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北沢さんの修士論文がJ Anatに掲載されました

糸球体結合と尿路樹の分岐との関連性を示すモデル

北沢さんの修論がJ Anatomyに受諾されました。

ヒト腎臓の尿路樹と腎小体には下記のような不可思議なことが知られています。

  • 腎小体は尿路樹の末梢枝のみに結合する
  • 尿路樹の枝数は分岐次数が増えても2nで増加しない

これを説明するモデルはいくつか提唱されていましたが、決着していませんでした。

私達はヒト胚子期の腎臓の形成を、尿路樹形成と糸球体形成との相互関係に着目し定量的に詳細に検討しました。得られたデータを合理的に説明できる以下の様なモデルを提唱しました

  • 糸球体はCS19に初めて出現、尿路樹への結合がみられる。
  • 糸球体の結合した尿路樹の末端の枝 は、先端でさらに先端分岐することはない
  • 糸球体の結合した尿路樹の末端の枝 は、結合部位より基部側での分岐 (側方分岐) が継続する

同モデルは、これまで提唱されていた3つのモデルのうちの3番目を支持するものです。

<修士論文の概要>

Kitazawa H, Fujii S, Ishiyama H, Matsubayashi J, Ishikawa A, Yamada S, Takakuwa T. Nascent nephrons during human embryonic development: Spatial distribution and relationship with urinary collecting system. J Anatomy 2021; 238, 455-466, in press.DOI: 10.1111/JOA.13308

腎小体は尿路樹の末梢枝のみに結合するという観察を説明するモデル
Abstract

The two major components of the metanephros, the urinary collecting system (UCS) and nephron, have different developmental courses. Nephron numbers vary widely between species and individuals and are determined during fetal development. Furthermore, the development of nascent nephrons may contribute to the expansion of the proximal part of the UCS. This study investigated the distribution of nascent nephrons and their interrelationship with UCS branches during human embryogenesis. We obtained samples from 31 human embryos between Carnegie stages (CSs) 19 and 23 from the Kyoto Collection at the Congenital Anomaly Research Center of Kyoto University in Japan. Serial histological sections of the metanephros with the UCS were digitalized and computationally reconstructed for morphological and quantitative analyses. The three-dimensional (3D) coordinates for the positions of all UCS branch points, end points, attachment points to nascent nephrons (APs), and renal corpuscles (RCs) were recorded and related to the developmental phase. Phases were categorized from phase 1 to phase 5 according to the histological analysis. The UCS branching continued until RCs first appeared (at CS19). End branches with attached nascent nephrons (EB-AP[+]) were observed after CS19 during the fifth generation or higher during the embryonic period. The range of end branch and EB-AP(+) generation numbers was broad, and the number of RCs increased with the embryonic stage, reaching 273.8 ± 104.2 at CS23. The number of RCs connected to the UCS exceeded the number not connected to the UCS by CS23. The 3D reconstructions revealed RCs to be distributed around end branches, close to the surface of the metanephros. The RCs connected to the UCS were located away from the surface. The APs remained near the end point, whereas connecting ducts that become renal tubules were found to elongate with maturation of the RCs. Nascent nephrons in RC phases 3-5 were preferentially attached to the end branches at CS22 and CS23. The mean generation number of EB-AP(−) was higher than that of EB-AP(+) in 19 of 22 metanephros and was statistically significant for eight metanephros at CS22 and CS23. The ratio of the deviated branching pattern was almost constant (29%). The ratio of the even branching pattern with EB-AP(+) and EB-AP(+) to the total even branching pattern increased with CS (9.2% at CS21, 19.2% at CS22, and 45.4% at CS23). Our data suggest the following: EB-AP(+) may not branch further at the tip (i.e., by tip splitting), but branching beneath the AP (lateral branching) continues throughout the embryonic stages. Our study provides valuable data that can further the understanding of the interactions between the UCS and nascent nephrons during human embryogenesis.

