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廣瀬さんの修論がAnat Recに掲載されました。

廣瀬さんの修論_ヒト胚子期の肝臓の形態形成がAnat Recに掲載されました。

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隣接器官が肝臓形態形成に影響をおよぼす
  • 肝臓の形態形成は、隣接する臓器や組織の影響を強く受ける。
    • -CS16;左心室は左内側 – 尾側に発達し、左内側領域にくぼみを形成
    • CS16-CS19腹側領域に臍によるくぼみの形成
    • CS17 -CS19;肝臓の頭側の両側に隆起が形成
    • CS20:背側-尾側領域に右副腎にるへこみ
    • -CS23;背側左内側領域に胃の痕跡
  • 肝臓の体積は CS14 -CS23 にかけて指数関数的に増加。
    • CS17まで;背腹軸と左右軸に沿って優先的に発達し、
    • CS17-CS19頭尾軸に沿って発達
    • CS19以降;全方向に発達
  • 横隔膜の分化、胚の体軸の延長、生理学的臍帯ヘルニアなどが計測データに影響
  • データは、肝臓の発達と隣接臓器の形態形成を時間的,空間的に理解するのに有用
肝臓の形態形成(CS15-CS23)

胚子期において肝臓は腹腔内最大の実質器官であり、造血・代謝を担い、胚子や胎児の成長に大きく影響を与えている。しかし胚子の肝臓の発生、特に形態の変化に関しては現在ほとんど知られていない。そこでMR顕微鏡によって撮像された約1200例の胚子MR画像のうちCarnegie Stage(CS)14~23の67例を用いて、胚子期の肝臓の形態学的解析、形態計測学的解析、及び肝内血管系の解析を行った。

形態学的解析では胚子における肝臓及び周辺器官である心臓・肺・胃・後腹膜器官の立体画像を作成し、肝臓の形態学的変化を観察した。その結果、肝臓はCSと連動して周辺器官による陥凹や平面の形成、およびその消失という特徴的な形態変化を起こしていることが明らかになった。肝臓は頭側では心臓と接してり、CS17・18において心陥凹を形成する。心陥凹はCS20で消失し、CS22・23では横隔膜により隆起が形成される。背側では胃と接しており、CS15から胃陥凹を形成している。胃陥凹は胃の発達に伴って胃全体を覆うように変化する一方、十二指腸球部によりCS19から平面を形成する。背側右方ではCS20以降副腎陥凹が形成される。また腹側ではCS17・18に臍陥凹が形成されるが、CS20には消失する。一方で肺、左側副腎、後腎、生殖腺は肝臓に隣接しているが、形態学的な影響は明らかでない。これらの結果から、各CSにおける肝臓の形態とその変化を詳細に知ることができ、また肝臓は心臓・横隔膜・胃・右副腎の形態を反映していることがわかった。これは肝臓を観察することで肝臓だけでなく周辺器官の形成不全や形態異常を発見できることを意味する。

形態計測学的解析では計測した肝臓の容積・断面積・3次元的分布、及び胚子の体積・腹部断面積・Trunk Height(TH)の全てにおいて、CSが進むとともに値が増加した。また、各CSにおける肝臓の縦径に対する横径及び厚みの比はCS14から17では値が増加、CS17から19では減少する傾向がみられた。肝臓の縦径に対するTHの比を計算するとCS14から17においてはほぼ一定であるが、CS17から19において急激に増加し、しかしCS20から23では再び変化が小さくなる。これは肝臓はCS17までは主に横断面における平面状の発生が進むに対して、CS18からは頭尾方向への発生が顕著である事を意味する。これらの結果から、肝臓の発生における計測基準を設け、より明確に肝臓の発生の様子を表すことができたと考えられる。

肝内血管系の解析では、各CSにおける主要な肝内血管の形成状態とその位置関係を観察した。CS17以降では約70%の胚子において左・中・右肝静脈が見られ、血管形成においてもCSとの相関が見られた。本論文では胚子期における肝臓の発生及び周辺器官との関係を詳細に表すことができたといえる。将来的には妊娠初期の胎児診断における重要な基礎的データとなると考えられる。

1. Hirose A, Nakashima T, Yamada S, Uwabe C, Kose K, Takakuwa T, Embryonic liver morphology and morphometry by magnetic resonance microscopic imaging ,  Anat Rec (Hoboken). 2012 Jan;295(1):51-9., doi; 10.1002/ar.21496

Abstract

Embryonic liver has a unique external morphology and quantitative morphometry, based on magnetic resonance imaging data of human embryos from the Kyoto Collection of Human Embryos. Liver morphogenesis is strongly affected by the adjacent organs and tissues. The left ventricle develops to the left medial-caudal side, which results in the formation of a depression at left medial region and a prominence bilaterally at the cranial surface of the liver between Carnegie Stage (CS)17 and CS19. An imprint of the stomach that formed at the dorsal left-medial region of the liver became more marked with development until CS23. A depression induced by the umbilicus formed at the ventral region of the liver between CS16 and CS19. An indentation caused by the right adrenal gland formed at the dorsal-caudal region of the liver surface from CS20. Morphometric analysis revealed that the volume of the liver increased exponentially from CS14 through CS23. The liver developed preferentially along the dorsoventral axis and right/left axis until CS17, along the craniocaudal axis between CS17 and CS19, and then in all directions after CS19. Several important developmental phenomena, such as differentiation of the diaphragm, the extension of the body axis of the embryo, and the physiologic herniation of the intestine into the umbilical cord, may affect morphometric data. These data contribute to a better understanding of liver development as well as the morphogenesis of adjacent organs, both temporally and spatially, and serve as a useful reference for fetal medicine and prenatal diagnosis.

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