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2016 Fiscal Year Research-status Report

拡散テンソルイメージング法を応用したヒト心筋の形成と走行の解析

Research Project

Project/Area Number 16K15535
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

高桑 徹也  京都大学, 医学研究科, 教授 (40244933)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 原口 亮  兵庫県立大学, その他の研究科, 准教授 (00393215)
今井 宏彦  京都大学, 健康長寿社会の総合医療開発ユニット, 特定助教 (40506466)
山田 重人  京都大学, 医学研究科, 教授 (80432384)
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2018-03-31
Keywords心筋発生 / ヒト胎児 / MRI / DTI
Outline of Annual Research Achievements

ヒト成人の心臓壁は、心外膜、心筋層、心内膜の3層からなり、さらに心室の筋層は外層・中層・内層の3層に分けられることが分かっている。現在、実験動物においてDTIを用いた心筋の研究が多くなされているが、ヒト発生時・胎児期の心筋走行についての研究は十分なされていない。本研究では、京都大学大学院医学研究科附属先天異常標本解析センターが保有するヒト胎児ホルマリン固定標本の摘出心臓のT1強調画像とDWIを7TMRIを用いて撮像し、得られた画像をもとにソフトウエアMATLAB、DSI-Studio、ImageJなどを用い、心筋走行の特徴を追うこととした。頭殿長158mmの個体では、前壁と下壁の心筋線維は、内膜において断面と角度をなしているが、外膜へ向かうと次第に角度をもたなくなって断面と水平な向きになり、さらに外膜へ向かうと、また断面と角度をなし、その角度は大きくなっていくという結果が得られた。また、心筋走行を立体的に描写したものから、中隔が層構造になっていることも示唆された。
本研究では、前壁や下壁において、層構造になっているか否かの明らかな結果は得られていないので、今後、中隔以外の領域の心筋走行についても検討していくために、さらに多くの個体数を対象とする必要があると考えられる。また、より若い個体での検討を行い、最終的には、胎児期初期(受精後12週位)から拍動が開始される発生の初期までMRI撮像を行い、心臓の立体形状や心筋の走行の画像化、さらに発生段階毎に、筋力の方向性や収縮の同調性、順次性、流体力学的な血流動態のシミュレーションを行いたい。また、胎児期後期、新生児、小児の正常の心臓(解剖例)や心疾患例についても解析応用を試みたいと考える。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

胎児期から摘出した心臓(CTL158mm)についてMRI撮像を行いDTIを用いて心筋の解析ができた。

Strategy for Future Research Activity

7T MRI解像度の限界として、現在の大きさの心臓より小さいと解析が難しい可能性がある。
今後の展開として、胎児期初期の個体に遡り撮像を行い、可能な限り若い個体での解析を試みる。また、中隔以外の部位での解析も行う。より大きな個体での検討も考える。
MRIではなく、組織切片を用いて心筋走行を組織断面上で解析し、ソフトウエアを用いて走行を抽出すること、より解像度の高いMRI撮像を検討する、等を考えている。

Causes of Carryover

ほぼ計画通り施行し、6496円残となった。

Expenditure Plan for Carryover Budget

6496円については、当初と大きな変更をする必要ないと考えている。

  • Research Products

    (19 results)

All 2017 2016 Other

All Journal Article (14 results) (of which Peer Reviewed: 14 results,  Open Access: 14 results,  Acknowledgement Compliant: 14 results) Presentation (4 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] 3D analysis of human embryos and fetuses using digitized datasets from the Kyoto Collection2017

    • Author(s)
      Takakuwa T
    • Journal Title

      Anat Rec

      Volume: ー Pages: ー

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Positional changes of the ocular organs during craniofacial development2017

    • Author(s)
      Osaka M, Ishikawa A, Yamada S, Uwabe C, Imai H, Matsuda T, Yoneyama A, Takeda T, Takakuwa T
    • Journal Title

      Anatomical Record

      Volume: ー Pages: ー

    • DOI

      10.1002/ar.23588

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Postpartum radiographic changes in pelvic morphology and its relation with symptoms of pregnancy-related symphysis pain2017

    • Author(s)
      Xiang Ji, Takakuwa T, Takahashi M, Iijima H, Morino S, Ishihara M, Kawagoe M, Hadanaka Y, Umezaki F, Yamashita M,Aoyama T
    • Journal Title

      Clin Exp Obst Gynecol

      Volume: ー Pages: ー

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] The dynamics of gyrification in the human cerebral cortex during development2017

    • Author(s)
      Yoshida R, Koichi Ishizu K, Yamada S, Chigako Uwabe C, Okada T, Togashi K, Takakuwa T
    • Journal Title

      Congenit Anom

      Volume: 57 Pages: 8-14

    • DOI

      10.1111/cga.12179, 10.1111/cga.12181

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Morphogenesis of the Middle Ear Ossicles and Spatial Relationships with the External and Inner Ears during the Embryonic Period2016

    • Author(s)
      Ozeki-Satoh M, Ishikawa A, Yamada S, Uwabe C, Takakuwa T
    • Journal Title