藤井さんの研究がPLoS One に掲載

藤井さんの研究がPLoS One に受諾されました。

ヒトの気管支の分岐様式についてmonopodial(側方分岐)か dipodial(先端分岐)かについて、気管支の枝の長さを基本に解析し以下のことを見出した

  • 中枢部の25気管支(葉気管支、区域気管支、亜区域気管支)形成は左上葉気管支から分岐する舌状気管支を除いて側方分岐による
  • 葉気管支と区域気管支の分岐様式は、マウスの肺とヒトの肺で類似しているが、亜区域気管支においては異なっている
  • 胚子期に気管支短縮などのリモデリングはみられない

Fujii S, Muranaka T, Matsubayashi J, Yamada S, Yoneyama A, Takakuwa T. Bronchial tree of the human embryo: categorization of the branching mode as monopodial and dipodial, PLoS One 2021, Published: January 15, 2021, https://doi.org/10.1371/journal.pone.0245558

Abstract

Some human organs are composed of bifurcated structures. Two simple branching modes—monopodial and dipodial—have been proposed. With monopodial branching, child branches extend from the sidewall of the parent branch. With dipodial branching, the tip of the bronchus bifurcates. However, the branching modes of the human bronchial tree have not been elucidated precisely. A total of 48 samples between Carnegie stage (CS) 15 and CS23 belonging to the Kyoto Collection were used to acquire imaging data with phase-contrast X-ray computed tomography. Bronchial trees of all samples were three-dimensionally reconstructed from the image data. We analyzed the lobar bronchus, segmental bronchus, and subsegmental bronchus. After calculating each bronchus length, we categorized the branching mode of the analyzed bronchi based on whether the parent bronchus was divided after generation of the analyzed bronchi. All lobar bronchi were formed with monopodial branching. Twenty-five bifurcations were analyzed to categorize the branching mode of the segmental and subsegmental bronchi; 22 bifurcations were categorized as monopodial branching, two bifurcations were not categorized as any branching pattern, and the only lingular bronchus that bifurcated from the left superior lobar bronchus was categorized as dipodial branching. The left superior lobar bronchus did not shorten during the period from CS17 or CS18, when the child branch was generated, to CS23. All analyzed bronchi that could be categorized, except for one, were categorized as monopodial branching. The branching modes of the lobar bronchus and segmental bronchus were similar in the mouse lung and human lung; however, the modes of the subsegmental bronchi were different. Furthermore, remodeling, such as shrinkage of the bronchus, was not observed during the analysis period. Our three-dimensional reconstructions allowed precise calculation of the bronchus length, thereby improving the knowledge of branching morphogenesis in the human embryonic lung.

2020年度;修士論文概要

ヒト胚子における大脳層構造の初期発生  寺島芽衣
The early development of the cortical layers in human embryonic brain.

【背景】大脳新皮質の正常発生に関わると言われているサブプレート(SP)は皮質板(CP)とともにカーネギーステージ(CS)21に形成が開始する。SPの欠如は統合失調症等の発達異常に関わるとも報告されているが、成人では消失しているとされる。この過程について形成初期の組織観察や胎児期におけるMRI画像を用いた三次元的解析は行われているが、初期発生における詳細な三次元的検討は行われていない。本研究ではヒト胚子期終期および胎児期初期における大脳層構造の成長変化を立体化・可視化することを目的とした。

【対象と方法】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所有のヒト胚子6個体(CS21~23)およびドイツ、ゲッティンゲン大学所有のヒト胎児2個体(頭殿長39mm, 64mm)の計8個体の連続組織切片をデジタル化し、層構造を中心とした大脳の立体像を作成した。この組織像・立体像をもとに大脳層構造、特にSP-IZについて1)組織観察、2)三次元的形態観察、3)立体像を用いた定量解析を行った。定量解析では厚さ、表面積、体積を用いた。今回用いたHE染色の組織像ではSPと中間層(IZ)の判別が不可能であったため、サブプレート-中間層(SP-IZ)を1つの層として解析を行った。

