラット胎仔の足や尾などを切断後、胎仔の生存を調べた実験に遡る[1][2]。手技や発生生物学の進歩とともに、マウス胎仔へ血球系細胞 [3]や神経堤細胞[4]を移植し、出生後のマウスを解析することにより、移植に用いた細胞がどのような細胞に分化できるか（分化能）を調べる実験が行われた。その後、マウス脳の細胞などをラット胎仔の脳に移植する実験も行われ、神経系細胞の個性を生体内で解析できるようになった[5][6][7]。

　一方、1980年にマウス胎仔へレトロウイルスを感染させる実験が行われ[8]、遺伝子組換え技術により大腸菌のβ−ガラクトシダーゼの遺伝子を持つ組換えレトロウイルスが作られるようになると、β−ガラクトシダーゼをレポーターとして感染した細胞の標識が可能となった[9]。レトロウイルスのcDNAは感染細胞のゲノムに組み込まれ感染細胞の子孫の細胞でもレポーターを発現し続けるため、細胞分裂毎に希釈される蛍光色素の欠点が克服され、細胞系譜の解析は容易となった[10]。さらに、ウイルスベクターの改良が進むとともに緑色蛍光タンパク質（GFP）がレポーターとして使われ始めると、GFPを持つ組換えウイルスやトランスジェニック動物を用い、研究が一段と進むこととなった。

　しかし、組換えウイルスやトランスジェニック動物の作製にはかなりの時間を要する点が大きな問題であったが、子宮内の胎仔に電気穿孔法で遺伝子導入する生体内電気穿孔法が開発され[11][12]、胎仔を用いた遺伝子の解析が飛躍的に進展している。 　

手法

　細胞の増殖能や分化能、遺伝子の機能などを哺乳類が発生する過程で解析することを目的とし、妊娠動物を開腹し子宮内の胎仔に細胞移植や遺伝子導入、薬剤の注入などを行う。図は、マウス胎仔の脳室へ溶液を注入する様子を示す[11]。適切な処置が施されれば、胎仔は子宮とともに母体に戻すことで生育でき、出産も可能である。

　マウスの場合、子宮壁を切開した状態でも卵黄囊の中で胎仔は生存できるため、子宮壁を切開後に細胞移植などを行い、子宮壁を縫合せずに母体に戻す手術も行われ、子宮外手術法（exo utero surgery）と呼ばれる[13]。子宮外手術を行っても、胎仔は正常に生育できるが、母マウスは自力で出産できないため、生後のマウスを必要な場合は出産期に帝王切開が必要となる。


　神経細胞の多くは胎生期に作られるため、生体内における神経細胞の分化の解析などには、子宮内手術や子宮外手術は威力を発揮する。

　神経発生の研究ではラットが多用されていた時期があり、ラット胎仔への異種細胞移植が先行するが、マウスの細胞をマウス胎仔脳へ移植することにより、細胞の分化能なども調べられている[14][15]。超音波顕微鏡を用い、子宮内の胎仔の脳室内部を可視化する実験系が使われることもある[14]。

　マウス胎仔に遺伝子組換えウイルスを注入し、感染細胞で遺伝子を強制発現させ遺伝子の機能を解析したり[16]、GFPなどのレポーター遺伝子の導入により細胞を標識し細胞の形態や移動[17]の解析などに用いられる。

　生体内電気穿孔法では、胎仔にDNAやRNAを注入した後でピンセット型電極などで電気パルスを与えることにより胎仔の細胞へ遺伝子を導入することができ、遺伝子の機能[11][15][18]や遺伝子の発現調節機構[18][19]、細胞の移動[20]などが解析されている。ウイルスを特定の部位のみに感染させることは技術的に困難であるが、生体内電気穿孔法は陽極側に近い細胞のみに一方向に遺伝子を導入できる特長を有する。

