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Early detection of pre-symptomatic conditions through evaluation of vascular permeability and waste excretion function in the brain and sensory organs

Research Project

Project/Area Number 23K27545
Project/Area Number (Other) 23H02854 (2023)
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeMulti-year Fund (2024)
Single-year Grants (2023)
Section一般
Review Section Basic Section 52040:Radiological sciences-related
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

長縄 慎二  名古屋大学, 医学系研究科, 教授 (50242863)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 曽根 三千彦  名古屋大学, 医学系研究科, 教授 (30273238)
田岡 俊昭  名古屋大学, 医学系研究科, 特任教授 (30305734)
西口 康二  名古屋大学, 医学系研究科, 教授 (30447825)
伊藤 倫太郎  名古屋大学, 医学系研究科, 特任助教 (80813336)
Project Period (FY) 2023-04-01 – 2026-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help
¥18,590,000 (Direct Cost: ¥14,300,000、Indirect Cost: ¥4,290,000)
Fiscal Year 2025: ¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000)
Fiscal Year 2024: ¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000)
Fiscal Year 2023: ¥6,630,000 (Direct Cost: ¥5,100,000、Indirect Cost: ¥1,530,000)
Keywords神経変性疾患 / メニエール病 / 磁気共鳴画像 / Glymphatic system / 緑内障
Outline of Research at the Start

脳や感覚器の各種変性疾患の発症前段階やうつ病、COVID-19後遺症など従来の画像で明らかな異常が描出されない状態での早期介入機会創出の
ため、脳や感覚器の血管透過性と老廃物排泄機能に着目した。脳、眼球や内耳についてこれらの時空間的情報を一度に非侵襲的にヒトで取得で
きる独自開発した各種先端MRI技術を用いて、健常加齢性変化の正常範囲の確立と各疾患の未病状態検出のための基盤を構築する。

Outline of Annual Research Achievements

脳や感覚器の各種変性疾患の発症前段階における早期介入機会創出のため、老廃物排泄機構(waste clearance system)の機能低下とBlood Brain Barrier, Blood Retinal Barrier, Blood Labyrinthine Barrierの透過性の亢進の両者に注目した新しい視点から研究を展開するという当初の目的に従い研究を進めている。
昨年度(2023年度)は、海外のグループ(ドイツ、アメリカ、インド、ベルギー、スエーデンなど)との密なコミュニケーションによって現時点での研究到達状況を調査して、複数の国際共著を含めた総説出版をまず行った(JMRI 2023; Invest radiol 2023; J Vestib Res 2023)。また一部の海外のグループの手法の問題点も指摘して、科学を正常な方向へ戻す努力も行った。この内容はNat comm 2023に出版した。さらに並行して進めていた高感度パスルシークエンスの最適化には目途がついた。睡眠障害患者の介入前後のデータ解析と論文作成、髄膜リンパ管のS状静脈洞周囲や頭蓋骨骨髄における分布や発達程度のデータ解析と論文作成、内耳内リンパ、外リンパへの造影剤微量分布の解析とその論文執筆等を進めている。S状静脈洞周囲の髄膜リンパ管の発達と頭蓋内のクリアランス機能との関連については、世界初の画期的な結果である。さらに内リンパにおける造影剤の分布の検出と解析も世界初である。加えて、動物眼球における薬剤分布の解析方法の確立と、ヒトへの応用も進めつつある。非造影での脳における間質液動態解析手法のさらなる洗練も進めている。非造影法では、DTI-ALPS indexの他、新たな方法の提案も検討している。非造影、造影の両手法を用いた海外との共同での軽微頭部外傷患者コホートでの間質液動態の解析も継続する。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

国際的な研究進捗状況の把握ができたので、我々の研究が、いくつかの領域で世界の最先端であることを確認することができた。この過程で、英文総説3篇を出版した。Investigative radiologyやJ of Mag reso imagingといった放射線領域におけるハイレベルの雑誌も含まれている。
S状静脈洞周囲の髄膜リンパ管の描出や基底核の血管周囲腔への造影剤の移行が、静脈内投与後24時間での脳脊髄液からの造影剤排出(老廃物排泄機構)と関連があることを示せたのは意義が大きい。内リンパにおける造影剤の動態解析について世界で初めて扉を開いたのも、大きな成果である。これらは今後の論文化予定となるが、ほかにも関連原著論文としては、5篇を出版した。海外グループの非造影での髄膜リンパ管描出についの研究手法の問題点を発見したので、短い報告ではあるが、Nat communicationsにも論文が出版された。S状静脈洞周囲の髄膜リンパ管と脳脊髄液排泄機能との関連、睡眠障害およびその治療と老廃物排泄機構機能変化の関連や、内耳内リンパの透過性と年齢や内リンパ水腫との関連など、今後、論文報告を続けるべき結果も多く得られた。患者における眼球の撮像も症例が蓄積しつつある。さらに動物眼球での実験も複数回行っている。よって脳においても、眼球においても、内耳においても、本研究課題は順調に進展していると言って良い。

