脳動脈瘤と頸動脈狭窄症でのvessel wall imagingの分子機序の解明

• Project/Area Number: 22K16656
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 56010:Neurosurgery-related
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 安部倉 友 京都大学, 医学研究科, 助教 (60912508)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2024-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2023: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000); Fiscal Year 2022: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
• Keywords: vessel wall imaging / 脳動脈瘤 / 頚動脈狭窄症 / 造影MRI

Outline of Research at the Start

本研究では、ヒトの臨床症例由来の造影MRIによるイメージング結果や手術摘出標本の解析に加えて各々の疾患のモデル動物を用いた検討を併用し、病変部でのガドリニウムの局在を明らかにするとともに造影効果が病態の分子機序のどの部分を反映しているかを解明する。本研究の成果により、Vessel wall imagingの病態進展のリスク評価指標としての位置付けを確立し、危険な症例の層別化や治療介入の最適化を実現することを目指す。

Outline of Annual Research Achievements

高分解能MRIにガドリニウム造影剤を組み合わせたVessel wall imagingにより頚動脈狭窄症や脳動脈瘤等の血管病において病態進展のリスク予測指標となる可能性が示されているが、その造影効果が病態の分子機序のうち何を検出しているかは未解明である。本研究の目的は、Vessel Wall Imagingによる病変部の動脈壁の造影効果の機序を明らかにし、頚動脈狭窄症や脳動脈瘤等の血管疾患において、造影効果が病態進展リスクの評価指標となる理論的背景を確立することである。本年度はVessel Wall Imagingにて造影効果を呈するヒトの頸動脈狭窄症の手術摘出標本（n=5）を用いてガドリニウムの局在についての検討を行った。標本に粒子ビームを照射することで発生するガドリニウムの特性X線を検出することにより、標本中にガドリニウムが存在することを証明できた。今後はこのビームを用いて標本を走査することで組織内のガドリニウムの局在部位のマッピングを行い、病理組織学的所見と照合するとともに、免疫組織化学によりガドリニウムが存在する細胞種の同定を行うことで、造影効果の機序の解明を進めていく。
またVessel Wall Imagingでの造影効果の有無により経過がどのように異なるのか、すなわち本イメージング手法が病態進展リスクの評価指標として妥当性を有するかどうかの検証にはモデル動物を使用する。脳動脈瘤モデルラットについては作成済みである。頸動脈狭窄症については、アテローム性動脈硬化症モデルとしてApoEノックアウトラットを作成中であり、今度、本動物モデルを用いて前向きに検証する予定である

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本研究課題を遂行する上で難易度が高いと思われた摘出組織中のガドリニウムの局在を同定する手法が確立されつつあるため。

Strategy for Future Research Activity

頚動脈狭窄症の手術ではプラークを一塊として摘出するため、一回の手術で得られる標本量も多く、造影効果を有する標本を得やすい。一方、脳動脈瘤については、摘出可能であるのは動脈瘤壁のごく一部分のみであるため得られる標本量が少なく、標本の固定方法などの解析方法を確立するための予備検討が行えないという問題があった。そのためまず頸動脈狭窄症症例での検討を優先し、プラーク中のガドリニウムが局在する細胞種を同定する手法を確立することにした。現時点で頸動脈プラークについては同定する手法が確立しつつあるため、今後、脳動脈瘤症例についてもガドリニウムの局在を同定する予定である。そこで得られた知見について、動物モデルを用いて追証を行う。