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生体臓器・器官の結合組織内に分布する間質細胞の存在様式と動態の微細構造解析

研究課題

研究課題/領域番号 20H03290
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分44040:形態および構造関連
研究機関久留米大学

研究代表者

中村 桂一郎  久留米大学, 付置研究所, 客員教授 (20172398)

研究分担者 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)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
2022年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2020年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
キーワード間質細胞 / 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
研究開始時の研究の概要

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。

研究成果の概要

全身の結合組織に普遍的に分布する間質細胞について、泌尿生殖器系臓器およびリンパ節を対象に、volume EM法(FIB/SEM tomography)による3次元的微細構造解析を行い、そこに観察される多くの間質細胞は極めて菲薄、扁平で、うねるように配置するシート状細胞質をもち、隣接する細胞間でギャップ結合等により連結して広範に拡がる細胞ネットワークを形成することが示された。また、間質細胞由来のコラーゲン線維束の配列決定にはギャップ結合によるこれら細胞の連結が重要であることが示された。本研究のような連続電顕画像による3次元解析ではAI支援による特定構造の自動抽出が有用であった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

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。

報告書

(4件)
  • 2023 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (17件) (うち国際共著 1件、 査読あり 17件、 オープンアクセス 12件) 学会発表 (6件)

  • [雑誌論文] Sheet-like interstitial cells connect epithelial and smooth muscle cells in the mouse prostate2024

    • 著者名/発表者名
      Kawaguchi Yoshihiro、Ohta Keisuke、Hiroshige Tasuku、Uemura Kei-ichiro、Togo Akinobu、Nakamura Kei-ichiro、Igawa Tsukasa
    • 雑誌名

      Acta Histochemica

      巻: 126 号: 3 ページ: 152153-152153

    • DOI

      10.1016/j.acthis.2024.152153

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Insights on Platelet-Derived Growth Factor Receptor α-Positive Interstitial Cells in the Male Reproductive Tract2024

    • 著者名/発表者名
      Tasuku Hiroshige, Kei-Ichiro Uemura, Kei-Ichiro Nakamura, Tsukasa Igawa
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 25 号: 7 ページ: 4128-4128

    • DOI

      10.3390/ijms25074128

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Three‐dimensional ultrastructural and anatomical analysis of prostatic neuroendocrine cells in mice2024

    • 著者名/発表者名
      Uemura Kei‐Ichiro、Togo Akinobu、Hiroshige Tasuku、Ohta Keisuke、Ueda Kosuke、Nishihara Kiyoaki、Nakiri Makoto、Hirashima Shingo、Igawa Tsukasa、Nakamura Kei‐Ichiro
    • 雑誌名

      The Prostate

      巻: 84 号: 9 ページ: 866-876

    • DOI

      10.1002/pros.24705

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Three-Dimensional Ultrastructural Analysis of the Head-Most Mitochondrial Roots of Mice Spermatozoa Using Focused Ion Beam/Scanning Electron Microscopy (FIB/SEM) Tomography2023

    • 著者名/発表者名
      Uemura Kei-ichiro、Miyazono Yoshihiro、Hiroshige Tasuku、Ohta Keisuke、Ueda Kosuke、Nishihara Kiyoaki、Nakiri Makoto、Hirashima Shingo、Igawa Tsukasa、Nakamura Kei-ichiro
    • 雑誌名

      Microscopy and Microanalysis

      巻: 29 号: 4 ページ: 1460-1466

    • DOI

      10.1093/micmic/ozad055

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Three-Dimensional Analysis of Interstitial Cells in the Smooth Muscle Layer of Murine Vas Deferens Using Confocal Laser Scanning Microscopy and FIB/SEM2022

    • 著者名/発表者名
      Hiroshige Tasuku、Uemura Kei-Ichiro、Hirashima Shingo、Hino Kiyosato、Togo Akinobu、Ohta Keisuke、Igawa Tsukasa、Nakamura Kei-Ichiro
    • 雑誌名

      Microscopy and Microanalysis

      巻: 28 号: 2 ページ: 567-575

    • DOI

      10.1017/s1431927622000058

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mesoscopic structural analysis via deep learning processing, with a special reference to in vitro alteration in collagen fibre induced by a gap junction inhibitor2022

