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2016 年度 実施状況報告書

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

研究課題

研究課題/領域番号 16K15535
研究機関京都大学

研究代表者

高桑 徹也  京都大学, 医学研究科, 教授 (40244933)

研究分担者 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)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
キーワード心筋発生 / ヒト胎児 / MRI / DTI
研究実績の概要

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。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

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。

今後の研究の推進方策

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。

次年度使用額が生じた理由

ほぼ計画通り施行し、6496円残となった。

次年度使用額の使用計画

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。

  • 研究成果

    (19件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (14件) (うち査読あり 14件、 オープンアクセス 14件、 謝辞記載あり 14件) 学会発表 (4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] 3D analysis of human embryos and fetuses using digitized datasets from the Kyoto Collection2017

    • 著者名/発表者名
      Takakuwa T
    • 雑誌名

      Anat Rec

      巻: ー ページ: ー

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Positional changes of the ocular organs during craniofacial development2017

    • 著者名/発表者名
      Osaka M, Ishikawa A, Yamada S, Uwabe C, Imai H, Matsuda T, Yoneyama A, Takeda T, Takakuwa T
    • 雑誌名

      Anatomical Record

      巻: ー ページ: ー

    • DOI

      10.1002/ar.23588

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Postpartum radiographic changes in pelvic morphology and its relation with symptoms of pregnancy-related symphysis pain2017

    • 著者名/発表者名
      Xiang Ji, Takakuwa T, Takahashi M, Iijima H, Morino S, Ishihara M, Kawagoe M, Hadanaka Y, Umezaki F, Yamashita M,Aoyama T
    • 雑誌名

      Clin Exp Obst Gynecol

      巻: ー ページ: ー

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] The dynamics of gyrification in the human cerebral cortex during development2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshida R, Koichi Ishizu K, Yamada S, Chigako Uwabe C, Okada T, Togashi K, Takakuwa T
    • 雑誌名

      Congenit Anom

      巻: 57 ページ: 8-14

    • DOI

      10.1111/cga.12179, 10.1111/cga.12181

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Morphogenesis of the Middle Ear Ossicles and Spatial Relationships with the External and Inner Ears during the Embryonic Period2016

    • 著者名/発表者名
      Ozeki-Satoh M, Ishikawa A, Yamada S, Uwabe C, Takakuwa T
    • 雑誌名

      Anat Rec

      巻: 299 ページ: 1325-1337

    • DOI

      10.1002/ar.23457

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Formation of the circle of Willis during human embryonic development2016

    • 著者名/発表者名
      Takakuwa T, Koike T, Muranaka T, Yamada S, Uwabe C
    • 雑誌名

      Congenit Anom (Kyoto) 2016

      巻: 56 ページ: 233-236

    • DOI

      10.1111/cga.12165

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Magnetic resonance imaging of pituitary gland and postsphenoid ossification in fetal specimens2016

    • 著者名/発表者名
      Mehemed TM, Fushimi Y, Okada T,Kanagaki M,Okada T, Yamamoto A, TakakuwaT,Yamada S, Togashi K
    • 雑誌名

      Am J Neuroradiology

      巻: 37 ページ: 1523-7

    • DOI

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

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 3D models related to the publication: Morphogenesis of the liver during the human embryonic period2016

    • 著者名/発表者名
      Hirose A, Nakashima T, Shiraki N, Yamada S, Uwabe C, Kose K, Takakuwa T
    • 雑誌名

      MorphoMuseuM

      巻: 1 ページ: ー

    • DOI

      10.18563/m3.1.4.e1

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Morphometric human embryonic brain features according to developmental stage2016

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi A, Ishizu K, Yamada S, Uwabe C, Kose K, Takakuwa T
    • 雑誌名

      Prenatal Diagnosis

      巻: 36 ページ: 338-345

    • DOI

      10.1002/pd.4786

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] The digestive tract and derived primordia differentiate by following a precise timeline in human embryos between Carnegie stages 11 and 132016

    • 著者名/発表者名
      Ueno S, Yamada S, Uwabe C, Maenner J, Shiraki N, Takakuwa T
    • 雑誌名

      Anatomical Rec

      巻: 299 ページ: 439-449

    • DOI

      10.1002/ar.23314s

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Correlation of external ear auricle formation with staging of human embryos2016

    • 著者名/発表者名
      Ozeki-Sato M, Yamada S, Uwabe C, Ishizu K, Takakuwa T
    • 雑誌名

      Congenit Anom (Kyoto)

      巻: 56 ページ: 86-90

    • DOI

      10.1111/cga.12140

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 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

    • 著者名/発表者名
      Kishimoto H, Yamada S, Kanahashi T, Yoneyama A, Imai H, Matsuda T, Takeda T, Kawai K
    • 雑誌名

      Developmental Dynamics

      巻: 245 ページ: 123-131

    • DOI

      10.1002/dvdy.24364

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Intestinal rotation and physiological umbilical herniation during the embryonic period2016

    • 著者名/発表者名
      Ueda Y, Yamada S, Uwabe C, Kose K, Takakuwa T
    • 雑誌名

      Anatomical Rec

      巻: 299 ページ: 197-206

    • DOI

      10.1002/ar.23296

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A novel strategy to reveal the latent abnormalities in human embryonic stages from a large embryo collection2016

    • 著者名/発表者名
      Kanahashi T, Yamada S, Tanaka M, Hirose A, Uwabe C, Kose K, Yoneyama A, Takeda T, Takakuwa T
    • 雑誌名

      Anatomical Rec

      巻: 299 ページ: 8-24

    • DOI

      10.1002/ar.23206(cover page)

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Three-dimensional Analysis of the Bronchial Branching in Human Embryonic Stages2017

    • 著者名/発表者名
      高桑 徹也
    • 学会等名
      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
    • 発表場所
      奈良県文化会館
    • 年月日
      2017-03-08 – 2017-03-09
  • [学会発表] ヒト後腎形態形成の 3 次元的解析2016

    • 著者名/発表者名
      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
    • 学会等名
      第56回日本先天異常学会
    • 発表場所
      姫路商工会議所
    • 年月日
      2016-07-29 – 2016-07-31
  • [学会発表] ヒトにおける胚子~胎児期の脳形態形成の解析2016

    • 著者名/発表者名
      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
    • 学会等名
      第56回日本先天異常学会
    • 発表場所
      姫路商工会議所
    • 年月日
      2016-07-29 – 2016-07-31
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      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
    • 学会等名
      第56回日本先天異常学会
    • 発表場所
      姫路商工会議所
    • 年月日
      2016-07-29 – 2016-07-31
  • [備考] 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: 

公開日: 2018-01-16  

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