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2023 Fiscal Year Research-status Report

拡散MRI法を用いた妊娠第1三半期胎児の脳神経ネットワーク形成過程の解析

Research Project

Project/Area Number 21K07772
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) 今井 宏彦  京都大学, 情報学研究科, 助教 (40506466)
金橋 徹  京都大学, 医学研究科, 助教 (90875999)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2025-03-31
Keywords脳神経ネットワーク / MRI / 拡散強調画像 / ヒト胎児
Outline of Annual Research Achievements

脳の機能と病態を理解するために、ヒトの脳では、様々なタスクに伴う脳の活動領域を観察する脳の機能的なマッピングや、脳全体を視野にいれた巨視的なコネクトームか関心を持たれている。機能的解析にはfMRI, PET, 脳波等が用いられるのに対して、形態学的な解析は拡散強調MRI画像(DT-MRI)か中心的な役割を担っている。DT-MRIとは、神経線維走行の方向により水分子の拡散のしやすさか異なること(拡散異方性)を利用した画像描出、解析法である。脳神経ネットワーク形成はヒトの高次脳機能の形成基盤であり、その発生過程を知ることは、脳の働きや神経ネットワークの構造と機能の深い理解のために必要である。その形成過程を知るために、島根大学が保存している妊娠第1三半期胎児標本(CRL100 mm未満 n=32)および第2三半期前半胎児標本(CRL130mm未満 n=17)を対象として、7T-MRIを用いて高解像T1強調画像、拡散強調画像(DTI)取得を予定通り終了した。脳のDTI画像はアーチファクトが多く改善を検討しているが解決困難な状態にある。そのため、T1強調象をおもに用いて、脳溝形成、GE形成、脳幹・小脳形成、頭部領域として、下顎、舌について検討し学会発表を行った。DTI画像を用いて、硬膜形成、眼球、舌、心臓、横隔膜、腹直筋、僧帽筋等の筋肉の形成、血管系、運動器系についても検討し学会発表、論文化を進めている。さらに、得られた胎児期初期の高精度MRI画像は希少性の高いものであるため、データベース作成を併せて行ない、利便性の高いものにする予定である。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

島根大学が保存している妊娠第1三半期胎児標本(CRL100 mm未満 n=32)および第2三半期前半胎児標本(CRL130mm未満 n=17)を対象として、7T-MRIを用いて高解像T1強調画像、拡散強調画像(DTI)を取得中である。T1強調像は全例取得し、DTIはCRL95mm以上の個体について取得中である。大脳の形態形成について、T1強調像画像を用いて解析した(Takakuwa et al 2021)。小脳の経時的な形成過程をT1強調画像にて解析した(論文作成中)。DTI画像を用いて脳を覆う硬膜等の形状の変化を解析した(Matsunari et al 2023)。
DTIの信号、硬膜については取得したが、脳実質において十分に得ることかできずにいる。DTI解析ソフトの種類の検討、条件設定の検討等を行っている。

Strategy for Future Research Activity

胎児標本の条件の変更(ホルマリンを除去する、造影剤を検討する)等を検討するか、標本の損傷等の懸念かあり慎重に行う。脳神経系について当面DTIを使わ す、T1強調像を用いた解析を進める。具体的には、脳溝形成、GE形成、硬膜形成、脳幹・小脳形成、頭部領域として、眼球、下顎、舌について検討する。また、脳神経系にこだわらず全身の他の部位のDTIの情報についての解析も視野にいれ検討をする。具体的には、心臓、舌、横隔膜等の筋肉の形成、血管系、運動器系等、対象の範囲を拡大して検討をする。
また、得られたMRI画像のデータベース化を行い。希少価値の高い、高精度の胎児MRI画像の活用の利便性をはかる。

Causes of Carryover

MRI撮像費が、撮像回数の減少により、29035円繰越となったが、2024年に撮像をすることで消費される見込みである。
他は、計画通り、ほぼ進行している。

  • Research Products

    (29 results)

All 2024 2023 Other

All Journal Article (11 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 11 results,  Open Access: 3 results) Presentation (16 results) Book (1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Epithelial development of the urinary collecting system in the human embryo,2024

