2020 Fiscal Year Annual Research Report
The relation between Crohn's disease and fluid mechanics of the intestine
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18K16339
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
鈴木 秀幸 東北大学, 東北メディカル・メガバンク機構, 助教 (30526439)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | Blender / 東北大式吻合 / 小腸部位別切除率曲線 / DSS誘発腸炎マウスモデル / TIMP-1 / 線維化抑制効果 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
A) 消化管の流体モデルをコンピュータ上でシミュレートする：消化管は、血管や気道と比較して、現象の複雑性があり、流体モデルの作成は非常に難しかった。シミュレーションに統合型3DCGソフトBlenderを用い、腸管吻合を施した場合の管腔内の流体の変化を三次元で再現した。精密な流体モデルの作成には至らなかったが、クローン病の新たな腸管吻合法（東北大式吻合）をBlenderで再現し、吻合部における内容物の流れをシミュレートすることで、東北大式吻合の妥当性や課題を検証することができた（第75回日本消化器外科学会総会で発表）。
B) 消化管の流体力学とクローン病との関係を結びつける：クローン病に関連する流体力学的要素を見つけることはできなかったが、その過程の中で、クローン病の小腸切除症例を集計し、小腸の始まりを0、終わりを1としたスケールをx軸、各部位の切除率をy軸として切除率曲線を作成した。すると曲線は患者によって「指数関数型」と「二峰性型」の２種類に分けることができ、「二峰性型」の患者では回腸末端のほか近位回腸にも切除率のピークがあり、何らかの疾患の特徴を示唆しているのではないかと考察された。この成果は英文原著論文として執筆し、Colorectal Diseaseにpublishされた。
C) 動物モデルを用いて検証する：クローン病において狭窄の原因となる腸管線維化を起こすモデルとして、DSS誘発腸炎マウスモデルを用いて検討を重ねてきた。抗TNF-α抗体をマウスに投与すると線維化が著明に抑制されることが分かったが、その中で、線維化関連因子であるTIMP-1が生物学的製剤による線維化の抑制効果を示す臨床的マーカーに応用できるのではないかと着想した。流体力学的要素の検証はできなかったが、TIMP-1のマーカーとしての有用性を見出したことは英文原著論文として執筆し、現在投稿中である。
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