Strategy for Future Research Activity

昨年度(2023年度)までで、学術調査と国際共著の総説出版、パスルシークエンスの最適化はある程度、目途がついた。今後は、睡眠障害患者の介入前後のデータの詳細な解析と論文作成、髄膜リンパ管の静脈洞周囲や頭蓋骨骨髄における分布や発達程度のデータ解析と論文作成、頭頂部嚢胞と認知機能に関係の解析、内耳における内リンパ、外リンパへの造影剤微量分布の解析とその結果についての論文執筆、動物眼球における点眼薬や各種トレーサーの薬剤分布の経時的変化の解析方法の確立と、ヒトへの応用準備、非造影法と造影法での脳実質における間質液動態解析手法のさらなる洗練を進める予定である。
また海外の研究者との共同での動物における新規トレーサーの脳やくも膜下腔での分布動態の解析 海外における軽微な頭部外傷患者コホートを用いた間質液動態の解析も継続する。
2024年6月にはスエーデンのルンド大学でのGlymphatic symposiumにおいて、8月にはやはりスエーデンのウプサラ大学でのBarany society meetingで招待講演をすることとなっている。Glymphatic symposiumはGlymphatic systemを活発に研究している世界中の研究者が一同に集まる機会である。Barany society meetingはメニエール病関係の研究者にとって最高権威の学会である。これらの機会を通じて様々な情報発信、情報収集を行って、さらに効率的に画期的な研究を展開する。

Report

(1 results)
  • 2023 Annual Research Report
  • Research Products

    (38 results)

All 2025 2024 2023 2019 Other

All Journal Article (9 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Peer Reviewed: 9 results,  Open Access: 8 results) Presentation (27 results) (of which Int'l Joint Research: 13 results,  Invited: 19 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Intracranial Air Absorption through Arachnoid Granulation: New Considerations from Transsphenoidal Surgery and Implications for Neurofluid Dynamics2025

    • Author(s)
      Naganawa Shinji、Ito Rintaro、Kawamura Mariko、Taoka Toshiaki
    • Journal Title

      Magnetic Resonance in Medical Sciences

      Volume: 24 Issue: 1 Pages: 144-147

    • DOI

      10.2463/mrms.bc.2023-0122

    • ISSN
      1347-3182, 1880-2206
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] The Glymphatic System in Humans: Investigations With Magnetic Resonance Imaging2023

    • Author(s)
      Naganawa Shinji、Taoka Toshiaki、Ito Rintaro、Kawamura Mariko
    • Journal Title

      Investigative Radiology

      Volume: 59 Issue: 1 Pages: 1-12

    • DOI

      10.1097/rli.0000000000000969

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Glymphatic System Dysfunction in Myelin Oligodendrocyte Glycoprotein Immunoglobulin G Antibody Associated Disorders: Association with Clinical Disability2023

    • Author(s)
      Hagiwara Akifumi、Tomizawa Yuji、Hoshino Yasunobu、Yokoyama Kazumasa、Kamagata Koji、Sekine Towa、Takabayashi Kaito、Nakaya Moto、Maekawa Tomoko、Akashi Toshiaki、Wada Akihiko、Taoka Toshiaki、Naganawa Shinji、Hattori Nobutaka、Aoki Shigeki
    • Journal Title

      American Journal of Neuroradiology

      Volume: 45 Issue: 1 Pages: 66-71

    • DOI

      10.3174/ajnr.a8066

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Disruption of the Blood-Perilymph Barrier Preceding Endolymphatic Hydrops Formation in Meniere's Disease2023

    • Author(s)
      Masumi Kobayashi, Tadao Yoshida, Satofumi Sugimoto, Shinji Naganawa, Michihiko Sone
    • Journal Title

      Otology & neurotology

      Volume: 44 Issue: 10 Pages: e766-e767

    • DOI

      10.1097/mao.0000000000003981

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      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Evaluation of alterations in interstitial fluid dynamics in cases of whole‐brain radiation using the diffusion‐weighted image analysis along the perivascular space method2023

    • Author(s)
      Taoka Toshiaki、Ito Rintaro、Nakamichi Rei、Nakane Toshiki、Kawamura Mariko、Ishihara Shunichi、Ichikawa Kazushige、Kawai Hisashi、Naganawa Shinji
    • Journal Title

