認知予備能に関わる脳内ネットワークと血液バイオマーカーの統合解析

• Project/Area Number: 22K15728
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 52020:Neurology-related
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 小倉 礼 名古屋大学, 脳とこころの研究センター(医), 特任助教 (80929927)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2024-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2023: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000); Fiscal Year 2022: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
• Keywords: アルツハイマー型認知症 / プレクリニカル / 予備能 / バイオマーカー / 安静時機能的MRI / MRI / 認知予備能 / 血液バイオマーカー / 安静時機能的MRI(安静時fMRI) / アミロイドβ / tau

Outline of Research at the Start

我が国では、急速な高齢化の進展とともに認知症患者が急増している。認知症の50～70%を占めるアルツハイマー型認知症では、認知機能が低下する20～30年前より脳内に原因タンパクが蓄積し病理学的変化が出現し始めると言われている。一方、認知機能と病理学的変化は必ずしも一致しないことが知られており、病理学的変化を有しながらも認知機能が維持される機構は認知予備能と呼ばれている。
本研究では、従来法と比較し侵襲性の低い血液を用いた検査でアルツハイマー型認知症の病理学的変化を調べ、認知予備能に関連する脳の構造や脳内ネットワーク等の神経基盤の解明を目指す研究である。

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、健常高齢者を対象として、アルツハイマー型認知症の血液バイオマーカーの測定と安静時機能的MRI(rsfMRI)解析により、認知機能の維持に関連する画像特徴を見いだすことを目的として実施した。バイオマーカーは免疫沈降-質量分析(IP-MS)法を用いて測定した血液中のAβ関連ペプチドの比より算出したComposite biomarker　(CB)と、Quanterix社のSimoaを用いて測定したp-tau181を検討に用いた。
認知機能が正常かつCBが正常であった群を健常コントロール(NC)群、認知機能は正常だがCBが上昇していた群を認知予備能(CR)群と分類した。最終年度はrsfMRI画像を用いて両群におけるネットワーク特徴の違いとバイオマーカー値や認知機能スコアと相関を示すネットワーク変化について比較検討した。Seed解析では、CR群において後部帯状回とsalience networkを構成する前部帯状皮質や島皮質との結合の増強をはじめ、ネットワーク変化は結合の増強が主体であった。CBとの相関も同様の傾向で、default mode network とsalience networkのネットワーク間結合の増強や情報処理関連ネットワーク内の結合の増強が示唆され、これらのネットワーク変化は認知機能スコアと負の相関を示した。一方、p-tau181との相関を示したネットワーク変化は結合の減弱が主体であった。これらの結果はCR群における認知機能維持に関連する代償的ネットワーク変化である可能性が示唆されるが、CBとp-tau181において相関するネットワーク変化に違いがみられる点ついては、さらなる検討が必要と考えている。

Research Products

• [Journal Article] Comparative examination of the pons and corpus callosum as reference regions for quantitative evaluation in positron emission tomography imaging for Alzheimer’s disease using 11C-Pittsburgh Compound-B (2023)
  • Author(s): Tada Tomohiro、Hara Kazuhiro、Fujita Naotoshi、Ito Yoshinori、Yamaguchi Hiroshi、Ohdake Reiko、Kawabata Kazuya、Ogura Aya、Kato Toshiyasu、Yokoi Takamasa、Masuda Michihito、Abe Shinji、Miyao Shinichi、Naganawa Shinji、Katsuno Masahisa、Watanabe Hirohisa、Sobue Gen、Kato Katsuhiko
  • Journal Title: Annals of Nuclear Medicine Volume: 37 Issue: 7 Pages: 410-418
  • DOI: 10.1007/s12149-023-01843-y
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Pattern of THK 5351 retention in normal aging involves core regions of resting state networks associated with higher cognitive function (2023)
  • Author(s): Yoshida Y, Yokoi T, Hara K, Watanabe H, Yamaguchi H, Bagarinao E, Masuda M, Kato T, Ogura A, Ohdake R, Kawabata K, Katsuno M, Kato K, Naganawa S, Okamura N, Yanai K, Sobue G.
  • Journal Title: Nagoya Journal of Medical Science Volume: 85 Issue: 4 Pages: 758-771
  • DOI: 10.18999/nagjms.85.4.758
  • ISSN: 0027-7622
  • URL: https://nagoya.repo.nii.ac.jp/records/2008444
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] 加齢における認知機能維持と脳の構造的機能的変化の特徴 (2022)
  • Author(s): 小倉礼 BAGARINAO Epifnio、勝野雅央、祖父江元
  • Journal Title: 老年精神医学雑誌 Volume: 33 Pages: 1079-1088
• [Journal Article] Functional connector hubs in the cerebellum (2022)
  • Author(s): Kawabata Kazuya、Bagarinao Epifanio、Watanabe Hirohisa、Maesawa Satoshi、Mori Daisuke、Hara Kazuhiro、Ohdake Reiko、Masuda Michihito、Ogura Aya、Kato Toshiyasu、Koyama Shuji、Katsuno Masahisa、Wakabayashi Toshihiko、Kuzuya Masafumi、Hoshiyama Minoru、Isoda Haruo、Naganawa Shinji、Ozaki Norio、Sobue Gen
  • Journal Title: NeuroImage Volume: 257 Pages: 119263-119263
  • DOI: 10.1016/j.neuroimage.2022.119263
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research