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Elucidation of three-dimensional growth and development of human facial skeleton during fetal period

Research Project

Project/Area Number 19K23824
Research Category

Grant-in-Aid for Research Activity Start-up

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section 0802:Biomedical structure and function and related fields
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

Katsube Motoki  京都大学, 医学研究科, 助教 (40609583)

Project Period (FY) 2019-08-30 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywords発生学 / 解剖学 / 顔面形態形成 / 形成外科 / 顔面先天異常 / 先天異常 / 胎児学 / 形態学 / ヒト胎児 / 成長 / 顔面骨格 / 成長発達 / 3次元形態解析
Outline of Research at the Start

顔面骨格の正常発達過程は、顔面先天異常疾患の病態解明に必要不可欠であるが、その全容はわかっていない。CTやMRIなど撮像機器の発達 により、ヒト胎児標本を多数利用した正確な形態解析が可能となってきた。それらの画像データと3次元解析手法Geometric morphometrics (GM) を組み合わせることにより、胎児顔面の時間軸に沿った標準成長モデル(4次元モデル)を作成する。更に、それに対する脳や咀嚼筋など隣接臓器の影響を明確にする。これにより形態変化を明示するだけでなく、そのメカニズムにも迫ることになり、先天異常疾患の病態生理やその発症時期の解明への貢献が期待できる。

Outline of Final Research Achievements

The normal development process of the facial skeleton is indispensable for elucidating the pathophysiology of facial congenital anomalies, but it is not yet known. The purpose of this study is to quantify the three-dimensional morphological changes of the human facial skeleton during the fetal period and to elucidate the normal developmental patterns.
Recentry, the development of imaging equipment such as CT and MRI has made it possible to perform accurate morphological analysis using a large number of extremely valuable human fetal specimens. Then, by quantitative analysis based on those image data, we created a standard growth model along the time axis and clarified the relationship with the development of the masticatory muscles. These morphological changes were demonstrated, and the pathophysiology of the fetal akinesia deformation sequence was shown.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ヒト胎児期における顔面骨格の成長発育の解明は先天異常疾患の病態生理解明、胎児超音波診断などにおいても必要不可欠でありその重要性は認知されてきました。しかし、ヒト胚子、胎児標本は非常に貴重であるため、国内、国外ともに研究報告は限られているのが現状です。特に顔面骨格については形態が複雑であるため、その3次元解析の報告は更に限られます。今回の研究成果は、今後の顔面形態の発生研究において新しい方法を提供するだけでなく、その解析結果自体も様々な研究の基礎になり得るため、学術的意義は高いと考えています。

Report

(3 results)
  • 2020 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2021 2020 2019

All Journal Article (1 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (6 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] A 3D Analysis of Growth Trajectory and Integration During Early Human Prenatal Facial Growth2021

    • Author(s)
      Katsube M, Yamada S, Vora S, Takahashi N, Yamaguchi Y, Takakuwa T, Yamamoto A, Imai H, Saito A, Morimoto N.
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: in press Issue: 1 Pages: 6867-6867

    • DOI

      10.1038/s41598-021-85543-5

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 不全唇裂における鼻変形の定量解析2020

    • Author(s)
      勝部元紀、松浦喜貴、野田和男、セ也、森本尚樹
    • Organizer
      第44回日本口蓋裂学会総会、学術集会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report 2019 Research-status Report
  • [Presentation] 形態解析から迫るヒト胎児顔面骨格の形態形成と先天異常疾患2020

    • Author(s)
      勝部元紀
    • Organizer
      第60回日本先天異常学会学術集会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] ヒト胎児の顔面骨格形成とそれに必要な因子について2020

    • Author(s)
      勝部元紀
    • Organizer
      第29回日本形成外科学会基礎学術集会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 不全唇裂における鼻孔形態の定量解析2020

    • Author(s)
      勝部元紀
    • Organizer
      第38回日本頭蓋顎顔面外科学会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 3次元的な形態変化を正確に再現する試み:ヒト胎児顔面骨格成長の非線形近似2019

    • Author(s)
      勝部元紀、山田重人、山口豊、山本憲、斉藤篤、清水昭伸、今井宏彦、森本尚樹
    • Organizer
      第37回日本頭蓋顎顔面外科学会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 非線形近似を用いたヒト胎児顔面骨格の4次元成長解析2019

    • Author(s)
      勝部元紀、山田重人、山口豊、山本憲、斉藤篤、清水昭伸、今井宏彦、森本尚樹
    • Organizer
      第28回日本形成外科学会基礎学術集会
    • Related Report
      2019 Research-status Report

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Published: 2019-09-03   Modified: 2022-01-27  

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