      NMR in Biomedicine

      Volume: - Issue: 7

    • DOI

      10.1002/nbm.5030

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      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Fluid signal suppression characteristics of 3D-FLAIR with a T2 selective inversion pulse in the skull base2023

    • Author(s)
      Naganawa Shinji、Kato Yutaka、Yoshida Tadao、Sone Michihiko
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 14 (1) Issue: 1 Pages: 4915-4915

    • DOI

      10.1038/s41467-023-40507-3

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      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Glymphatic system impairment in nonathlete older male adults who played contact sports in their youth associated with cognitive decline: A diffusion tensor image analysis along the perivascular space study2023

    • Author(s)
      Morita Yuichi、Kamagata Koji、Andica Christina、Takabayashi Kaito、Kikuta Junko、Fujita Shohei、Samoyeau Thomas、Uchida Wataru、Saito Yuya、Tabata Hiroki、Naito Hitoshi、Someya Yuki、Kaga Hideyoshi、Tamura Yoshifumi、Miyata Mari、Akashi Toshiaki、Wada Akihiko、Taoka Toshiaki、Naganawa Shinji、et al.
    • Journal Title

      Frontiers in Neurology

      Volume: 14 Pages: 1100736-1100736

    • DOI

      10.3389/fneur.2023.1100736

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      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Current Understanding of the Anatomy, Physiology, and Magnetic Resonance Imaging of Neurofluids: Update From the 2022 “ISMRM Imaging Neurofluids Study group” Workshop in Rome2023

    • Author(s)
      Agarwal Nivedita、Lewis Laura D.、Naganawa Shinji、Ringstad Geir、Klarica Marijan、Alperin Noam、de Leon Mony、van Osch Matthias J.P.
    • Journal Title

      Journal of Magnetic Resonance Imaging

      Volume: 59 Issue: 2 Pages: 431-449

    • DOI

      10.1002/jmri.28759

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      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] A plea for systematic literature analysis and conclusive study design, comment on: "Systematic review of magnetic resonance imaging for diagnosis of Meniere disease".2019

    • Author(s)
      Robert Gurkov, Krisztina Barath, Bert de Foer, Munehisa Fukushima, Michael Gluth, Jermy Hornibrook, Nicolas Perez-Fernandez, Ilmari Pyykko, Michihiko Sone, Shin-Ichi Usami, Wuqing Wang, Jing Zou, Shinji Naganawa
    • Journal Title

      J Vestib Res.

      Volume: - Issue: 2 Pages: 151-157

    • DOI

      10.3233/ves-190662

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      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Current concepts in intracranial interstitial fluid transport and the glymphatic system2024

    • Author(s)
      Shinji Naganawa
    • Organizer
      European Congress of Radiology (ECR) 2024
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      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Glymphatic waste clearance and neurological diseases2024

    • Author(s)
      Toshiaki Taoka
    • Organizer
      European Congress of Radiology (ECR) 2024
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      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Neuroimaging for CNS clearance system2024

    • Author(s)
      Toshiaki Taoka
    • Organizer
      Yonsei Parkinson Center Symposium
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      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 不眠症症例でのオレキシン受容体拮抗薬投与によるALPS-indexへの影響2024

    • Author(s)
      田岡俊昭、伊藤倫太郎、岩本邦弘、宮田聖子、藤本明浩、市之瀬伸保、鎌形康司、青木茂樹、尾崎紀夫、長縄慎二
    • Organizer
      第53回日本神経放射線学会
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      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Keynote lecture; MR imaging of endolymphatic hydrops2023

    • Author(s)
      Shinji Naganawa
    • Organizer
      Radiological society of north america (RSNA) 2023
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      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] MR imaging of endolymphatic hydrops in Meniere's disease; what neuroradiologists should know2023

    • Author(s)
      Shinji Naganawa
    • Organizer
      Asia-Oceania congress of neuroradiology (AOCNR) 2023
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      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Imaging Markers of Neuroinflammation2023

    • Author(s)
      Toshiaki Taoka
    • Organizer
      2023 International Society for Magnetic Resonance in Medicine & ISMRT Annual Meeting & Exhibition
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      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Ternary plot method for presenting information acquired by OGSE and PGSE sequences2023

    • Author(s)
      Toshiaki Taoka
    • Organizer
      2023 International Society for Magnetic Resonance in Medicine & ISMRT Annual Meeting & Exhibition
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      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] MR Evaluation for interstitial Fluidopathy2023

    • Author(s)
      Toshiaki Taoka
    • Organizer
      2023 BASE X Severance > Neuro
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      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Interstitial fluid dynamics in the cases of whole brain radiation by diffusion weighted image analysis along the perivascular space (DWI-ALPS) method.2023

