2016年度の修士学位論文発表会が行われました(2/8-2/9).
ヒト胚子期における気管支分岐形成の三次元的解析
村中くんが下記の内容で発表しました。持参したコンピュータが会場のプロジェクターと繋がらず、コンピュータを急遽替えたため、用意したMovieが動かなかったり、改行がずれたりしましたが、内容には多くの方が興味を持っていただけました。良い発表であったと思います。
【背景】呼吸器の発生はCarnegie Stage(CS)12頃に始まり、生後数年まで発達が続く。器官形成期における組織学的な研究は多く報告されているが３次元的な検討は行われていない。
【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CS13~CS22のヒト胚子から得られた立体情報計36個体を対象とした。用いた個体はいずれも明らかな外表奇形、呼吸器の異常を伴っていない。1) 位相CT画像とEFICの画像情報をもとに気管支の立体像を作成しCSごとのヒト気管支の形成過程を観察した。気管支樹を作成し2) Metzgerらが提唱したマウス気管支の分岐patternに基づいた定性的検討、3) 気管支単位の角度計測をもとに数理的な検討、を行った。
【結果】1)形成過程の観察：CS13で左右の一次気管支芽が形成され、CS16で二次気管支芽が形成された。CS20ですべての区域気管支が観察された。一次気管支芽はCS13~CS16までは気管に対して背側方向に伸長し、CS17以降では腹側に伸長した。CSが進むにつれて気管支樹の最大分岐数が増加し、CS22で最大15分岐の気管支が観察された。各葉別の最大分岐数は、葉気管支を基準(第一分岐)とすると、多い順に右下葉、左下葉、左上葉、右上葉、右中葉だった。
2)マウス気管支の分岐patternに基づいたヒト気管支の定性的解析：k番目の分岐がDomain branchingの場合、k+1番目の分岐はDomain branching、Planar bifurcation、Orthogonal bifurcationのいずれも観察されたが、分岐patternがPlanar bifurcation、Orthogonal bifurcationである分岐は最も末梢の分岐のみに観察された。Orthogonal bifurcationの分岐において回転角が約90°の分岐と約45°の分岐が見られ、約90°の回転角の分岐の方が多いものの、約45°の回転角の分岐も一定数見られた。
3)気管支の数理的解析：Symmetric patternは主に末梢側で見られ、Asymmetric patternは中枢側と末梢側のどちらにも見られ、明瞭な分布の差はなかった。Symmetric patternはMetzgerらのPlanar bifurcationとOrthogonal bifurcationと類似点が見られた。Asymmetric patternはMetzgerらが定義したpatternに類似するものはなかった。
【結論】ヒト胚子期のCSごとの気管支の発生過程を形態学的、定性的、定量的に明らかにした。気管支の正常発生を知ることで異常個体の解析に応用できる可能性がある。
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 Anat 2020, 237, 311-322. doi: 10.1111/joa.13199.
48. 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 16; e0245558, 2021, https://doi.org/10.1371/journal.pone.0245558