【結果】1)組織観察:層構造はCS21から観察され、CS22で明白に見られるようになった。胚子期において細胞密度を求めたところCPのみCS21から22にかけて密度が高くなったが、他の層は安定が見られた。また各個体において隣り合う層の細胞密度について有意差が見られた。 2)三次元的形態観察:SP-IZはCS21において側頭部の一部に存在し、CS22以降この範囲を中心とした拡大が見られた。大脳の拡大同様、CS23でSP-IZの急速な拡大が見られ、胎児期に入ると大脳全体に観察された。室間孔、下垂体を通る冠状面においてはCS22から断面上に層構造が確認できるようになり、胎児期にかけてSP-IZの厚みが増す様子が確認された。 3)立体像を用いた定量解析:(a)厚さ:SP-IZの厚さを立体的に表示し側頭部に厚い領域が集中する様子を可視化した。また各個体におけるCP, SP-IZの厚さの中央値、最大値は頭殿長に従って増加が見られた。CPよりSP-IZの方が成長速度は速く、CP, SP-IZどちらも中央値より最大値の変化の方が大きく見られた。 (b)表面積:大脳実質及びCP, SP-IZの表面積は頭殿長の2乗に比例して増加し、発生が進むにつれCP,SP-IZの面積が実質全体に広がった。 (c)体積:大脳実質及びCP, SP-IZの体積はCRLの3乗に比例した増加が見られた。 (d)左右差:CP及びSP-IZの厚さ、表面積、体積は左右同様の傾向が見られ有意差は見られなかった。

【結論】連続組織切片から大脳立体像を作成することで層構造の形成が開始される胚子期終期から胎児期初期における島皮質領域からのSP-IZの急速な成長変化を可視化し、定量的変化を明らかにした。

51. Terashima, M., Ishikawa A., Männer J., Yamada S.&Takakuwa T. (2021) Early development of the cortical layers in the human brain. Journal of Anatomy, 239, 1039–1049. https://doi.org/10.1111/joa.13488

二次口蓋癒合に伴う口鼻腔領域の形態変化:形態測定学的手法を用いた三次元解析 野原 葵
Dynamic change in oronasal region during secondary palate fusion: Three-dimensional analysis using morphometrics

【背景】口鼻腔領域は口腔、鼻腔と上顎、下顎、舌などの組織により構成される。口蓋は
Carnegie Stage(CS)17に発生し、口蓋が形成される時期に口鼻腔領域を形成する組織の長さや位置関係に著しい変化が生じることが知られているが三次元的な形態形成については詳細な解析がされていない。
【対象と方法】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所有のヒト胚子、胎児期初期標本の立体情報計22例(位相CT;13例、MRI;9例)を対象とした。対象の内訳は、胚子標本がCS21~23の19個体、胎児期初期標本が頭殿長(CRL)=34~43.5mmの3個体であった。画像情報をもとに口鼻腔領域の立体像を作成し、1)口蓋癒合前後の形態変化の可視化、2)口鼻腔領域の定量的解析、3)プロクラステス変換と主成分分析を行った。
【結果】1) 口蓋癒合前後の形態変化の可視化:CRLの増加に伴い口蓋の癒合が進み口蓋の癒合点、口腔と鼻腔の接続点が後方に下がった。CS23で口蓋の形態が大きく変化した。舌とメッケル軟骨はCRLの増加に伴い前後方向に大きく伸び、形態変化も見られた。
2) 口鼻腔領域の定量的解析:口蓋癒合部分の長さ、口蓋全長、硬口蓋の長さはCRLと強い正の相関を示した(R2=0.82, 0.84, 0.79)。CS23で口蓋癒合率が30%から50%へ急激に増加した。メッケル軟骨の全長と翼突鈎間の距離、舌の奥行と幅はCRLと強い正の相関を示した(R2 = 0.92, 0.71,0.92,0.84)。舌の体積はCRL3と強い正の相関を示した(R2=0.92)。舌の高さは個体のばらつきが見られAF23では値の小さい個体も見られた。上顎に対する舌とメッケル軟骨の先端部分の位置は舌よりメッケル軟骨の成長が早かった。
3) プロクラステス変換と主成分分析:プロクラステス変換により口蓋癒合前後のshapeが明らかになった。口蓋は内側に変化し、上顎の上下方向の位置は変化しなかった。翼突鈎は
前方、内側への変化から内側のみの変化になった。メッケル軟骨は前方、内外側方向の変化を示し、shapeは湾曲から直線に変化した。舌は前方へ移動し、shapeが上方への湾曲から平坦へ変化した。鼻腔は後方、内側への移動が見られた。主成分分析より、第一主成分は、口蓋の癒合とそれに連動する動き、下顎組織の前方方向への成長、メッケル軟骨の直線化を示した。第二主成分は口蓋癒合前の口鼻腔領域後方の変化を示した。
【結論】CT、MRI画像を用いた口鼻腔領域の立体像により、口蓋癒合前後での形態変化を明確に示すことができた。また主成分分析により口蓋癒合に伴う口鼻腔領域のshapeに深い関係のある要素を抽出できた。本研究で得られた知見より、口蓋裂や口唇裂などの異常個体の解析、診断に応用できると考えられる。