    • Author(s)
      Toshiaki Taoka
    • Organizer
      Asia-Oceania congress of neuroradiology (AOCNR) 2023
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Diffusion Tensor Image Analysis along the Perivascular Space (DTI-ALPS) and Inertstitial Fluid Dynamics of the Brain2023

    • Author(s)
      Toshiaki Taoka
    • Organizer
      ICMRI 2023: 11th International Congress on MRI & 28th Annual Scientific Meeting
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Interstitial Fluidopathy: A New Concept for Understanding CNS Diseases with Impaired Interstitial Fluid Dynamics.2023

    • Author(s)
      Toshiaki Taoka
    • Organizer
      Radiological society of north america (RSNA) 2023
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] The Ternary Plot Analysis of Time-sensitive Diffusion Imaging in CNS Pathologies2023

    • Author(s)
      Toshiaki Taoka
    • Organizer
      Radiological society of north america (RSNA) 2023
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      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] AI-Enhanced MRI Imaging2023

    • Author(s)
      Rintaro Ito
    • Organizer
      Korea-Japan AI Radiology Symposium
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      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Perspective from Editor-in-Chief of JJR2023

    • Author(s)
      長縄慎二
    • Organizer
      第53回日本磁気共鳴医学会大会
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    • Invited
  • [Presentation] ISMRM Workshopについて2023

    • Author(s)
      長縄慎二
    • Organizer
      日本磁気共鳴医学会 「Neurofluidスタディグループ」 第4回meeting
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      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] CNS Interstitial fluidopathy と拡散画像による間質液動態の評価2023

    • Author(s)
      田岡俊昭
    • Organizer
      第65回日本小児神経学会学術集会
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    • Invited
  • [Presentation] 無症候性脳病変 update 血管周囲腔2023

    • Author(s)
      田岡俊昭
    • Organizer
      第32回日本脳ドック学会総会
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      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 脳脊髄液・脳間質液動態の画像評価2023

    • Author(s)
      田岡俊昭
    • Organizer
      第59回日本医学放射線学会秋季臨床大会
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    • Invited
  • [Presentation] 拡散画像を用いた髄液・間質液動態の可視化と加齢、疾患との関連2023

    • Author(s)
      田岡俊昭
    • Organizer
      第53回日本神経精神薬理学会年会
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    • Invited
  • [Presentation] A method for presenting time-dependent diffusion images: Proposal for a ternary plot method2023

    • Author(s)
      田岡俊昭
    • Organizer
      第51回日本磁気共鳴医学会大会
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  • [Presentation] Multiparametric evaluation of time-dependent diffusion images using the ternary plot method: tissue characteristics of glioblastoma and lymphoma2023

    • Author(s)
      田岡俊昭
    • Organizer
      第51回日本磁気共鳴医学会大会
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  • [Presentation] Pharmacokinetics and Safety of Gadopiclenol in Japanese Healthy Volunteers2023

    • Author(s)
      田岡俊昭
    • Organizer
      第51回日本磁気共鳴医学会大会
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      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 脳内リンパ系(Glymphatic system)の非侵襲的評価方法: 硬膜下血腫症例での Diffusion Weighted Image Analysis Along the Perivascular Space (DWI-ALPS) 法による脳間質液動態評価の試み2023

    • Author(s)
      田岡俊昭
    • Organizer
      第69回日本宇宙航空環境医学会大会
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    • Invited
  • [Presentation] 脳グリアリンパ系と髄膜リンパ系2023

    • Author(s)
      田岡俊昭
    • Organizer
      第42回日本認知症学会学術集会
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      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 特別企画4 (JJRセミナー) (領域講習:診断・治療) 「画像AI論文の読み方、書き方、査読の仕方のポイント」数ある画像AI論文のうちどれを読むべきか。読む際の注意点は?2023

    • Author(s)
      伊藤倫太郎
    • Organizer
      第82回日本医学放射線学会総会
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    • Invited
  • [Presentation] シンポジウム26 初学者のためのMR研究の第一歩; AI編2023

    • Author(s)
      伊藤倫太郎
    • Organizer
      第51回日本磁気共鳴医学会大会
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    • Invited
  • [Remarks] 名古屋大学医学部放射線医学教室

    • URL

      https://www.med.nagoya-u.ac.jp/rad/

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  • [Patent(Industrial Property Rights)] 画像処理装置及び画像処理プログラム2023

    • Inventor(s)
      田岡俊昭、市之瀬伸保、森昂也
    • Industrial Property Rights Holder
      東海国立大学機構
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2023
    • Acquisition Date
      2023
    • Related Report
      2023 Annual Research Report

URL: 

Published: 2023-04-18   Modified: 2024-12-25  

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