REVIEW

ヒト着床と子宮内膜の EMT
内田浩，丸山 哲夫，小田 英之，西川 明花，各務 真紀，梶谷
浅田 弘法，吉村 !典宇，

慶應義塾大学医学部産婦人科学教室

はじめにある［１］．段階的な機序の協調的・連続的な生体反応であるが，その内容は細胞の接着・増殖・分化・運動とヒト子宮内膜は，子宮内膜腺上皮細胞層によって物理いった基本的機能の組み合わせともとらえられる．した学的・免疫学的防御バリアを形成している．一方で，ヒがって，倫理的・社会的制約の多いヒト着床研究におい

ト着床における胚の子宮内膜間質への侵入には，この腺ても，接着や運動などの基本的細胞機能の解析に焦点を上皮バリアの貫通が不可欠である．胚侵入による腺上皮あてることで，定性的観察のみに依存することなく，定バリアの一時的破壊は，母体子宮のみならず胚への感染量的統計的解析を可能とする in vitro 研究にもち込むこ

防御や着床胚の脱落リスクの観点からも，可及的速やかとが可能となり，貴重な in vivo 研究に先立つ情報を提に修復される必要がある．しかしながら，破壊バリアに供してくれる．

フィブリン様物質によるコーティングがなされるという観察記録の他にその修復機序に言及したものはなく，複À．破壊腺上皮層の再構築仮説

合的なヒト着床機序にあっても重要なステップであるにも関わらず，その修復機序は全く不明のままである．

¿．ヒト着床と複合的細胞機能

図１に示したヒト着床の流れは，現在コンセンサスを(a)
対峙

ヒトの着床は子宮内膜と胚という異種細胞間のコンタ胚接着腺上皮クトに始まる（図１a）．発生段階の組織構築は別として，子宮内膜およそ生体内で異種細胞間の対峙以降，接着・侵入へと間質卵巣ホルモン進行していく生体現象は，かなり特殊であり限定されて許諾されたシステムである．ヒト着床の他には，流血中

(b)

伸展

接着の免疫担当細胞にのみ許されている．生殖現象と初期免細胞接着

疫現象にかなりの類似点があることは，これにとどまら

貫通

ないが，内分泌学にとどまらず免疫学が生殖医学と密接に関連していることを示唆するのは，この点からも生物構造学的に合目的といえるであろう．生理学的にかなり限定された異種細胞間接着・侵入が病的状況で不本意に無防備な着床胚

trigger ?

EMT(c)も許されてしまうのが，癌細胞の浸潤・転移機序である貫通とも表現できる．
浸潤

ヒト着床もまた，癌転移や白血球の挙動のように，異種細胞間相互反応の一定のルールに従う．すなわち，対峙（図１a），接着（図１a，b），貫通（図１b，c），浸潤（図１d）のステップを踏む，複合的多段階生体反応で連絡先：内田 浩，慶應義塾大学医学部産婦人科学教室〒１６０―8５
８２ 東京都新宿区信濃町３５TEL ：０３―３３５３―１２
１１
FAX：０３―５３
６３―３８１９E-mail：uchida@sc.itc.keio.ac.jp

破壊腺上皮層の再構築
腺上皮(d)細胞運動 ?

↑細胞増殖 ?

図１

ヒト着床と EMT 仮説

日本生殖内分泌学会雑誌（2009）14 : 11-1411内田浩

他

中皮様細胞 Mesenchymal cells

上皮細胞 Epithelial cells

運動能亢進

バリア形成

上皮間充織転換
EMT : Epithelio-Mesenchymal Transition

細胞細胞間接着

隣接細胞膜

E-cadherin

N-cadherin

細胞膜

p120

カドヘリンスイッチ
cadherin switch

p120

βcateninβcateninαcatenin

Arp2/3αcatenin

Arp2/3F-actinF-actin

図２

上皮間充織転換（EMT）とカドヘリンスイッチ得たものであるが，実は胚の侵入によって破壊されるは間的ギャップを以て増殖機能の亢進が起こり，よりタイずの子宮内膜腺上皮バリアの再構築に関しては，ほぼすトな細胞層バリアを完全に構築するものと考えられる．

べてがブラックボックスのなかにある．レビューによっ

これが本研究の作業仮説である．てはフィブリン様物質によってコーティングされている様が描いてあるものもあるが，図１c のように完全に無防備な胚が描かれていることが多い［２，３］．子宮内膜腺上皮バリアは物理学的にも，そして着床を許す免疫寛容状態のなかでとくに免疫学的に重要なバリアの役割