    • Author(s)
      Saizonou MA, Kitazawa H, Kanahashi T, Yamada S, Takakuwa T,
    • Journal Title

      PLoS One

      Volume: 19 Pages: e0301778

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0301778

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Height difference between the right and left metanephroi during early human fetal development.2024

    • Author(s)
      Ishiyama-Takara H, Matsubayashi J, Yamada S, Takakuwa T
    • Journal Title

      Congenit Anom

      Volume: 64 Pages: in press

    • DOI

      10.1111/cga.12565

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Regional differences in the umbilical vein and ductus venosus at different stages of normal human development.2024

    • Author(s)
      Isotani N, Kanahashi T, Imai H, Yoneyama A, Yamada S, Takakuwa T.
    • Journal Title

      Anat Rec

      Volume: 307 Pages: in press

    • DOI

      10.1002/ar.25421

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Pyramidalis muscle formation during human embryonic and early fetal periods2024

    • Author(s)
      Iwasa Y, Kanahashi T, Imai H, Otani H, Yamada S, Takakuwa T,
    • Journal Title

      Congenit Anom

      Volume: 64 Pages: 32-39

    • DOI

      10.1111/cga.12551

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Bronchial tree of the human embryo: Examination based on a mammalian model.2024

    • Author(s)
      Fujii S, Muranaka T, Matsubayashi J, Yamada S, Yoneyama A, Takakuwa T.
    • Journal Title

      J Anatomy

      Volume: 244 Pages: 159-169.

    • DOI

      10.1111/joa.13946

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Morphogenesis of the pulmonary vein and left atrial appendage in human embryos and early fetuses.2024

    • Author(s)
      Fukui N, Kanahashi T, Matsubayashi J, Imai H, Yoneyama A, Otani H, Yamada S, Takakuwa T.
    • Journal Title

      J Anatomy

      Volume: 244 Pages: 142-155

    • DOI

      10.1111/joa.13941

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Three-dimensional imaging analysis of the developmental process of posterior meniscofemoral ligaments in rat embryos.2024

    • Author(s)
      Ishida K, Ishikawa A, Yamada S, Takakuwa T, Aoyama T
    • Journal Title

      Cells Tissues Organs

      Volume: 213 Pages: 1-11

    • DOI

      10.1159/000536108

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Femoral posture during embryonic and early fetal development: An analysis using landmarks on the cartilaginous skeletons of ex vivo human specimens.2023

    • Author(s)
      Takakuwa T, Saizonou MA, Fujii S, Kumano Y, Ishikawa A, Aoyama T, Imai H, Yamada S, Kanahashi T.
    • Journal Title

      PLoS One

      Volume: 18 Pages: e0285190

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0285190

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Tentorium cerebelli formation during human embryonic and early fetal development.2023

    • Author(s)
      Matsunari C, Kanahashi T, Otani H, Imai H, Yamada S, Okada T, Takakuwa T.
    • Journal Title

      Anat Rec

      Volume: 306 Pages: 515-526

    • DOI

      10.1002/ar.25110

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Three-dimensional morphogenesis of the human diaphragm during the late embryonic and early fetal period: Analysis using T1-weighted and diffusion tensor imaging.2023

    • Author(s)
      Kanahashi T, Imai H, Otani H, Yamada S, Yoneyama A, Takakuwa T.
    • Journal Title

      J Anat

      Volume: 252 Pages: 174-190

    • DOI

      10.1111/joa.13760

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Crystal-based X-ray interferometry and its application to phase- 2.2023

    • Author(s)
      Yoneyama A, Takamatsu D, Lwin TT, Yamada S, Takakuwa T, Hyodo K, Hirano K, Takeya S.
    • Journal Title

      Appl Sci

      Volume: 13 Pages: 5424

    • DOI

      10.3390/app13095424

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 腹直筋の腱画形成過程2023

    • Author(s)
      岩佐結生、金橋徹、松林潤、今井宏彦、大谷 浩、高桑徹也
    • Organizer
      第63回日本先天異常学会
  • [Presentation] 生理的臍帯ヘルニア期のヒト中腸ループと腸間膜の経時的構造変化2023