57.  Nohara A, Owaki N, Matsubayashi J, Katsube M, Imai H, Yoneyama A, Yamada S, Kanahashi T, Takakuwa T. Morphometric analysis of secondary palate development in human embryos. J Anatomy, 2022, in press

ヒト胚子期・胎児期初期における喉頭軟骨・気管軟骨の3次元的解析 山崎 優
Three-dimensional analysis of the human laryngeal and tracheal cartilages during the late embryonic and early fetus period

【背景】気管軟骨は気管を囲むU字型の軟骨であるが、胚子期・胎児期の形成過程について詳細は明らかではない。喉頭軟骨は発生過程について検討は進んでいるが、先行研究では、意見が分かれており明確な結論は出ていない。本研究では喉頭軟骨・気管軟骨の形態形成について、立体再構成像により明確化するとともにこれら軟骨の成長過程について、形態計測学的に検討した。

【対象と方法】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所有の正常ヒト胚子15個体(CS18-23)およびGöttingen大学(ドイツ)所有の正常ヒト胎児4個体(頭殿長35mm-45mm)、計19個体を対象とした。連続組織切片画像を用いて喉頭軟骨・気管軟骨と軟骨が囲む気道部分の立体再構成像を作成し、喉頭軟骨・気管軟骨について1)組織像の観察、2)立体像の形態観察、3)定量解析を行った。定量解析では軟骨の高さ・周囲長・被覆度、気管半径を計測した。

【結果】1)組織観察:前軟骨について、気管軟骨・輪状軟骨はCS19から、甲状軟骨・舌骨はCS18の時点で形成されていた。軟骨細胞間の基質について、気管軟骨・輪状軟骨・甲状軟骨はCS20から、舌骨はCS19から分泌された。

2)形態観察:気管軟骨はCS20で急速に前軟骨が形成され、それ以降の成長段階では気管・気管支を覆う範囲に顕著な個体差はみられなかった。輪状軟骨はCS21で急速に成長し成人とほぼ同様の形態となった。甲状軟骨は上角より正中へ伸長し、胎児期初期で左右の軟骨版が癒合した。舌骨は両端より伸長し、CS19において正中で癒合した。胎児期になると正中部付近が尾側にも拡大し、正中矢状断面で観察すると”くの字”の形態を示した。

3)定量解析:(a)高さ…気管軟骨について、総気管長に対する総軟骨長の割合はCS20以降のほぼ全ての個体で一定範囲内の値となった。輪状軟骨板と甲状軟骨板は、癒合する時期は異なるが高さは両者とも胚子期で急増し胎児期で横ばいとなった。