Á．破壊腺上皮層の再構築における EMT とN-cadherin の関与
１．上皮間充織転換（EMT）とカドヘリンスイッチを果たすはずである．そのため，破壊された子宮内膜腺

上皮間充織転換（Epithelio-Mesenchymal Transition ;上皮バリアは即時的に修復される必要に迫られているとEMT）は，上皮細胞（Epithelial cells）が中皮様細胞（Mes-考えられる．細胞の基本機能に立脚すれば，その破壊さenchymal cells）の形質を獲得する現象である．本来隣れて形成されてしまった空隙は細胞増殖による充填か，接細胞とタイトに接着し上皮層を形成するべきいわゆる細胞運動による空隙の被覆によって補填されると想定さ静的様態にある細胞が，運動機能を亢進した動的細胞にれる．一般的な細胞機能速度からは，細胞増殖よりも細なる生命現象で，初期発生段階において分化した細胞が胞運動による被覆の方が即時的に空隙を埋め合わせるこ適所へ生体内移動する際などに欠かせないものである．とができることは，飽和培養細胞をスクラッチして空隙病的な場合は癌細胞の浸潤・転移機序の際に起こるたを形成させた後の細胞挙動をみる，創傷治癒アッセイのめ，近年 EMT 解析は癌研究のトレンドにもなっている．

観察からも示唆される．おそらくは，胚侵入によって一上皮細胞層は，一般に細胞細胞間接着分子 E―cadherin

時的に破壊された子宮内膜腺上皮細胞層によるバリアがホモダイマーを形成することで，細胞同士が堅固に結は，周辺腺上皮細胞の運動機能の一時的亢進によって応びつけられ形成される（図２）．一方，高い運動能を保急的に空隙を被覆する．しかし多少の細胞形態の扁平化

持する中皮様細胞の細胞細胞間接着は，E―cadherin もをもっても空隙を完全に埋め合わせることはできず，担う一方で，それよりも高頻度に同じカドヘリンファミルーズなカバーとなりうる．そのため同時に，ただし時．
リーでも N―cadherin によって形成されている（図２）12日本生殖内分泌学会雑誌

Vol.14 2009

ヒト着床と子宮内膜の EMT

すなわち，EMT において細胞細胞間接着を担う分子は，E―cadherin から N―cadherin へと主役の座を交換する．
これをカドヘリンスイッチ（cadherin

カドヘリンスイッチ
cadherin switch
発現量switch）と呼ぶ
卵巣ホルモン［４］．
N-cadherin

E-cadherin

２．子宮内膜腺上皮細胞の運動とカドヘリンスイッチ
ヒト子宮内膜癌細胞株 Ishikawa は，卵巣ホルモンの胚からの距離受容体としてエストロゲン受容体α，プロゲステロン受容体をともに保持しており［５］，卵巣ホルモンの影響

上皮間充織転換
EMT : Epithelio-Mesenchymal Transition
遠隔細胞

胚周囲細胞を解析する際に，他の内膜癌細胞株よりも有利であるた

破壊腺上皮層の再構築めに，ヒト着床の in vitro 解析でヒト子宮内膜腺上皮細細胞運動↑胞のモデルとしてよく用いられる．卵巣ホルモン（１７βエストラジオールおよびプロゲステロン）を Ishikawa細胞に添加すると，軽微ながら E―cadherin の発現減弱，N―cadherin の発現亢進（カドヘリンスイッチ）を観察
胚することができる．
われわれはこれまでに，卵巣ホルモンを添加すると，
Ishikawa 細胞の運動機能が亢進することを，個々の細胞運動を解析するトランスウェルアッセイと，集団としての細胞運動機能を反映する創傷治癒アッセイとで明ら

図３

N ― cadherin による子宮内膜腺上皮層再構築モデル

かにし報告した［６］．創傷治癒アッセイは，飽和状態の細胞に隣接した空間を形成し，その空間への細胞集団の挙動を観察するアッセイであるので，ヒト着床における回避移動であるのかは不明である．いずれにせよ inる胚侵入による子宮内膜腺上皮細胞層の破壊を模倣してvivo の着床を模倣した in vitro 着床を再現できる．

