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The digestive tract and derived primordium differentiate by following a precise timeline in early human embryos  22. Ueno S, Yamada S, Uwabe C, Männer J, Shiraki N, Takakuwa T, The digestive tract and derived primordia differentiate by following a precise timeline in human embryos between Carnegie stages 11 and 13, Anat Rec (Hoboken) 2016, 299, 439-449, DOI: 10.1002/ar.23314s, (概要) 海外くんの卒業論文がAnatomical recordに掲載されました。卒業後、 Office assistantとして２年かけて仕上げてくれました。教科書には、胃の動きは”下降”、”頭尾軸に対する回転”、”背腹軸に対する回転”と３つの動きにわけて説明されています。しかしながら実際の動きは立体空間的でありそう単純ではありませんでした。 8. Morphogenesis and three-dimensional movement of the stomach during the human embryonic period, 2014 May;297(5):791-7. doi: 10.1002/ar.22833.
 本研究の立体画像元データの一部はMorphoMuseuMに受諾されました。 20. Nako A, Kaigai N, Shiraki N, Yamada S, Uwabe C, Kose K, Takakuwa T, 3D models related to the publication: Morphogenesis of the stomach during the human embryonic period, MorphoMuseuM, in press ABSTRACTThe stomach develops as the local widening of the foregut after Carnegie stage (CS) 13 that moves in a dramatic and dynamic manner during the embryonic period. Using the magnetic resonance images of 377 human embryos, we present the morphology, morphometry, and three-dimensional movement of the stomach during CS16 and CS23. The stomach morphology revealed stage-specific features. The angular incisura and the cardia were formed at CS18. The change in the angular incisura angle was approximately 90° during CS19 and CS20, and was <90° after CS 21. The prominent formations of the fundus and the pylorus differentiate at around CS20. Morphometry of the stomach revealed that the stomach gradually becomes “deflected” during development. The stomach may appear to move to the left laterally and caudally due to its deflection and differential growth. The track of the reference points in the stomach may reflect the visual three-dimensional movement. The movement of point M, representing the movement of the greater curvature, was different from that of points C (cardia) and P (pyloric antrum). The P and C were located just around the midsagittal plane in all the stages observed. Point M moved in the caudal-left lateral direction until CS22. Moreover, the vector CP does not rotate around the dorsoventral axis, as widely believed, but around the transverse axis. The plane CPM rotated mainly around the longitudinal axis. The data obtained will be useful for prenatal diagnosis in the near future.
金橋くんの修士学位審査が無事おわり、 昼食partyでお祝いしました。お疲れ様でした。(14.02.07) 論文題目；ヒト胚子期における肝臓形態形成異常の解析 A series of liver malformations in externally normal human embryos 英語論文として受諾されました。 18. Kanahashi T, Yamada S, Tanaka M, Hirose A, Uwabe C, Kose K, Yoneyama A, Takeda T, Takakuwa T, A novel strategy to reveal the latent abnormalities in human embryonic stages from a large embryo collection, Anatomical Record, 299,8-24,2016 10.1002/ar.23281(概要), *299(1),2016の表紙に採用されました。DOI: 10.1002/ar.23206 (cover page) ヒト胚子期における肝臓形態形成異常の解析  BACKGROUND 肝臓は胚子期に腹腔内最大の器官へ発達するとともに、造血や代謝等の胚子・胎児の成長にとって重要な役割を担う。ヒト胚子期における正常な肝臓の形態形成については我々の研究室が報告したが、形態形成異常についての報告はなされていない。肝臓は発生中に造血や胎児蛋白産生等の重要な機能を果たすことから、その形成不全は胚子・胎児の発育に影響を与える可能性が高く、子宮内胎児死亡に至る可能性がある。また、多くの外表奇形が流産の原因となることが報告されている一方で、外表奇形を伴わなわず流産に至る原因については明らかになっていない。