Brain glutathione, structure, and blood flow in patients with schizophrenia

2018 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15K09826
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 吉原 雄二郎 京都大学, 医学研究科, 特定助教 (00529464)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 杉原 玄一 京都大学, 医学研究科, 助教 (70402261)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 統合失調症 / グルタチオン / MRスペクトロスコピー / 日内変動

Outline of Annual Research Achievements

統合失調症の病態仮説の一つに酸化ストレス仮説のメインハブであるグルタチオン（GSH）の減少が挙げられている。しかし、患者の生体脳内のGSHをMRスペクトロスコピー（MRS）で調べた海外研究の結果は一貫していない。一貫しない理由として、GSHの日内変動を検討する必要性がある。GSHのヒト末梢血の研究では日内変動が報告されており、また、動物脳内でも日内変動が指摘されている。しかし、ヒトのMRSを用いた、脳内GSHの日内変動は、未だ明らかでない。今回の研究では、まず、健常者での脳内GSHの日内変動の有無を測定した。次に、患者と健常者間の違いを同一時間に設定して測定した。MRSは、脳機能総合研究センターの3テスラ Siemens TimTrioを使用した。現在、解析中の為、実験結果は研究成果報告書に記載する。今回の方法・結果から7テスラMRSによる精神疾患の病態解明に発展させる。
（１）Phantom実験：GSH濃度を0, 1, 1.75, 2.5, 5, 10mM、計6種類作成し、濃度一定のアスパラギン酸、クレアチン、GABA、グルコース、グルタミン酸、myo-イノシトール、N-アセチル-Lアスパラギン酸、GPCと合わせ脱気したPhantomを作成した。MEGA-PRESSとPRESSの両方で測定した。
（２）健常者8人の日内変動GSH測定実験：20歳～40歳の健常男性4人、女性4人に朝食前から夕食後まで1日6回MEGA-PRESSを用いてGSH測定した。
（３）健常者10人のGSH測定再現性実験：日内変動6回測定時に、MRI機から出入りを繰り返すため、出入り連続2回の中での再現性を健常男性10人でMEGA-PRESSによりGSH測定した。
（４）現在、非喫煙者の統合失調症患者17人と健常者17人の撮像実験：朝食摂取前の午前の撮像条件が同じ時に、MEGA-PRESSでGSH測定した。

Research Products

• [Journal Article] Harmonization of resting-state functional MRI data across multiple imaging sites via the separation of site differences into sampling bias and measurement bias (2019)
  • Author(s): Ayumu Yamashita, Noriaki Yahata, Takashi Itahashi, Giuseppe Lisi, Takashi Yamada, Naho Ichikawa, Masahiro Takamura, Yujiro Yoshihara, Hiroshi Imamizu, et al.
  • Journal Title: PLoS Biology Volume: - Pages: -
  • DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3000042
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Overlapping but asymmetrical relationships between schizophrenia and autism revealed by brain connectivity (2018)
  • Author(s): Yujiro Yoshihara, Giuseppe Lisi, Noriaki Yahata, Hidehiko Takahash, et al.
  • Journal Title: biorxiv Volume: - Pages: -
  • DOI: https://doi.org/10.1101/403212
  • Open Access
• [Journal Article] Additive Effect of Cigarette Smoking on Gray Matter Abnormalities in Schizophrenia (2018)
  • Author(s): Naoto Yokoyama, Hitoshi Sasaki, Yasuo Mori, Miki Ono, Kousuke Tsurumi, Ryosaku Kawada, Yukiko Matsumoto, Yujiro Yoshihara, Genichi Sugihara, Jun Miyata, Toshiya Murai, and Hidehiko Takahashi
  • Journal Title: Schizophrenia Bulletin Volume: 3 Pages: 535-541
  • DOI: 10.1093/schbul/sbx092
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Effect of phase-encoding direction on group analysis of resting-state functional magnetic resonance imaging (2018)
  • Author(s): Yasuo Mori, Jun Miyata, Masanori Isobe, Shuraku Son, Yujiro Yoshihara, Toshihiko Aso, Takanori Kouchiyama, Toshiya Murai, and Hidehiko Takahashi
  • Journal Title: Psychiatry and Clinical Neurosciences Volume: 72 Pages: 683-691
  • DOI: 10.1111/pcn.12677
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A prediction model of working memory across health and psychiatric disease using whole-brain functional connectivity (2018)
  • Author(s): Masahiro Yamashita, Yujiro Yoshihara, Ryuichiro Hashimoto, Noriaki Yahata, Naho Ichikawa, Yuki Sakai, Takashi Yamada, Noriko Matsukawa, Go Okada, Saori C. Tanaka, Kiyoto Kasai, Nobumasa Kato, Yasumasma Okamoto, Ben Seymour, Hidehiko Takahashi, Mitsuo Kawato, and Hiroshi Imamizu
  • Journal Title: eLIFE Volume: - Pages: -
  • DOI: https://doi.org/10.7554/eLife.38844
  • Peer Reviewed / Open Access