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（形態形成医療科学）

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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

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)

位相CTのヒト発生学への応用について、山田先生、米山先生らが国際学会で発表しました。金橋くんも胚子撮像に参加しており、学会発表の共同演者になりました。

Yamada S, Yoneyama A, Kahanashi T, Hyodo K, Takeda T.「The first application of phase-contrast X-ray computed tomography to human embryology」Biological Synchrotron Radiology (BSR) 2013年9月8-11日、於：ハンブルグ

私たちはMR顕微鏡を用いて得られた3次元情報を解析し成果を報告して来ました。そのMR顕微鏡の解像度は最高で35μm/pixel程度で、MRIの技術による撮像の最先端といえます。しかしながら、胚子期の初期や、個々の胚子の器官レベルの異常の有無等の検討には、さらに高解像度な撮影法が必要になります。 そこで、われわれは、共同研究者の山田博士、米山博士らが開発をすすめ成果をあげている干渉計を利用した位相コントラストX線撮像法を用いて、ヒト胚子の撮像をより積極的に進めていくことにしました。同法は、従来の吸収コントラスト撮像法に比べて感度が約1,000倍高く、軽元素からなる試料を高密度かつ高空間分解能で三次元観察できるため、生物や医学試料、及び各種有機 材料の定量解析などへの応用が期待でき、実際、9μm/pixelという、非破壊的三次元イメージング法の分野では 世界最高レベルの解像度を達成しているそうです。本手法を適応することで１）詳細な形態診断が可能になることにより、これまで解明されていなかった胚子期の先天異常の再評価を行うことができる、２）現在知られる先天異常発生の病理を知る手がかりとなる他、新たな疾患の発見の可能性がある。 3)これまで、ほとんどが原因不明とされてきた妊娠初期流産についての原因の一端が示せる可能性がある、等多くの成果が期待出来ます。

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