いるといえる．この創傷治癒アッセイにおいて，E―cad-in vitro 着床アッセイにおいて，カドヘリンの発現様harin の発現量はやや低化し，逆に N―cadherin の発現式をみてみると，Ishikawa 細胞全体における E―cadherin量が増加することが，スクラッチした創傷近傍，すなわの発現減弱，N―cadherin の発現上昇が JAR spheroid のち細胞集団の運動局面において観察される．このことは，添加によって認められる．さらに詳細にその発現分布を卵巣ホルモンの添加の他に，運動の場を提供されること観察すると，N―cadherin の発現亢進は，JAR spheroidがカドヘリンスイッチのトリガーになりうることを示唆の近傍で顕著であり，腺上皮細胞層の欠損領域を取り囲していると思われる．

むように起こっていることが示された（図３）．これら

３．着床とカドヘリンスイッチの結果は，段階的なカドヘリンスイッチによる合目的な子宮内膜腺上皮細胞層の再構築が行われていることを示

ヒト子宮内膜癌細胞株 Ishikawa とともに，胚モデル唆していると思われる．すなわち，前項で述べたようにとしてヒト絨毛癌細胞株 JAR を振盪培養することで得

着床に先立つ卵巣ホルモンによる暴露によって，軽度のられる spheroid（球状の細胞塊）を利用することで，inカドヘリンスイッチが認められるが，これは来るべき腺vitro の着床アッセイが可能である［７］．in vitro で飽上皮細胞層の欠損に備えた準備段階と考えられる．そし和 Ishikawa 細胞と JAR spheroid を一定時間共培養するて，胚の対峙に始まる実際の着床プロセスが進行を始めことで，JAR spheroid は Ishikawa 細胞へ接着したあと，ると，その対峙がトリガーとなって，カドヘリンスイッ

Ishikawa 細胞を押しのける形で伸展していく．胚の接チのエンジンがドライブする．さらに胚の侵入による腺着によって，マウス子宮内膜腺上皮では apoptosis が起上皮細胞層の欠損は，周囲の子宮内膜腺上皮細胞に対しこるとされ［８］，ヒト子宮内膜間質細胞では，胚を回て運動の場を提供することになり，最終的に本格的なカ避するような運動が観察される［９］が，in vitro でのドヘリンスイッチが起動し腺上皮細胞層の運動能を飛躍胚（モデル）の接着による同部位の Ishikawa 細胞の欠的に高めることで，迅速な再構築の中心的機序を担うの

如は，Ishikawa 細胞の細胞死によるものか，運動によではないであろうか．きわめて合目的なシステムといえREVIEW

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内田浩

他

進していくための，分子機序の解明も必要とされるであるであろう．
このカドヘリンスイッチが胚との対峙によって起動さろう．今後は本研究を臨床での実際の生体現象へと近づれ，その後 N―cadherin 主導で行われていることは，N―けていくために，そして検査や治療へのヒントとなりう

cadherin の機能阻害抗体（N―cadherin のホモダイマーるストーリーの構築のためにも，上に述べてような N―としての結合部位に結合することで，細胞細胞間接着をcadherin 周辺の分子機序についても併せて解析を行っ阻止する抗体）の投与実験によって明らかとなる．つまていきたいと考えている．

り，N―cadherin の機能阻害実験において，N―cadherinの細胞運動局面への集中的な発現亢進（再分布）はキャ引用文献ンセルされてしまう．また，N―cadherin の再分布は，胚モデルである JAR spheroid の接着伸展が進行するとともに，時間依存的に進行していく．そして N―cadherinの機能阻害実験において，JAR spheroid の Ishiakwa 細胞への対峙・接着には何ら影響を及ぼさないことからもわかる．
また，N―cadherin に限定せず，中皮様細胞のマーカーとなりうる vimentin の発現も，JAR spheroid の接着によって上昇してくることからも，ヒトの in vitro 着床においては，接着以降，胚侵入を経て，子宮内膜腺上皮細胞層の再構築に EMT がアシストしていることを示唆していると考えられる．

Â．今後の展望
N―cadherin の子宮内膜腺上皮細胞層の組織内再分布が，ヒト着床における破壊された腺上皮細胞層の再構築に重要な役割を果たしていることは，上記の一連の解析結果が明らかに示唆していると考える．しかしながら，接着は成立するものの，早期に妊娠組織が剥脱していく
習慣流産などの機序へのアプローチとして本研究を捉えた場合，N―cadherin の再分布に関わる機序や，N―cadherin の再分布後，子宮内膜腺上皮細胞の細胞運動を亢

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日本生殖内分泌学会雑誌

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