    • 著者名/発表者名
      Hirashima Shingo、Ohta Keisuke、Togo Akinobu、Tsuneyoshi Risa、Kusukawa Jingo、Nakamura Kei-ichiro
    • 雑誌名

      Microscopy

      巻: 72 号: 1 ページ: 18-26

    • DOI

      10.1093/jmicro/dfac044

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Three-dimensional analysis of interstitial cells in the lamina propria of the murine vas deferens by confocal laser scanning microscopy and FIB/SEM2022

    • 著者名/発表者名
      Hiroshige T, Uemura KI, Hirashima S, Togo A, Ohta K, Nakamura K-I and Igawa T:
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 12 号: 1 ページ: 9484-9484

    • DOI

      10.1038/s41598-022-13245-7

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Three-dimensional ultrastructure and histomorphology of mouse circumvallate papillary taste buds before and after birth using focused ion beam-scanning electron microscope tomography2022

    • 著者名/発表者名
      Hino Kiyosato、Hirashima Shingo、Tsuneyoshi Risa、Togo Akinobu、Hiroshige Tasuku、Kusukawa Jingo、Nakamura Kei-Ichiro、Ohta Keisuke
    • 雑誌名

      Tissue and Cell

      巻: 75 ページ: 101714-101714

    • DOI

      10.1016/j.tice.2021.101714

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Correlative volume-imaging using combined array tomography and FIB-SEM tomography with beam deceleration for 3D architecture visualization in tissue2022

    • 著者名/発表者名
      Hirashima Shingo、Ohta Keisuke、Rikimaru-Nishi Yukiko、Togo Akinobu、Funatsu Takashi、Tsuneyoshi Risa、Shima Yuichi、Nakamura Kei-ichiro
    • 雑誌名

      Microscopy

      巻: - 号: 3 ページ: 187-192

    • DOI

      10.1093/jmicro/dfac015

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 3D mesoscopic architecture of a heterogeneous cellular network in the cementum?periodontal ligament?alveolar bone complex2021

    • 著者名/発表者名
      Hirashima Shingo、Ohta Keisuke、Togo Akinobu、Nakamura Kei-ichiro
    • 雑誌名

      Microscopy

      巻: 71 号: 1 ページ: 22-33

    • DOI

      10.1093/jmicro/dfab051

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Distribution, shape, and immnohistochemical characteristics of serotonin-immunoreactive neuroendocrine cells in the urethra and periurethral genital organs in mice2021

    • 著者名/発表者名
      Kei-ichiro Uemura, Tasuku Hiroshge, Kosuke Ueda, Keisuke Ohta, Tokumasa Hayashi, Shingo Hirashima, Tomonoshin Kanazawa, Makoto Nakiri, Tsukasa Igawa, Kei-ichiro Nakamura
    • 雑誌名

      Journal of molecular histology

      巻: 52 号: 6 ページ: 1205-1214

    • DOI

      10.1007/s10735-021-10020-2

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Morphological analysis of interstitial cells in murine epididymis using light microscopy and transmission electron microscopy2021

    • 著者名/発表者名
      Hiroshige Tasuku、Uemura Kei-Ichiro、Hirashima Shingo、Hino Kiyosato、Togo Akinobu、Ohta Keisuke、Igawa Tsukasa、Nakamura Kei-Ichiro
    • 雑誌名

      Acta Histochemica

      巻: 123 号: 6 ページ: 151761-151761

    • DOI

      10.1016/j.acthis.2021.151761

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Identification of PDGFRα-positive interstitial cells in the distal segment of the murine vas deferens2021

    • 著者名/発表者名
      Hiroshige Tasuku、Uemura Kei-Ichiro、Hirashima Shingo、Hino Kiyosato、Togo Akinobu、Ohta Keisuke、Igawa Tsukasa、Nakamura Kei-Ichiro
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 11 号: 1 ページ: 7553-7553

    • DOI

      10.1038/s41598-021-87049-6

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Ectopic subcutaneous transplantation of fetal rat urogenital sinus and seminal vesicle promotes the organ growth and formation2020