今回、外表奇形を伴わないヒト胚子の中から、肝臓形成不全の可能性のある個体を抽出し、肝臓、並びに周辺器官の形態形成の特徴について明らかにする為に、詳細な解析を行なった。 METHODS 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に保存されている外表奇形を伴わないヒト胚子から、MR顕微鏡で撮像された1156例 (Carnegie stage (CS)14~23)を対象とした。これらは、肝臓形態形成に異常の可能性があるものを抽出するため以下のスクリーニング法を用いて解析を行なった。１）肝臓体積を推定できる式を作成し、各胚子の肝臓体積推定値を算出。２）肝臓体積推定値が各CS平均±2SDを外れる個体を抽出した後、肝臓、並びに周辺器官についてMR画像や三次元再構築像により、形態観察を行ない、抽出した個体から肝臓形態形成異常の可能性が高いものを選抜。選抜個体については、MR顕微鏡よりも高解像度の位相コントラストX線CT(PCT)により再撮像を行ない、胚子内部の詳細な解析を加えた。 RESULTS 肝臓体積推定値によるスクリーニングから、体積推定値が各CS平均+2SD以上の個体が41例(CS14~23)、各CS平均-2SD以下が12例(CS19~21)得られた。計53例について形態観察を行ない、平均+2SD以上の個体41例からExtra-large群として8例(CS17~19)、平均-2SD以下12例からExtra-small群として7例(CS20~21)を選抜し、PCTで再撮像し、胚子内部の解析を行なった。肝臓の形態形成異常はExtra-small群7例全てで観察され、Extra-large群では8例中2例で観察された。Extra-small群７例は以下のように分類された。①肝臓無形成; 2例、②肝臓低形成; 4例、③右葉欠損; 1例。また、7例中5例で肝臓の他、周辺器官に形態形成異常の合併がみられた。Extra-large群では、2例中1例は肝臓のみに異常がみられ、臍帯静脈の拡張が観察された。残り1例は、肝臓並びに周辺器官に形態異常の合併がみられた。肝臓形態形成を認める胚子はCS18からCS21に限定しており、約1.7%（9/532）の割合で出現した。 CONCLUSIONS: 本研究では、外表奇形がない胚子に肝臓の形態形成異常をもつ集団が約1.7％存在する事を新たに示した。同集団は、肝機能不全の結果、子宮内胎児死亡に至る可能性が高く、早期流産の原因の一つになると考えられる。 英語論文 18. Kanahashi T, Yamada S, Tanaka M, Hirose A, Uwabe C, Kose K, Yoneyama A, Takeda T, Takakuwa T, A novel strategy to reveal the latent abnormalities in human embryonic stages from a large embryo collection, Anatomical Record, 299,8-24,2016 10.1002/ar.23281(概要), *299(1),2016の表紙に採用されました。DOI: 10.1002/ar.23206 (cover page) 藤岡さんの修士論文「軟骨最表層の構造について」がOsteoarthritis Cartilageに掲載されました。 
7. Fujioka R, Aoyama T, Takakuwa T, The layered structure of the articular surface, Osteoarthritis Cartilage, 2013, 21, 1092-1098 doi: 10.1016/j.joca.2013.04.021 SummaryObjectiveArticular cartilage is roughly separated into three areas: the tangential, middle, and deep zones. The structure and molecular components of an additional important zone, the most superficial zone (MSZ), which directly faces the joint cavity, have yet to be conclusively elucidated. The purpose of the present study was to use multiple methods to study the MSZ in order to determine its structure. Materials and methodsKnees from 16 pigs (age, 6 months) were used. Full-thickness cartilage specimens were harvested from the femoral groove. The MSZ was observed using light microscopy, transmission electron microscopy (TEM), and scanning electron microscopy (SEM) in combination with histochemical and immunohistochemical methods. ResultsThe combined findings from the three different observational methods indicate that the MSZ is subdivided into three layers. Among these three layers, collagen subtypes I, II, and III are present in the innermost (third) layer of the MSZ. Beneath the third layer, type II collagen is the predominant type, with small amounts of type III collagen. This layer beneath the third layer is considered to be the tangential layer. ConclusionsOur observations indicate that the MSZ is subdivided into three layers. Further analysis of the molecular components in each layer may improve our understanding of the structure of the articular surface. Localization of collagen subtypes, which consist the articular surface はじめに：関節軟骨は一般的に細胞の形態、基質の含有により表層、中層、深層の三層に分類される。しかし、関節の潤滑な動きに重要な役割を担うであろう最表層と呼ばれる層が、表層より更に関節面側に存在することは、あまり注目されていない。最表層に関するこれまでの報告では、光学顕微鏡、透過型電子顕微鏡、走査型顕微鏡のいずれかが用いられてきたが、得られた最表層の像は手法により様々で一定化していない。