    • Author(s)
      石田七彩、植田優生、松林潤、金橋徹、今井宏彦、山田重人、高桑徹也
    • Organizer
      第63回日本先天異常学会
  • [Presentation] ヒト胎児期初期から中期の血管径変化より紐解く循環動態の検討2023

    • Author(s)
      中井尚一、松林潤、金橋徹、今井宏彦、山田重人、大谷浩、高桑徹也
    • Organizer
      第17回日本臨床検査学教育学会学術大会
  • [Presentation] 拡散テンソル画像を用いた水晶体線維細胞の配向性の検討2023

    • Author(s)
      八田桃佳、金橋徹、今井宏彦、山田重人、高桑 徹也
    • Organizer
      第17回日本臨床検査学教育学会学術大会
  • [Presentation] ヒト胎児骨盤の性差の検討2023

    • Author(s)
      金橋徹、松林潤、今井宏彦、山田重人、大谷浩、高桑徹也
    • Organizer
      第99回日本解剖学会学術集会近畿支部
  • [Presentation] MRIを用いたヒト胎児における腱画形成過程の解析2023

    • Author(s)
      岩佐結生、金橋徹、今井宏彦、大谷浩、松林潤、山田重人、高桑徹也
    • Organizer
      第99回日本解剖学会学術集会近畿支部
  • [Presentation] ヒト胎児における主要血管径の左右差の比較検討2023

    • Author(s)
      中井尚一、松林潤、金橋徹、今井宏彦、山田重人、大谷浩、高桑徹也
    • Organizer
      第99回日本解剖学会学術集会近畿支部
  • [Presentation] ヒト胎児期における足関節周辺の三次元解析2023

    • Author(s)
      松田幸樹、松林潤、金橋徹、山田重人、大谷浩、高桑徹也
    • Organizer
      第99回日本解剖学会学術集会近畿支部
  • [Presentation] ヒトの胎児期における心室中隔の形態的変化2023

    • Author(s)
      倭友希、松林潤、金橋徹、今井宏彦、大谷浩、高桑徹也
    • Organizer
      第129回解剖学会
  • [Presentation] 高解像度MRIを用いたヒト胎児期初期における一次脳溝形成過程の検討2023

    • Author(s)
      熊谷美優、金橋徹、今井宏彦、大谷浩、高桑徹也
    • Organizer
      第129回解剖学会
  • [Presentation] ヒト胎児骨盤の性差の検討2023

    • Author(s)
      金橋徹、松林潤、今井宏彦、山田重人、大谷浩、高桑徹也
    • Organizer
      第129回解剖学会
  • [Presentation] ヒト中腸ループと腸間膜の経時的構造変化ー生理的臍帯ヘルニア期から還納期ー2023

    • Author(s)
      石田七彩、植田優生、掛谷真樹、松林潤、金橋徹、今井宏彦、山田重人、高桑徹也
    • Organizer
      第129回解剖学会
  • [Presentation] MRIを用いたヒト胎児における僧帽筋形成過程の解析2023

    • Author(s)
      岩佐結生、金橋徹、今井宏彦、大谷浩、高桑徹也
    • Organizer
      第129回解剖学会
  • [Presentation] ヒト胎児期初期における鼻腔・口腔の定量的観察2023

    • Author(s)
      青江春菜、古田万紀子、金橋徹、今井宏彦、山田重人、高桑徹也
    • Organizer
      第129回解剖学会
  • [Presentation] 拡散テンソル画像を用いた水晶体線維細胞の配向性の検討2023

    • Author(s)
      八田桃佳、金橋徹、今井宏彦、大谷浩、山田重人、高桑徹也
    • Organizer
      第129回解剖学会
  • [Presentation] DTIを用いたヒト胚子期における舌筋発生の検討2023

    • Author(s)
      須藤紗帆、金橋徹、今井宏彦、山田重人、高桑徹也
    • Organizer
      第129回解剖学会
  • [Book] Clinical Neuroembryology2023

    • Author(s)
      en Donkelaar HJ, Yamada S, Shiota K, van der Vliet T, Vasung L, Takakuwa T.
    • Total Pages
      932
    • Publisher
      Springer
    • ISBN
      978-3031260971
  • [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(形態形成医療科学)

    • URL

      http://www.hs-kyoto.net

URL: 

Published: 2024-12-25  

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