      Anat Rec

      Volume: 299 Pages: 1325-1337

    • DOI

      10.1002/ar.23457

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Formation of the circle of Willis during human embryonic development2016

    • Author(s)
      Takakuwa T, Koike T, Muranaka T, Yamada S, Uwabe C
    • Journal Title

      Congenit Anom (Kyoto) 2016

      Volume: 56 Pages: 233-236

    • DOI

      10.1111/cga.12165

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Magnetic resonance imaging of pituitary gland and postsphenoid ossification in fetal specimens2016

    • Author(s)
      Mehemed TM, Fushimi Y, Okada T,Kanagaki M,Okada T, Yamamoto A, TakakuwaT,Yamada S, Togashi K
    • Journal Title

      Am J Neuroradiology

      Volume: 37 Pages: 1523-7

    • DOI

      https://doi.org/10.3174/ajnr.A4808

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] 3D models related to the publication: Morphogenesis of the liver during the human embryonic period2016

    • Author(s)
      Hirose A, Nakashima T, Shiraki N, Yamada S, Uwabe C, Kose K, Takakuwa T
    • Journal Title

      MorphoMuseuM

      Volume: 1 Pages: ー

    • DOI

      10.18563/m3.1.4.e1

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Morphometric human embryonic brain features according to developmental stage2016

    • Author(s)
      Kobayashi A, Ishizu K, Yamada S, Uwabe C, Kose K, Takakuwa T
    • Journal Title

      Prenatal Diagnosis

      Volume: 36 Pages: 338-345

    • DOI

      10.1002/pd.4786

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] The digestive tract and derived primordia differentiate by following a precise timeline in human embryos between Carnegie stages 11 and 132016

    • Author(s)
      Ueno S, Yamada S, Uwabe C, Maenner J, Shiraki N, Takakuwa T
    • Journal Title

      Anatomical Rec

      Volume: 299 Pages: 439-449

    • DOI

      10.1002/ar.23314s

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Correlation of external ear auricle formation with staging of human embryos2016

    • Author(s)
      Ozeki-Sato M, Yamada S, Uwabe C, Ishizu K, Takakuwa T
    • Journal Title

      Congenit Anom (Kyoto)

      Volume: 56 Pages: 86-90

    • DOI

      10.1111/cga.12140

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Three-dimensional observation of palatal muscles in the human embryo and fetus: development of levator veli palatini and clinical importance of the lesser palatine nerve2016

    • Author(s)
      Kishimoto H, Yamada S, Kanahashi T, Yoneyama A, Imai H, Matsuda T, Takeda T, Kawai K
    • Journal Title

      Developmental Dynamics

      Volume: 245 Pages: 123-131

    • DOI

      10.1002/dvdy.24364

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Intestinal rotation and physiological umbilical herniation during the embryonic period2016

    • Author(s)
      Ueda Y, Yamada S, Uwabe C, Kose K, Takakuwa T
    • Journal Title

      Anatomical Rec

      Volume: 299 Pages: 197-206

    • DOI

      10.1002/ar.23296

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] A novel strategy to reveal the latent abnormalities in human embryonic stages from a large embryo collection2016

    • Author(s)
      Kanahashi T, Yamada S, Tanaka M, Hirose A, Uwabe C, Kose K, Yoneyama A, Takeda T, Takakuwa T
    • Journal Title

      Anatomical Rec

      Volume: 299 Pages: 8-24

    • DOI

      10.1002/ar.23206(cover page)

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Three-dimensional Analysis of the Bronchial Branching in Human Embryonic Stages2017

    • Author(s)
      高桑 徹也
    • Organizer
      新学術領域研究「多元計算解剖学」第3回 国際シンポジウム
    • Place of Presentation
      奈良県文化会館
    • Year and Date
      2017-03-08 – 2017-03-09
  • [Presentation] ヒト後腎形態形成の 3 次元的解析2016

    • Author(s)
      石山 華、山田 重人、上部千賀子、米山 明男、武田 徹、今井 宏彦、松田 哲也、高桑 徹也
    • Organizer
      第56回日本先天異常学会
    • Place of Presentation
      姫路商工会議所
    • Year and Date
      2016-07-29 – 2016-07-31
  • [Presentation] ヒトにおける胚子~胎児期の脳形態形成の解析2016

    • Author(s)
      白石 直樹、山中 美希、山田 重人、上部千賀子、巨瀬 勝美、高桑 徹也
    • Organizer
      第56回日本先天異常学会
    • Place of Presentation
      姫路商工会議所
    • Year and Date
      2016-07-29 – 2016-07-31
  • [Presentation] ヒト胚子期における気管支分岐形成の三次元的、数理的解析2016

    • Author(s)
      村中 太河、山田 重人、上部千賀子、米山 明男、武田 徹、 巻島 美幸、高桑 徹也
    • Organizer
      第56回日本先天異常学会
    • Place of Presentation
      姫路商工会議所
    • Year and Date
      2016-07-29 – 2016-07-31
  • [Remarks] 京都大学 大学院医学研究科 人間健康科学系専攻 病理学研究室

    • URL

      http://www.hs-kyoto.net/

URL: 

Published: 2018-01-16  

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