(b)気管半径…CS20-22においてCRLの増加に伴い緩やかに増加したが、CS23は前ステージと比較し著しく増加し、CRLとの相関もみられなかった。

(c)周囲長…気管軟骨と甲状軟骨に対し、輪状軟骨は著しい増加傾向を示した。

(d)被覆度…気管軟骨はCS22を境に著増し、成人とほぼ同程度の被覆度となった。

輪状軟骨はCS20、CS21で著しく増加し、CS21で成人と同じ360°まで被覆した。

甲状軟骨はCS22、CS23で著しく増加した。

【結論】喉頭軟骨・気管軟骨の初期分化段階であるCS18から胎児期初期のCRL45㎜の喉頭軟骨/気管軟骨/喉頭腔の立体再構成像を作成し、各軟骨の発生過程を組織学的、形態学的、形態計測学的に明らかにした。

54. Yamazaki Y, Kanahashi T, Yamada S, Männer J, Takakuwa T. Three-dimensional analysis of human laryngeal and tracheobronchial cartilages during the late embryonic and early fetal period. Cells Tissues Organs, 2021 in press

第25回日本基礎理学療法学会学術大会で発表

第25回日本基礎理学療法学会学術大会で発表しました。2020.12.12-13 @仙台市(on line開催)

 

石川葵、田中麻衣、杉山寛恵、池口良輔、高井治美、鳥井蓉子、國富芳博、秋枝静香、谷間桃子、青山朋樹: 神経様3次元組織体の生死判定技術の検討

石田かのん、谷間桃子、石川葵、高石亮太、高桑徹也、青山朋樹: ラット膝関節の発生と 半月大腿靭帯の形態形成

季さんの論文がAnatomical Recに掲載

季さんの論文がAnat Recに掲載されました。

腹壁(腹直筋:緑)と臍帯(赤丸)(CRL57mm)

胎児期初期の臍帯ヘルニアの還納と腹壁(腹直筋)の形成との関連性について検討しました。

  • 成長とともに腹直筋の走行は、腹壁の外側部分から正中線領域にシフトした。
  • 腹直筋の尾側部分はほとんど標本で菲薄であった.
  • 腹直筋の長さ、腹囲は、胎児の成長と正の相関を示した。
  • ダイナミックな腸管の再配置にもかかわらず、腹直筋、腹直筋間の距離、臍帯サイズはほとんど変化しない。
  • 腹直筋を含む腹壁の形成は、臍帯体腔内または腹腔内の中腸 ヘルニアの段階とは無関係

Ji X, Ishikawa A, Nagata A, Yamada S, Imai H, Matsuda T, Takakuwa T, Relationship between rectal abdominis muscle position and physiological umbilical herniation and return: a morphological and morphometric study. Anat Rec 2020, 303, 12, 3044-3051. doi: 10.1002/ar.24486

受諾は1年前だったのですが、ようやくpublishされました。

Abstract

The herniation of the intestinal loop (IL) in the extraembryonic coelom and its return to abdominal cavity is in parallel with the formation of the rectal abdominis muscle (RAM). Using high-resolution magnetic resonance imaging data of human fetuses (n = 19, CRL22-69 mm; stored at Kyoto Collection), this study aimed to analyze the relationship between the development of RAM and phase of IL herniation. The RAM runs at the lateral part of the abdominal wall in the small samples in the herniation phase. The position was shifted to the midline area in the larger samples in the herniation phase. According to fetal growth, the caudal ends of the muscles extended along the umbilical ring towards the pubis, though the caudal part of the RAMs were thin and faint in most of the samples. Length measurements related with the growth of the abdominal wall including RAM and abdominal circumference showed positive correlation with fetal growth. On the contrary, diastasis of RAMs and the width and area of the umbilical ring were almost constant according to fetal growth. Such morphometric value showed no obvious changes regardless of the phases of herniation. The ratio of the width and diastasis of the RAMs to the circumference was decreased, indicating that the closure of the ventral body wall was influenced by growth differences. The present data indicate that the formation of the abdominal wall including RAM is independent of the phase of IL herniation, whether in the extraembryonic coelom or in the abdominal cavity.

