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2018 Fiscal Year Research-status Report

次世代型機能的MRIを用いた脊髄損傷後の運動・感覚機能回路の可視化

Research Project

Project/Area Number 16K10842
Research InstitutionCentral Institute for Experimental Animals

Principal Investigator

小牧 裕司  公益財団法人実験動物中央研究所, ライブイメージングセンター, 室長代理 (10548499)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2020-03-31
KeywordsMRI / resting state fMRI / functional MRI / 安静時機能的MRI / 脊髄損傷
Outline of Annual Research Achievements

本研究は、脊髄損傷に対する再生治療の実現化を視野に、治療の障害となっている感覚異常と運動機能の客観的な評価法を確立することで、病態に関する脳内メカニズムおよびその治療効果をマウスの脊髄損傷実験を通じて明らかにすることを目的とする。具体的に、次世代型機能的MRIを用いて運動および感覚機能ネットワークの機能再構築・代償の過程を可視化する。さらに、この脳機能ネットワークの可逆的・非可逆的な変性時期を各種治療法による介入によって明らかとすることを目指す。
2018年度は、昨年度実施した運動・感覚機能障害である脊髄損傷モデルマウスの縦断解析についてScientific reports誌へ論文を投稿し掲載された。行動学的指標、および組織学的指標を併せて計測することでMRIによる評価の正当性を検証した。安静時機能的MRIより得られた結果としては、運動関連領域のネットワークの結合性が低下し、痛み関連領域の結合性が慢性期に上昇していることがわかった。
また、2018年度は研究代表者が他用務にてフランスのMRI研究所であるNeuroSpinと兼任したことにより、本研究を推進することが難しくなったため、研究期間の延長を申請した。他用務ではあったが、神経活動を直接観察することのできるDiffusion fMRIによる評価系をマウスモデルで確立することができた。本手法は、従来のBOLDコントラストをベースとした安静時機能的MRIよりも正確に神経活動を反映している可能性があるため、脊髄損傷モデルのvalidation toolとして役立てることができる。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

2018年度は研究代表者が他用務にてフランスのMRI研究所であるNeuroSpinと兼任したことにより、本研究を推進することが難しくなったため、研究期間の延長を行った。

Strategy for Future Research Activity

これまでに確立したBOLDコントラストをベースとした安静時機能的MRIは、神経活動に伴った血流応答を副次的に観察している。このため、血流代謝に異常のある疾患の評価には適さない。このため、研究代表者は神経活動を直接観察することのできるDiffusion fMRIを2018年度に習得した。2019年度は本手法を安静時機能的MRIに適用し、その有用性を確かめ、脊髄損傷の従来の手法では観察できなかった領域について運動および感覚機能ネットワークの機能再構築・代償の評価につなげることを目標とする。

Causes of Carryover

2018年度は研究代表者が他用務にてフランスのMRI研究所であるNeuroSpinと兼任したことにより、本研究を計画通りに推進することが難しくなったため、研究期間の延長を申請した。
2019年度は、従来の予定であった研究を推進するための実験試薬や成果報告に使用する。

  • Research Products

    (8 results)

All 2019 2018

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 1 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Noninvasive technique to evaluate the muscle fiber characteristics using q-space imaging2019

    • Author(s)
      Hata Junichi、Nakashima Daisuke、Tsuji Osahiko、Fujiyoshi Kanehiro、Yasutake Kaori、Sera Yasushi、Komaki Yuji、Hikishima Keigo、Nagura Takeo、Matsumoto Morio、Okano Hideyuki、Nakamura Masaya
    • Journal Title

      PLOS ONE

      Volume: 14 Pages: e0214805

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0214805

  • [Journal Article] Treatment of Intervertebral Disk Disease by the Administration of mRNA Encoding a Cartilage-Anabolic Transcription Factor2019

    • Author(s)
      Lin Chin-Yu、Crowley Samuel Thomas、Uchida Satoshi、Komaki Yuji、Kataoka Kazunori、Itaka Keiji
    • Journal Title

      Molecular Therapy - Nucleic Acids

      Volume: 16 Pages: 162~171

    • DOI

      10.1016/j.omtn.2019.02.012

  • [Journal Article] Correlative study using structural MRI and super-resolution microscopy to detect structural alterations induced by long-term optogenetic stimulation of striatal medium spiny neurons2019

    • Author(s)
      Abe Yoshifumi、Komaki Yuji、Seki Fumiko、Shibata Shinsuke、Okano Hideyuki、Tanaka Kenji F.
    • Journal Title

      Neurochemistry International

      Volume: 125 Pages: 163~174

    • DOI

      10.1016/j.neuint.2019.02.017

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] MR Imaging Properties of <i>ex vivo</i> Common Marmoset Brain after Formaldehyde Fixation2019

    • Author(s)
      Haga Yawara、Hata Junichi、Uematsu Akiko、Seki Fumiko、Komaki Yuji、Mizumura Mai、Nishio Marin、Kaneko Takaaki、Kishi Noriyuki、Okano Hideyuki、Furukawa Akira
    • Journal Title

      Magnetic Resonance in Medical Sciences

      Volume: Epub ahead of print Pages: 1-7

    • DOI

      10.2463/mrms.mp.2018-0086

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Assessing cortical plasticity after spinal cord injury by using resting-state functional magnetic resonance imaging in awake adult mice2018

    • Author(s)
      Matsubayashi Kohei、Nagoshi Narihito、Komaki Yuji、Kojima Kota、Shinozaki Munehisa、Tsuji Osahiko、Iwanami Akio、Ishihara Ryosuke、Takata Norio、Matsumoto Morio、Mimura Masaru、Okano Hideyuki、Nakamura Masaya
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 8 Pages: 1-8

    • DOI

      10.1038/s41598-018-32766-8

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Optogenetic astrocyte activation evokes BOLD fMRI response with oxygen consumption without neuronal activity modulation2018

    • Author(s)
      Takata Norio、Sugiura Yuki、Yoshida Keitaro、Koizumi Miwako、Hiroshi Nishida、Honda Kurara、Yano Ryutaro、Komaki Yuji、Matsui Ko、Suematsu Makoto、Mimura Masaru、Okano Hideyuki、Tanaka Kenji F.
    • Journal Title

      Glia

      Volume: 66 Pages: 2013~2023

    • DOI

      10.1002/glia.23454

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Quantitative temporal changes in DTI values coupled with histological properties in cuprizone-induced demyelination and remyelination2018

    • Author(s)
      Yano Ryutaro、Hata Junichi、Abe Yoshifumi、Seki Fumiko、Yoshida Keitaro、Komaki Yuji、Okano Hideyuki、Tanaka Kenji F.
    • Journal Title

      Neurochemistry International

      Volume: 119 Pages: 151~158

    • DOI

      10.1016/j.neuint.2017.10.004

    • Peer Reviewed
  • [Book] マーモセットラボマニュアル : はじめての取扱いから研究最前線まで2018

    • Author(s)
      三木 理雅、黒滝 陽子、井上 貴史
    • Total Pages
      207
    • Publisher
      アドスリー;丸善出版 (発売)
    • ISBN
      4904419782

URL: 

Published: 2019-12-27  

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