The Embryo Project Encyclopedia

着床とは、胚盤胞として子宮内を移動する発育途上の胚が子宮壁に接触し、誕生するまで付着している過程のことをいう。 子宮の内膜（子宮内膜）は、発達中の胚盤胞が付着するために、多くの内部変化を経て準備されます。 この変化がなければ着床することはできず、胚は月経の際に剥がれ落ちる。 このような着床は哺乳類に特有のものであるが、すべての哺乳類がそうであるわけではない。 また、着床をする哺乳類でも、雌に発情周期がある哺乳類と、雌に月経周期がある哺乳類では、その過程が異なる点が多い。

胚発生が始まる前に、卵巣から卵母細胞と呼ばれる未受精卵が放出され、卵管を伝って移動します。 卵子は透明帯と呼ばれる細胞外マトリックスに包まれています。 精子は透明帯の中で卵子と受精し、受精卵は接合子と呼ばれ、卵管壁に付着するのを防ぐことができる。 接合子が子宮以外の場所に着床すると、子宮外妊娠となります。 この状態では胚の完全な発育が妨げられ、妊娠中の女性に致命的な出血を引き起こす可能性があります。

接合子は卵管を通過する際に、細胞分裂を数回繰り返します。これは裂開と呼ばれるプロセスです。 これらの細胞分裂により、胚となる内細胞塊（ICM）と、ICMを取り囲み母体組織と相互作用する絨毛膜が生成されます。 ICMと絨毛膜細胞を合わせて胚盤胞と呼びます。 胚盤胞は、ZPが卵管から出るときにZPから離れ、子宮内膜に結合することで子宮への着床に成功します。

子宮内膜は、胚盤胞が常に着床することができない数少ない子宮表面のひとつです。 子宮内膜の性質は変化し、胚盤胞が着床できるのは短い期間だけです。 ヒトの場合、排卵後6日目から10日目までがその期間となります。 排卵の直前になると、卵巣から放出されるエストロゲンに応じて、子宮内膜が厚くなり、膨張しはじめます。 胚が卵管を通過するとき、子宮内膜は増殖し、形状を変え、着床を受け入れやすくなり、胚にとって快適な環境を作り出します。 卵巣からのプロゲステロンの分泌を合図に、脱皮と呼ばれる一連の変化が起こります。 子宮内膜の細動脈、つまり動脈から毛細血管につながる血管の周りに白血球が集まるのが脱皮です。 この血管が形成されると、グリコーゲンというエネルギーを貯蔵する分子が、拡大した子宮の結合組織に蓄積される。 さらに、子宮内膜には間質液が溜まって膨張する。 間質液と血管系と栄養で膨らんだ子宮内膜は、胚発生のためのホスピタリティに富んだ環境を提供する。

胚盤胞は子宮内を移動しながら、内細胞塊が子宮壁に隣接し、絨毛膜が子宮内膜に接触するように整列します。 子宮内膜に対するICMの位置が、胚の背側が子宮壁を向くように、胚の頭-尾軸（背-腹軸）を確立する。

着床の成功は、胚盤胞が子宮内膜に結合することにかかっています。

着床が成功するかどうかは、胚盤胞が子宮内膜と結合するかどうかにかかっている。この相互作用を決定する分子は数多くあると考えられているが、細胞接着分子の一種であるインテグリンが主要な構成要素として同定されている。 インテグリンは、子宮内膜や胚盤胞の表面から伸びている。 インテグリンは、ほぼすべての組織型において多くの機能を持ち、細胞接着、細胞外環境の情報を核に伝える、局所的な免疫反応を調節するなどの役割を担っている。 着床直後には、インテグリンは胚の遺伝子発現を制御するのに役立ちます。 また、生殖補助医療（ART）で着床しやすい子宮の領域を探す際、医師はインテグリンの濃度が高いかどうかを調べ、その濃度が低い場合は不妊症の可能性がある女性を特定するために使用する。

胚盤胞と子宮内膜が接触しているにもかかわらず、着床が失敗することがあります。 失敗の原因には多くの可能性があります。 着床が起こらなかった場合、子宮内膜は月経周期の一部として、胚盤胞とともに破壊され、剥がれ落ちます。 しかし、着床した場合は、子宮内膜は子宮内に残り、子宮組織とともに胎盤の母体部分である「脱落膜」となります。

胚盤胞が子宮壁に付着すると、栄養膜が酵素を分泌し、子宮内膜組織の細胞外基質を消化します。 そして、栄養膜細胞は子宮内膜細胞の間に侵入し始め、胚盤胞を子宮表面に付着させる。 さらに酵素の分泌により、胚盤胞は子宮の構造的構成要素である子宮間質細胞の間に深く埋没していく。 その後、絨毛膜細胞が分裂を続け、2枚の胚外膜を形成する。 これらの膜は、絨毛と呼ばれる胎盤の胎児部分を形成する。 これらの膜から分泌される追加の酵素およびシグナル伝達因子は、子宮血管系を改造し、胎児または胚の血管に母体の血液を浴びせる。 絨毛膜は、母体の血液プールと胎児の血液プールをつなぐ組織と血管のひだである。 母体の血液は絨毛の中に拡散し、絨毛を通って胎児の血管系に流入する。 同様に、胎児の血液は絨毛から母体の血管系に拡散していきます。 通常、胎児と母体の血液は混ざり合わないが、この2つの循環系の関係によって、胎児や胚への栄養や酸素の移動、胎児から母体への二酸化炭素や尿素の移動が可能になる。

生殖プロセスとしては哺乳類に特有のものですが、着床は子宮と絨毛膜に特有のものではありません。 1980年代、研究者たちは胚盤胞の浸潤能力とがん細胞の浸潤能力の間に類似性を見いだしました。 子宮内膜を消化する絨毛膜の酵素は、腫瘍細胞も全身の組織に侵入するために利用する。 腫瘍細胞は絨毛膜と同じ成長因子を用いて母体の血管を誘引し、絨毛膜と相互作用して、膨張する塊に栄養を供給している。 さらに、子宮内膜の腫脹、白血球の蓄積、母体免疫系の全般的な活性化などの脱皮中の変化は、病原体や腫瘍の存在に対する反応と一致する。