西谷さん、鳥居さんの胎児心臓の解析がJAHAに掲載

西谷さんの修士論文、鳥居さんの卒業論文;胎児心臓のDT-MRIによる解析がJAHAに掲載されました。

  • 従来の報告より8週以上若い時期のヒトの心筋走行を高解像度DT-MRIデータを用いて検出しました。
  • ヒトの心筋の走行の配置、螺旋状の角度等は、成人とすでに同様であることから、心筋構築の青写真は胚子期末(CS20-23, GSA8W)には、すでに形成されていることをから明らかにしました。
  • データは古典的な心筋バンド説(心筋はひとつながりのバンド状のものが立体的に折り畳まれて形成されている)を否定しました。

本研究成果は、京都大学HP(トピックス)でも紹介されました。

ヒト胎児心臓の心筋線維方向を追跡 -受精後8週の心筋線維は成人と同じ配列をする-  外部リンク[京都大学HP(トピックス)]

2020/10/13 医療NEWSにて,ヒト胎児の心臓、受精後8週で心筋線維の配列が成人と同様であることが判明-京大ほか が紹介されました.

46. Nishitani S, Torii N, Imai H, Haraguchi R, Yamada S, Takakuwa T, Development of helical myofiber tracts in the human fetal heart: Analysis of myocardial fiber formation in the left ventricle from the late human embryonic period using diffusion tensor magnetic resonance imaging. Journal of the American Heart Association, 2020, 19(9) doi:10.1161/JAHA.120.016422

Abstract

Background

Detection of the fiber orientation pattern of the myocardium using diffusion tensor magnetic resonance imaging lags ≈12 weeks of gestational age (WGA) behind fetal myocardial remodeling with invasion by the developing coronary vasculature (8 WGA). We aimed to use diffusion tensor magnetic resonance imaging tractography to characterize the evolution of fiber architecture in the developing human heart from the later embryonic period.

Methods and Results

Twenty human specimens (8–24 WGA) from the Kyoto Collection of Human Embryos and Fetuses, including specimens from the embryonic period (Carnegie stages 20–23), were used. Diffusion tensor magnetic resonance imaging data were acquired with a 7T magnetic resonance system. Fractional anisotropy and helix angle were calculated using standard definitions. In all samples, the fibers ran helically in an organized pattern in both the left and right ventricles. A smooth transmural change in helix angle values (from positive to negative) was detected in all 16 directions of the ventricles. This feature was observed in almost all small (Carnegie stage 23) and large samples. A higher fractional anisotropy value was detected at the outer side of the anterior wall and septum at Carnegie stage 20 to 22, which spread around the ventricular wall at Carnegie stage 23 and in the early fetal samples (11–12 WGA). The fractional anisotropy value of the left ventricular walls decreased in samples with ≥13 WGA, which remained low (≈0.09) in larger samples.

Conclusions

From the human late embryonic period (from 8 WGA), the helix angle arrangement of the myocardium is comparable to that of the adult, indicating that the myocardial structure blueprint, organization, and integrity are already formed.

田中さん、坂本さんの卒業研究がPLoS ONEに掲載

田中さん、坂本さんの卒業研究がPLoS ONEに掲載されました。胎児期の上肢帯の形態形成、位置の変化について詳述しました。

  • CS18で、烏口骨と上腕骨頭とともに肩甲骨体部を最初に検出
  • 肩甲骨下角は尾側方向に拡大したが、頭側はほとんど位置をかえない
  • 肩甲骨は胎児期には独特な位置(椎体の前方から側方への移動)、向き( 内部、上方回転)を示す

46. Tanaka S, Sakamoto R, Kanahashi T, Yamada S, Imai H, Yoneyama A, Takakuwa T. Shoulder girdle formation and positioning during embryonic and early fetal human development. PLoS ONE 2020, 15(9): e0238225. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0238225

