ヒト胎児形態形成のdynamicsを理解するための階層的データベースの作成と応用

2018 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 18K07876
• 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: 山田 重人 京都大学, 医学研究科, 教授 (80432384)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: ヒト胎児 / 画像データベース / MRI / 位相CT / 立体解剖データベース

研究実績の概要

“京都コレクション”に属するヒト胚子のMR画像、位相CT画像、連続組織切片等を出発材料として、コンピュータ上で再構成を行い、発生段階ごとに3次元可視化、定量化を行った。各発生段階の正常形態、計測標準値の確立をめざした。全身各器官で、下記のような検討がなされ論文化した。
脳神経; 脳の血流にとって重要なWillis輪の形成について発生段階ごとに検討した。CS22,23で輪は完成するが、成人でみられるのと同様のvariationがすでにみられることがわかった(Furuichi et al 2018)。聴覚器；耳小骨の形成、骨迷路が膜迷路を追うように形成され、鼓室形成へ進む形成過程、タイムラインが明らかにされた (Ishikawa et al, 2018; Ohtsuki et al 2018)。視覚器; 胚子期末から胎児期において眼球の位置が脳頭蓋から顔面頭蓋に移動し位置が決まる過程を3次元的に追うことができた (Osaka et al 2018)。消化管；生理的ヘルニアの還納過程で、消化管は腹腔内に手繰り寄せられるのではなく、むしろ腹壁がもちあがり消化管を包む”wrapping”が起きていることを示した (Nagata et al 2018)。胚子期、消化管は大きい肝臓に押し出され臍帯内に脱出すると言われている。われわれは、肝臓の大きさに無関係に消化管は臍帯へ脱出することを示した(Kanahashi et al 2018)。腎臓;腎臓が発生時に上昇し回転することは教科書に書かれているが、その動きを３Dでしっかり観察し、集合管尿路系の形成との関連で論じた(Ishikawa et al 2018)。ヒト腎臓（後腎）における尿集合管系の形成過程を明らかにし実験動物（マウス）との差異を論じた(Ishiyama et al 2018)。

現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

画像データベースとしてMRI 9例、位相CT 60例の新規の画像取得ができた。取得画像を用いて脳、感覚器、消化管、腎臓等主要器官の解析が進んだ。

今後の研究の推進方策

画像データベースをより充実させる。引き続き、全身各臓器の解析を進める。座標取得等を行い、数理統計学的解析が進むようにする。座標データを用いたモデル作成を進める。

次年度使用額が生じた理由

予定していた標本のMRI撮像が、諸事情で昨年度一時中断することになった。MRI撮像は1体約j30000円の費用が必要であるが、繰り越した助成金で、本年度MRI撮像の費用を賄う予定である。