    • 著者名/発表者名
      Uemura Kei-ichiro、Hayashi Tokumasa、Hiroshige Tasuku、Ueda Kosuke、Ohta Keisuke、Kanazawa Tomonoshin、Hirashima Shingo、Nakiri Makoto、Igawa Tsukasa、Nakamura Kei-ichiro
    • 雑誌名

      Acta Histochemica

      巻: 122 号: 5 ページ: 151569-151569

    • DOI

      10.1016/j.acthis.2020.151569

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Correlative imaging of collagen fibers and fibroblasts using CLEM optimized for picrosirius red staining and FIB/SEM tomography2020

    • 著者名/発表者名
      Hirashima Shingo、Ohta Keisuke、Kanazawa Tomonoshin、Togo Akinobu、Tsuneyoshi Risa、Miyazono Yoshihiro、Kusukawa Jingo、Nakamura Kei-ichiro
    • 雑誌名

      Microscopy

      巻: 69 号: 5 ページ: 324-329

    • DOI

      10.1093/jmicro/dfaa024

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Cellular network across cementum and periodontal ligament elucidated by FIB/SEM tomography.2020

    • 著者名/発表者名
      Shingo Hirashima, Keisuke Ohta, Tomonoshin Kanazawa, Akinobu Togo, Risa Tsuneyoshi, Jingo Kusukawa, Kei-Ichiro Nakamura
    • 雑誌名

      Microscopy

      巻: 69 号: 1 ページ: 53-58

    • DOI

      10.1093/jmicro/dfz117

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Macular pucker formation after macular hole surgery with inverted internal limiting membrane flap technique and silicone oil tamponade2020

    • 著者名/発表者名
      Akira Hirata, Akiomi Takano, Takahiro Kawaji, Kei-Ichiro Nakamura
    • 雑誌名

      Am J Ophthalmol Case Rep

      巻: 19 ページ: 100847-100847

    • DOI

      10.1016/j.ajoc.2020.100847

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] FIB/SEMトモグラフィを用いた皮膚の三次元形態解析2021

    • 著者名/発表者名
      2.力丸由起子、太田啓介、右田尚、水谷友紀、山下美香、力丸英明、清川兼輔、中村桂一郎
    • 学会等名
      第120回日本皮膚科学会総会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] In vitroにおけるコラーゲン線維配向性の定量解析2021

    • 著者名/発表者名
      5.平嶋伸悟,太田啓介,金澤知之進, 都合亜記暢,常吉梨沙,宮園 佳宏, 楠川仁悟, 中村桂一郎
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会総会第77回学術講演
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Three-dimensional ultrastructural analysis of PDGFRα-positive interstitial cells in the mammalian vas deferens by FIB/SEM tomography.2020

    • 著者名/発表者名
      広重 佑, 上村慶一郎, 都合亜記暢, 平嶋伸悟, 日野聖慧, 太田啓介, 井川 掌, 中村桂一郎
    • 学会等名
      第72回西日本泌尿器科学会総会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] FIB/SEM tomographyによるマウス精管PDGFRα陽性間質細胞の三次元微細構造解析.2020

    • 著者名/発表者名
      広重 佑, 上村慶一郎, 都合亜記暢, 平嶋伸悟, 日野聖慧, 太田啓介, 井川 掌, 中村桂一郎
    • 学会等名
      第62回日本顕微鏡学会 九州支部総会・学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 心筋生検電子顕微鏡検査における採取時の洗滌液の影響2020

    • 著者名/発表者名
      太田啓介、都合亜記暢、船津貴志、秋葉 純、田原宣広、中村桂一郎
    • 学会等名
      第62回日本顕微鏡学会 九州支部総会・学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] モルモット精嚢壁においてカルシウムイメージングで検出された細胞群のFIB/SEMによる検討.2020

    • 著者名/発表者名
      中村桂一郎、東 龍平、武谷三恵、鷹野 誠、橋谷 光、太田 啓介
    • 学会等名
      第62回日本顕微鏡学会 九州支部総会・学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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