　技術に習熟すれば、細胞やウイルスなどの注入実験ではほぼ全ての胎仔を生存させることができる。生体内電気穿孔法でも9割近い胎仔の生存率と遺伝子導入は可能である。

関連項目

参考文献

  1. ↑ E Bors
    Die Methodik der Intrauterinen Operation am Überlebenden Säugetierfoetus. Arch Entwichl-Mech Org.
    : 1925, 105;655-666
  2. ↑ J S Nicholas
    Notes on the application of experimental methods upon mammalian embryos. Anatomical Records
    : 1925, 31;385-396
  3. ↑ Fleischman, R.A., & Mintz, B. (1979).
    Prevention of genetic anemias in mice by microinjection of normal hematopoietic stem cells into the fetal placenta. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 76(11), 5736-40. [PubMed:42904] [PMC] [WorldCat] [DOI]
  4. ↑ Jaenisch, R. (1985).
    Mammalian neural crest cells participate in normal embryonic development on microinjection into post-implantation mouse embryos. Nature, 318(6042), 181-3. [PubMed:4058595] [WorldCat] [DOI]
  5. ↑ Fishell, G. (1995).
    Striatal precursors adopt cortical identities in response to local cues. Development (Cambridge, England), 121(3), 803-12. [PubMed:7720584] [WorldCat]
  6. ↑ Campbell, K., Olsson, M., & Björklund, A. (1995).
    Regional incorporation and site-specific differentiation of striatal precursors transplanted to the embryonic forebrain ventricle. Neuron, 15(6), 1259-73. [PubMed:8845151] [WorldCat] [DOI]
  7. ↑ Brüstle, O., Maskos, U., & McKay, R.D. (1995).
    Host-guided migration allows targeted introduction of neurons into the embryonic brain. Neuron, 15(6), 1275-85. [PubMed:8845152] [WorldCat] [DOI]
  8. ↑ Jaenisch, R. (1980).
    Retroviruses and embryogenesis: microinjection of Moloney leukemia virus into midgestation mouse embryos. Cell, 19(1), 181-8. [PubMed:7357600] [WorldCat] [DOI]
  9. ↑ Sanes, J.R., Rubenstein, J.L., & Nicolas, J.F. (1986).
    Use of a recombinant retrovirus to study post-implantation cell lineage in mouse embryos. The EMBO journal, 5(12), 3133-42. [PubMed:3102226] [PMC] [WorldCat]
  10. ↑ Walsh, C., & Cepko, C.L. (1988).
    Clonally related cortical cells show several migration patterns. Science (New York, N.Y.), 241(4871), 1342-5. [PubMed:3137660] [WorldCat] [DOI]
  11. ↑ 11.0 11.1 11.2 Saito, T., & Nakatsuji, N. (2001).
    Efficient gene transfer into the embryonic mouse brain using in vivo electroporation. Developmental biology, 240(1), 237-46. [PubMed:11784059] [WorldCat] [DOI]     引用エラー: 無効な <ref> タグ; name "ref1"が異なる内容で複数回定義されています 引用エラー: 無効な <ref> タグ; name "ref1"が異なる内容で複数回定義されています
  12. ↑ Saito, T. (2006).
    In vivo electroporation in the embryonic mouse central nervous system. Nature protocols, 1(3), 1552-8. [PubMed:17406448] [WorldCat] [DOI]
  13. ↑ Ngô-Muller, V., & Muneoka, K. (2010).
    In utero and exo utero surgery on rodent embryos. Methods in enzymology, 476, 205-26. [PubMed:20691868] [WorldCat] [DOI]
  14. ↑ 14.0 14.1 Olsson, M., Campbell, K., & Turnbull, D.H. (1997).
    Specification of mouse telencephalic and mid-hindbrain progenitors following heterotopic ultrasound-guided embryonic transplantation. Neuron, 19(4), 761-72. [PubMed:9354324] [WorldCat] [DOI]
  15. ↑ 15.0 15.1 Mizutani, K., & Saito, T. (2005).
    Progenitors resume generating neurons after temporary inhibition of neurogenesis by Notch activation in the mammalian cerebral cortex. Development (Cambridge, England), 132(6), 1295-304. [PubMed:15750183] [WorldCat] [DOI]
  16. ↑ Gaiano, N., Kohtz, J.D., Turnbull, D.H., & Fishell, G. (1999).
    A method for rapid gain-of-function studies in the mouse embryonic nervous system. Nature neuroscience, 2(9), 812-9. [PubMed:10461220] [WorldCat] [DOI]
  17. ↑ Noctor, S.C., Flint, A.C., Weissman, T.A., Dammerman, R.S., & Kriegstein, A.R. (2001).
    Neurons derived from radial glial cells establish radial units in neocortex. Nature, 409(6821), 714-20. [PubMed:11217860] [WorldCat] [DOI]
  18. ↑ 18.0 18.1 Saba, R., Nakatsuji, N., & Saito, T. (2003).
    Mammalian BarH1 confers commissural neuron identity on dorsal cells in the spinal cord. The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience, 23(6), 1987-91. [PubMed:12657654] [PMC] [WorldCat]
  19. ↑ Miyagi, S., Saito, T., Mizutani, K., Masuyama, N., Gotoh, Y., Iwama, A., ..., & Okuda, A. (2004).
    The Sox-2 regulatory regions display their activities in two distinct types of multipotent stem cells. Molecular and cellular biology, 24(10), 4207-20. [PubMed:15121842] [PMC] [WorldCat] [DOI]
  20. ↑ Tabata, H., & Nakajima, K. (2008).
    Labeling embryonic mouse central nervous system cells by in utero electroporation. Development, growth & differentiation, 50(6), 507-11. [PubMed:18482404] [WorldCat] [DOI]


（執筆者：斎藤哲一郎　担当編集委員：大隅典子）

「https://bsd.neuroinf.jp/w/index.php?title=子宮内手術法&oldid=15135」から取得