研究成果

• [雑誌論文] Spatial relationship between the metanephros and adjacent organs according to the Carnegie stage of development. (2019)
  • 著者名/発表者名: Ishiyama H, Ishikawa A, Imai H, Matsuda T, Yoneyama A, Yamada S, Takakuwa T.
  • 雑誌名: Anat Rec 巻: 302 ページ: 1887-2104
  • DOI: 10.1002/ar.24103
  • 査読あり
• [雑誌論文] Critical Growth Processes for the Midfacial Morphogenesis in the Early Prenatal Period. (2019)
  • 著者名/発表者名: Katsube, M, Yamada, S, Yamaguchi Y, Takakuwa T, Yamamoto A, Imai H,Saito A, Shimizu A,Suzuki S.
  • 雑誌名: Cleft Palate-Craniofacial J 巻: 56 ページ: 1026-1037
  • DOI: 10.1177/1055665619827189
  • 査読あり
• [雑誌論文] Revisiting the infracardiac bursa by multimodal methods. (2019)
  • 著者名/発表者名: Nakamura T, Shinohara H, Okada T, Hisamori S, Tsunoda S, Obama K, Kurahashi Y, Takai A, Shimokawa T, Matsuda S, Makishima H, Takakuwa T, Yamada S, Sakai Y.
  • 雑誌名: J Anat 巻: 235 ページ: 88-95
  • DOI: 10.1111/joa.12989
  • 査読あり
• [雑誌論文] Vesicular swelling in the cervical region with lymph sac formation in human embryos. (2019)
  • 著者名/発表者名: Ohga A, Sakamoto R, Yamada S, Takakuwa T, Vesicular swelling in the cervical region with lymph sac formation in human embryos.
  • 雑誌名: Congenit Anom 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • 査読あり
• [雑誌論文] Relationship Between Physiological Umbilical Herniation and Liver Morphogenesis During the Human Embryonic Period: A Morphological and Morphometric Study. (2019)
  • 著者名/発表者名: Kanahashi T, Yamada S, Yoneyama A, Takakuwa T.
  • 雑誌名: Anat Rec 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • 査読あり
• [雑誌論文] Level set distribution model of nested structures using logarithmic transformation. (2019)
  • 著者名/発表者名: Saito A, Tsujikawa M, Takakuwa T, Yamada S, Shimizu A.
  • 雑誌名: Medical Image Analysis 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • 査読あり
• [雑誌論文] Return of the intestinal loop to the abdominal coelom after physiological umbilical herniation in the early fetal period. (2019)
  • 著者名/発表者名: Nagata A, Hatta S, Ji X, Ishikawa A, Sakamoto R, Yamada S, Imai H, Matsuda T, Takakuwa T.
  • 雑誌名: J Anat 巻: 234 ページ: 456-464
  • DOI: 10.1111/joa.12940.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Branching morphogenesis of the urinary collecting system in the human embryonic metanephros (2018)
  • 著者名/発表者名: Ishiyama H, Ishikawa A, Kitazawa H, Fujii S, Matsubayashi J, Yamada S, Takakuwa T
  • 雑誌名: PLoS ONE 13 巻: 9 ページ: -
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0203623
  • 査読あり
• [雑誌論文] Postpartum radiographic changes in pelvic morphology and its relation with symptoms of pregnancy-related symphysis pain. (2018)
  • 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: 45 ページ: 665-670
  • DOI: 10.12891/ceog3964.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Variations of the circle of Willis at the end of the human embryonic period. (2018)
  • 著者名/発表者名: Furuichi K, Ishikawa A, Uwabe C, Makishima H, Yamada S, Takakuwa T.
  • 雑誌名: Anatomical Rec 巻: 301 ページ: 1312-1319
  • DOI: 10.1002/ar.23794
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tail reduction process during human embryonic development. (2018)
  • 著者名/発表者名: Tojima S, Makishima H, Takakuwa T, Yamada S.
  • 雑誌名: J Anat 巻: 232 ページ: 806-811
  • DOI: 10.1111/joa.12774
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Blechschmidt Collection: revisiting specimens from a historical collection of serially sectioned human embryos and fetuses using modern imaging techniques. (2018)