そこで本研究では、光学顕微鏡、透過型電子顕微鏡及び走査型電子顕微鏡を用い、組織学的、免疫組織学的手法を組み合わせた最表層各層の構造・構成成分の比較を行なった。 手法：ブタの膝関節軟骨を用いて、組織化学染色及びⅠ型、Ⅱ型、Ⅲ型コラーゲンに対する免疫染色を行い、光学顕微鏡、及び透過型、走査型電子顕微鏡による観察を行った。  結果：光学顕微鏡観察により、関節軟骨の最表層はプロテオグリカンに乏しく、方向性をもったコラーゲン性の層を含んでいることが明らかとなった。また、透過型、走査型、及び免疫電子顕微鏡による観察から、最表層は三層構造に分けられた。最表面から第一層、次いで第二層が存在した。第一層は透過型電子顕微鏡では電子密度の高い層として観察でき、無定形物質からなる層であった。第二層は透過型電子顕微鏡でのみ、低電子密度層として確認された。これらの層にはⅠ型、Ⅱ型、Ⅲ型いずれのコラーゲンも含まれていなかった。一方、第三層は透過型電子顕微鏡では識別できないが、線維の密度や走行から走査型顕微鏡で下層と区別して観察された。この第三層はⅠ型、Ⅱ型、Ⅲ型コラーゲンにより構成されていた。第三層の下層は、Ⅱ型コラーゲンから構成されるコラーゲン線維と紡錘形の軟骨細胞からなる、いわゆる表層であった。表層にはⅠ型、Ⅲ型コラーゲンはほとんど分布していなかった。 考察：最表層を構成する三層の中でも、より表面に存在する第一層と第二層では、コラーゲンやプロテオグリカンなどの軟骨構成成分が認められず、第三層はⅠ型、Ⅱ型、Ⅲ型コラーゲンにより構成される事が示された。これらのことから、第一層、二層は第三層以下の軟骨構造とは異なる構成帯であり、第三層は軟骨構成成分であるⅡ型コラーゲンを含むとともに、この層に特異なⅠ型、Ⅲ型のコラーゲンサブタイプを含み、独立した構造体を構成していることが示された。 7. Fujioka R, Aoyama T, Takakuwa T, The layered structure of the articular surface, Osteoarthritis Cartilage, 2013, 21, 1092-1098 doi: 10.1016/j.joca.2013.04.021  白石くんの修士論文”Morphogenesis of lateral choroid plexus during human embryonic period” -ヒト胚子期における側脳室脈絡叢の形態、組織学的研究-がAnatomical Recordに掲載されました。
 6. Shiraishi N, Nakashima T, Yamada S, Uwabe C, Kose K, Takakuwa T, Morphogenesis of lateral choroid plexus during human embryonic period, Anat Rec (Hoboken). 2013 Apr;296(4):692-700. doi: 10.1002/ar.22662 AbstractThe morphological and histological changes of the choroid plexus (CP) during Carnegie stage (CS) 18 and CS23 were presented, based on magnetic resonance imaging data and histological serial section of human embryos from the Kyoto Collection of Human Embryos. The primordium of the CP was initially detected as a small lump at CS19 that grew caudally, so that the CP became crescent shaped. It developed in all directions after CS21, as the dorsal and frontal growth also became prominent. The CP formed a number of undulating surfaces at CS20, irregular bulges at CS21, and then three large clusters with two deep fissures on the caudal surface at CS23. The mean volume of the CP was 0.282±0.141 mm3 at CS19; it reached 16.8±8.77 mm3 at CS23. Additionally, the histology was different depending on the regions of the CP at all stages after CS20. The epithelium and angioblasts in the center of the stroma were proliferated in the proximal region, whereas the epithelium was differentiated and lobulated in the distal region where the blood vascular system was organized. The histological differentiation was mapped on the CP reconstructed from histological serial sections. The data suggested the correlation between morphological information obtained from magnetic resonance data sets and distribution of the differentiation. With the help of morphological analysis and histological findings, we have been able to categorize each CP into specific stages. These findings will be useful in clinical evaluation of development during the embryonic period. Morphogenesis of lateral choroid plexus during human embryonic period  白石直樹 背景；脈絡叢は脊髄液を産生する組織であり、脳神経の発達や血液脳関門において重要な役割を果たしている。本研究では、ヒト胚子期の側脳室脈絡叢の形態学的特徴の変化を発生段階の指標であるカーネギー発生段階（CS）ごとにMR画像と組織切片とを用いて解析し、発生過程を定量化した。 4. Shiraishi N, Nakashima T, Yamada S, Uwabe C, Kose K, Takakuwa T, Morphogenesis of lateral choroid plexus during human embryonic period, Anat Rec (Hoboken). 2013 Apr;296(4):692-700. doi: 10.1002/ar.22662 |
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