Abstract

Positional information on the shoulder girdle (the clavicle and scapula) is important for a better understanding of the function of the upper limb in the locomotive system as well as its associated disease pathogenesis. However, such data are limited except for information on the axial position of the scapula. Here, we describe a three-dimensional reconstruction of the shoulder girdle including the clavicle and scapula, and its relationship to different landmarks in the body. Thirty-six human fetal specimens (crown-rump length range: 7.6–225 mm) from the Kyoto Collection were used for this study. The morphogenesis and three-dimensional position of the shoulder girdle were analyzed with phase-contrast X-ray computed tomography and magnetic resonance imaging. We first detected the scapula body along with the coracoid and humeral head at Carnegie stage 18; however, the connection between the body and coracoid was not confirmed at this stage. During development, all landmarks on the shoulder girdle remained at the same axial position except for the inferior angle, which implies that the scapula enlarged in the caudal direction and reached the adult axial position in the fetal period. The scapula body was rotated internally and in the upward direction at the initiation of morphogenesis, but in the fetal period the scapula body was different than that in the adult position. The shoulder girdle was located at the ventral side of the vertebrae at the time of initial morphogenesis, but changed its position to the lateral side of the vertebrae in the late embryonic and fetal periods. Such a unique position of the shoulder girdle may contribute to the stage-specific posture of the upper limb. Adequate internal and upward rotation of the scapula could help in reducing the shoulder width, thereby facilitating childbirth. The data presented in this study can be used as normal morphometric references for shoulder girdle evaluations in the embryonic and fetal periods.

藤井さんの博士論文がJ Anat に掲載

藤井さんの博士論文がJ Anatomy に受諾されました。

詳細な形態変化情報と正確な分岐次数を算出することにより、これまで明らかでなかった胚子期の気管支形成について新たな知見を与えました。

  • 胚子期後期までの気管支樹の形態形成をあきらかにした
  • 気管および大葉気管支の構造は、個人差を示さなかったが、それより末梢では個人差がみられた。
  • 右上葉気管支は、右中葉気管支と左上葉気管支の両方の生成後に形成されました。
  • 右中葉の分岐次数の​​中央値は、他の 4 葉と比較して有意に低い、
  • 右下葉の分岐次数の中央値は、左右の上葉の値よりも有意に大きい。
  • CS20 と CS23 の間で見つかったバリエーションはすべて、成人の肺でみられ、気管支樹のバリエーションが胚子期に発生し、生涯続く可能性を示唆

<博士審査会の概要>

<修士論文(村中)の概要>

44. Fujii S, Muranaka T, Matsubayash J, Yamada S, Yoneyama A, Takakuwa T. The bronchial tree of the human embryo: an analysis of variations in the bronchial segments. J Anatomy 2020, 237, 311-322. doi: 10.1111/joa.13199.

Abstract

A classical study has revealed the general growth of the bronchial tree and its variations up to Carnegie stage (CS) 19. In the present study, we extended the morphological analysis CS by CS until the end of the embryonic period (CS23). A total of 48 samples between CS15 and CS23 belonging to the Kyoto Collection were used to acquire imaging data by performing phase-contrast X-ray computed tomography. Three-dimensionally reconstructed bronchial trees revealed the timeline of morphogenesis during the embryonic period. Structures of the trachea and lobar bronchus showed no individual difference during the analyzed stages. The right superior lobar bronchus was formed after the generation of both the right middle lobar bronchus and the left superior lobar bronchus. The speed of formation of the segmental bronchi, sub-segmental bronchi, and further generation seemed to vary among individual samples. The distribution of the end-branch generation among five lobes was significantly different. The median branching generation value in the right middle lobe was significantly low compared with that of the other four lobes, whereas that of the right inferior lobe was significantly larger than that of both the right and left superior lobes. Variations found between CS20 and CS23 were all described in the human adult lung, indicating that variation in the bronchial tree may well arise during the embryonic period and continue throughout life. The data provided may contribute to a better understanding of bronchial tree formation during the human embryonic period.