  • 著者名/発表者名: Miyazaki R, Makishima H, M_nner J, Sydow HG, Uwabe C, Takakuwa T, Viebahn C, Yamada S.
  • 雑誌名: Congenit Anom 巻: 58 ページ: 152-157
  • DOI: 10.1111/cga.12261
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Formation of the periotic space during the early fetal period in humans. (2018)
  • 著者名/発表者名: Ishikawa A, Ohtsuki S, Yamada S, Uwabe C, Imai H, Matsuda T, Takakuwa T.
  • 雑誌名: Anat Rec 巻: 301 ページ: 563-570
  • DOI: 10.1002/ar.23764, 10.1002/ar.23657
  • 査読あり
• [雑誌論文] Morphogenesis of the middle ear during fetal development as observed via magnetic resonance imaging. (2018)
  • 著者名/発表者名: Ohtsuki S, Ishikawa A, Yamada S, Imai H, Matsuda T, Takakuwa T.
  • 雑誌名: Anat Rec 巻: 301 ページ: 757-764
  • DOI: 10.1002/ar.23760
  • 査読あり
• [雑誌論文] 3D analysis of human embryos and fetuses using digitized datasets from the Kyoto Collection. (2018)
  • 著者名/発表者名: Takakuwa T.
  • 雑誌名: Anat Rec 巻: 301 ページ: 960-969
  • DOI: 10.1002/ar.23784
  • 査読あり
• [雑誌論文] A spatiotemporal statistical shape mode of the brain surface during human embryonic development (2018)
  • 著者名/発表者名: Kazuki Kasahara, Atsushi Saito, Tetsuya Takakuwa, Shigehito Yamada, Hiroshi Matsuzoe, Hidekata Hontani, Akinobu Shimizu.
  • 雑誌名: Advanced Biomedical Engineering 巻: 7 ページ: 146-155
  • DOI: 10.14326/abe.7.146
  • 査読あり
• [学会発表] ヒト胚子期における気管支分岐形成の3次元的解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 藤井瀬菜、村中太河、松林潤、米山明男、武田徹、兵藤一行、山田重人、高桑徹也
  • 学会等名: 第129回日本解剖学会
• [学会発表] 胎児期初期における骨盤形成の解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 金橋 徹、奥村 美咲、今井 宏彦、山田 重人、山本 憲、富樫 かおり、高桑 徹也
  • 学会等名: 第129回日本解剖学会
• [学会発表] ヒト胎児の顔面骨格形成とそれに必要な因子について (2019)
  • 著者名/発表者名: 勝部 元紀、山田 重人、山口 豊、高桑 徹也、山本 憲、斉藤 篤、清水 昭伸、今井 宏彦、鈴木 茂彦
  • 学会等名: 第129回日本解剖学会
• [学会発表] 幾何学的形態測定学法を用いたヒト胎児脳の成長過程の解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 山口豊、勝部元紀、上部千賀子、巻島美幸、山本憲、今井宏彦、高桑徹也、富樫かおり、山田重人
  • 学会等名: 第129回日本解剖学会
• [学会発表] A02-KB107 Analysis of Central Nervous System and Skeletal System During Human Early-fetal Period Based on Multidisciplinary Computational Anatomy -Progress Overview FY 2017-FY2018 (2019)
  • 著者名/発表者名: Tetsuya Takakuwa
  • 学会等名: 多元計算解剖学第5回国際シンポジウム
  • 国際学会
• [学会発表] 幾何学的形態測定学法を用いたヒト胎児脳の成長過程の解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 山口豊、勝部元紀、上部千賀子、巻島美幸、山本憲、今井宏彦、高桑徹也、富樫かおり、山田重人
  • 学会等名: 第72回日本人類学会
• [学会発表] 胎児期初期における骨盤形成の解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 金橋 徹、奥村 美咲、今井 宏彦、山田 重人、高桑 徹也
  • 学会等名: 第58回日本先天異常学会
• [学会発表] ヒト胎児期初期における大腿骨の形態形成の解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 鈴木 裕子、山田 重人、米山 明男)、武田 徹、今井 宏彦、山本 憲、青山 朋樹、高桑 徹也
  • 学会等名: 第58回日本先天異常学会
• [学会発表] ヒト後腎内における腎小体の発生段階と立体的分布 (2018)
  • 著者名/発表者名: 北沢 遥、石山 華、石川 葵、山田 重人、高桑 徹也
  • 学会等名: 第58回日本先天異常学会
• [学会発表] ヒト胎児期における大脳基底核と視床の形態形成 (2018)
  • 著者名/発表者名: 白石 直樹、山中 美希、岡本 育恵、山田 重人、今井 宏彦、 高桑 徹也
  • 学会等名: 第58回日本先天異常学会
• [学会発表] ヒトの上葉気管支は側方分岐により形成される (2018)
  • 著者名/発表者名: 藤井 瀬菜、村中 太河、松林 潤、米山 明男、武田 徹、 兵頭 一行、山田 重人、高桑 徹也
  • 学会等名: 第58回日本先天異常学会
• [学会発表] 大規模コレクションから潜在的な異常例を明らかにする新手法 (2018)
  • 著者名/発表者名: 金橋 徹、山田 重人、田中 美玲、廣瀬あゆみ、上部千賀子、巨瀬 勝美、米山 明男、武田 徹、高桑 徹也
  • 学会等名: 第58回日本先天異常学会
• [学会発表] A02-KB107 Analysis of Central Nervous System and Skeletal System During Human Early-fetal Period Based on Multidisciplinary Computational Anatomy -Progress Overview FY 2017 (2018)
  • 著者名/発表者名: Tetsuya Takakuwa
  • 学会等名: 多元計算解剖学第４回国際シンポジウム
• [図書] 多元計算解剖学基礎と臨床への応用」 (2018)
  • 著者名/発表者名: 高桑徹也
  • 総ページ数: 5
  • 出版者: 誠文堂新光社
  • ISBN: 978-4-416-51824-3
• [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