| 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 |
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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, 客員准教授 (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 |
Completed (Fiscal Year 2023)
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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 / 線維芽細胞 / 結合組織・細胞構築 / 組織動態解析 / 三次元微細構造 / FIB/SEM / volume EM / AI-assisted extraction / 結合組織構築 / 組織機能解析 / 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 Final Research Achievements |
We performed three-dimensional fine structural observation using volumeEM techniques (FIB/SEM tomography) to study interstitial cells universally distributed in the connective tissue throughout the body, focusing on the urogenital organs and lymph nodes. We carried out morphological analysis of the shapes, densities, and distribution patterns of these interstitial cells. As a result, it was shown that the interstitial cells observed in these organs have an extremely thin and widely undulating sheet-like cytoplasm, forming a wide-spread cell network connected by junctions such as gap junctions between adjacent cells. Furthermore, in cultured cells derived from oral fibroblasts, it was shown that the collagen fiber bundles derived from the cells took on a regular arrangement, and this regularity was lost by adding gap junction inhibitors. It was also demonstrated that the AI-assisted automatic extraction of specific structures is useful in such serial electron microscope image analysis.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本課題で開発された三次元微細構造解析法は、結合組織に普遍的に存在する間質細胞の、広範に拡がる細胞ネットワーク形成、組織区画化、組織幹細胞ニッチ、exosomeによるシグナル伝達等の理解に重要な情報を提供した。技術革新とともに、今後、様々な臓器・器官の結合組織細胞の再評価に繋がる成果は学術的に意義深い。また、身体の成長・再生・老化における結合組織の再生医学的役割、また、癌転移、線維化等重要な病態への関わりの観察からは生体構造の生理病態理解が期待され、更には、全身の結合組織における間質細胞の分布密度の偏りの多様性は、臨床的に注目されている筋膜リリースや経絡・経穴の理解の基盤となることも期待される。
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