卵管が胚を輸送する方法をOCTイメージングで解明

August, 6, 2025, Hoboken--スティーブンス工科大学(Stevens Institute of Technology)の新しいマウス研究で、研究チームは光コヒーレンストモグラフィー (OCT) を使用して、卵管が妊娠のために着床前の胚を子宮に向かって輸送する方法についての新たな洞察を明らかにした。これらの発見は、人々の不妊症や妊娠合併症の特定の原因を理解するための基礎を築くのに役立つ。

卵管としても知られるファローピウス管は、卵巣と子宮をつなぐ管状構造。卵子や精子の輸送、受精の宿主、着床前胚の発育時の輸送など、妊娠につながるいくつかの重要なプロセスを担っている。

「初期胚を子宮に向かって移動させるなど、卵管の機能のほとんどは自然環境では観察されておらず、どのような生物学的メカニズムが適切に機能することを保証するのかはまだわかっていない」とスティーブンス工科大学の研究チームリーダー、Shang Wangは話している。「この情報の欠如が、卵管子宮外妊娠と卵管関連不妊症の原因がほとんど不明なままである主な理由である。」

Optica Publishing GroupのジャーナルBiomedical Optics Expressで、研究チームは、高度なOCTイメージングアプローチを使用して、着床前胚が内部にある卵管のダイナミクスをキャプチャした結果を報告している。このマウス研究では、卵管がこれまで知られていなかったポンプ機構を使用して、着床前発生中に胚の動きを駆動することが明らかになった。

「OCTは、組織や細胞のダイナミクスを視覚化するのに十分な速さで画像をキャプチャしながら、卵管の内部空間全体の構造の詳細を解決するスケールでラベルフリーの3Dイメージングを提供したため、この研究に理想的だった」と、Shang Wangの研究室の博士課程候補者であるHuan Hanは述べている。「この研究は、卵管が妊娠と胚の早期発生をどのようにサポートするかを明らかにする始まりにすぎず、最終的には子宮外妊娠や特定の形態の不妊症の臨床ケアのためのより良い戦略につながる可能性がある。」

卵管を覗き込む
Wangの研究室の焦点の1つは、卵管で発生する生殖および発達プロセスの生体力学を研究するためのイメージング技術の開発である。 この重要な分野では、研究が技術的に難しいため、ほとんど知られていない、とWangはコメントしている。「われわれは、高度なOCTベースのin vivoイメージング法をマウスモデルに適用し、胚の動きと卵管内の胚発生の初期段階へのユニークな窓を開いた。」

マウス卵管のプロセスを視覚化するために、研究チームは埋め込み型ウィンドウを使用してマウスの皮膚と筋肉をバイパスし、その領域への直接の光学アクセスを提供した。卵管の管腔表面を裏打ちする運動性の毛のような繊毛は小さすぎてOCTでは捉えられないため、OCT強度信号の変動を解析して繊毛の拍動周波数を測定した。チームはまた、卵管の 4D (3D+時間) OCT イメージングを実行し、断面積の管腔面積を測定することにより、卵管の筋肉活動を評価した。これにより、収縮波が卵管を介してどのように伝播するかについての情報も得られた。

卵管には、受精が起こる膨大部と、胚が発達し、着床前に双方向に移動する子宮に近い峡部の2つの主要な部分がある。この双方向の胚の動きの根底にあるポンプメカニズムを調査するために、研究チームは当初、画像と分析のために峡部のみに焦点を当て、動きがどのように起こったかは明らかにしなかった。

漏れのある蠕動ポンプ
研究チームは、より広範なメカニズムを疑って、4D OCT を使用して膨大部と峡部の両方を画像化した。これにより、膨大部に由来し、弛緩と胚の動きとともに峡部を伝播する収縮波が明らかになった。この全体像の定量的時空間分析により、卵管がどのように双方向の動きを駆動して胚を子宮に向かって輸送するかが明らかになった。

両方の卵管領域を一緒に画像化して分析する機能により、卵管は、着床前の胚を峡部に輸送する際に、卵管が漏れやすい蠕動ポンプ(収縮波が液体を前方に押し出し、以前の収縮部位で弛緩が液体を引き戻す)として機能することが明らかになった。チームはまた、卵管の転換点で内腔が狭くなると、胚の後方移動が停止し、峡部の胚が子宮に向かって正味に変位する可能性があることも発見した。

「われわれが使用した高度なイメージング方法は以前に実証および報告されているが、マウスモデルで卵管が着床前胚をどのように輸送するかを研究するために適用されたのはこれが初めてである。胚がどのように輸送されるかの正常なプロセスを理解したので、関連する障害や病気の根底にある異常なプロセスを調査することが可能になる」(Wang)。

この研究に基づいて、研究チームは、胚が卵管内に残ったときに発生する異常な輸送を理解するために画像研究を実施し、卵管子宮外妊娠につながる可能性があることを計画している。