Three dimensional ultrastructural analyses of the distribution pattern and dynamics of the interstitial cells in the connective tissues in the mammalian body.
| Project/Area Number |
20H03290
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 44040:Morphology and anatomical structure-related
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| Research Institution | Kurume University |
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Principal Investigator |
中村 桂一郎 久留米大学, 付置研究所, 客員教授 (20172398)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
太田 啓介 久留米大学, 医学部, 教授 (00258401)
平嶋 伸悟 久留米大学, 医学部, 講師 (70647784)
力丸 由起子 (西由起子) 久留米大学, 医学部, 講師 (90368960)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥17,160,000 (Direct Cost: ¥13,200,000、Indirect Cost: ¥3,960,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2021: ¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000)
Fiscal Year 2020: ¥7,410,000 (Direct Cost: ¥5,700,000、Indirect Cost: ¥1,710,000)
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| Keywords | 間質細胞 / 結合組織構築 / 組織動態解析 / FIB/SEM / 三次元微細構造 / 組織機能動態解析 / 結合組織細胞構築 / 3次元微細構造 / SBF-SEM |
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| Outline of Research at the Start |
一夜で千枚の連続画像が取得できる新機軸電顕(FIB/SEM)および得られた連続画像による3次元再構築法(FIB/SEM tomography)により、様々な臓器・器官の結合組織に分布する間質細胞（線維芽細胞）の形状、大きさ、分布様式、隣接細胞との相互関係等の微細形態を"丸ごとの細胞"として解析し、このような細胞からなる結合組織の臓器毎の組織構築の差異に着目して身体各所の分布範囲・配置様式、さらに、血管、神経、筋線維の存在の場という観点から、機能、炎症等の病態との関連における医生物学的意義を見いだす糸口とする。このような形態研究はFIB/SEM tomographyによりはじめて可能となった。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題は、これまで消化管の平滑筋運動調節系であるICCを対象として進められてきた代表者らの研究の成果に発想を得て計画されている。本研究課題を遂行してきた3年間において、まずは平滑筋組織との関連において消化管と類似する側面をもつ泌尿・生殖器系臓器の解析を行った。それらの成果は、大学院生の広重らによりマウス精管、精巣上体の平滑筋層および固有結合組織に分布する間質細胞について4編の学術論文としてまとめられScientific Reports等の国際誌に掲載された。また、研究分担者である平嶋講師らにより口腔由来の培養線維芽細胞（間質細胞）におけるコラーゲン線維構築のAIをもちいた連続電顕試料解析がなされ、その成果は学会発表に続き、Microscopyに発表された。その他、公開には至っていないが、血管、脂肪組織、骨格筋組織における3D微細構造解析も行っており、そこにみられる間質細胞の形態的特徴について所見を得ている。これまで観察・解析した固有結合組織内にみられる間質細胞/線維芽細胞においては、極めて菲薄かつ広範に拡がるシート状の細胞質、ギャップ結合等でお互い連結した結合組織中の広範な細胞ネットワーク形成が特徴であると言えることが確認された。しかしながら、平滑筋組織内に分布する間質細胞の中には、相互連絡をもたず単独で存在するものがあることが示されており、分布部位に依存する間質細胞の多様性が注目される（力丸、武谷、上村、日野、林ら）。また、神経線維との関係など、組織内隔壁としての役割、さらに、固有結合組織内において扁平な構造を維持する機構が興味深い。これら研究過程において開発してきたFIB/SEMを用いた3D解析の手法は代表者らのチームにおいて応用され、他領域の組織・細胞の微細構造解析にも活用され、それらの成果は国際的学術誌において総説および原著論文として発表した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
現在、間質細胞の1つの型である細網組織を構成する細網細胞（reticular cell, stromal cell）に注目し、その代表としてリンパ節の枠組みを構成する細網細胞の解析を行っている。しかし、それにはFIB/SEMを使用することが不可欠であるが、新型コロナウイルス感染症による移動制限のため、装置が使用できる現場での研究活動ができず、実験・解析が遅延した。その間、若干でも研究を推進するため、遠隔操作が困難である本装置稼働ができる現場の技術職員にサポートを依頼した。
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| Strategy for Future Research Activity |
現場での研究時間の制限により遅れていた解析を進めながら、結果のまとめおよび発表を予定する。具体的には、現在特化して取り組んでいるリンパ節の免疫機能に関与する間質細胞（細網細胞）の細胞および組織としての形態をさらに深く解析する。そのためにこれまでに実施した複数回の実験で作製した樹脂包埋試料について、FIB/SEMによる画像取得および3D画像解析を行い、また、より詳細な解析のためにさらなる高解像画像が必要となった場合、電顕（FIB/SEM）観察・画像取得を繰り返す。これらの実験・研究により本課題である間質細胞の細胞・組織構築を明確にし、得られた形態情報と機能との関連における見解を公開する。
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Report
(2 results)
Research Products
(16 results)
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[Journal Article] Distribution, shape, and immnohistochemical characteristics of serotonin-immunoreactive neuroendocrine cells in the urethra and periurethral genital organs in mice2021
Author(s)
Kei-ichiro Uemura, Tasuku Hiroshge, Kosuke Ueda, Keisuke Ohta, Tokumasa Hayashi, Shingo Hirashima, Tomonoshin Kanazawa, Makoto Nakiri, Tsukasa Igawa, Kei-ichiro Nakamura
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Journal Title
Journal of molecular histology
Volume: 52
Issue: 6
Pages: 1205-1214
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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