2018 Fiscal Year Research-status Report
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18K19510
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
長縄 慎二 名古屋大学, 医学系研究科, 教授 (50242863)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田岡 俊昭 名古屋大学, 医学部附属病院, 病院准教授 (30305734)
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| Project Period (FY) |
2018-06-29 – 2021-03-31
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| Keywords | 血液脳関門 / ガドリニウム造影剤 / 磁気共鳴画像 / 血液迷路関門 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今回の研究課題の目的である 「血液脳関門透過性の再定義に向けて」を進めるために、近年、当方で開発した液体中の極微量のガドリニウム造影剤への感度をさらに高めるための新規パルスシーケンスの臨床応用を進めた。パルスシーケエンスパラメーターの最適化として、繰り返し時間の延長と反転時間の最適化、フリップアングルの増加などを施行し、それらにより、従来よりも半分の時間で、同等のコントラストノイズ比を達成するimproved-HYDROPS(i-HYDROPS)法とi-HYDROPSの技術を応用しつつ、さらに造影後のParadoxycal signal decreaseを防ぐための3D-real IR法も用いて、臨床例で脳脊髄液と迷路リンパ液の造影効果を検討し始めた。臨床経験の増加とともに、ガドリニウム造影剤静注後4時間にて、脳表の皮質静脈から脳脊髄液へのガドリニウム造影剤の漏れがLabbe静脈周囲や頭頂部皮質静脈周囲に多くみられること、そしてその漏出の程度は、37歳以降に急速に目立つようになり、年齢と相関することを世界で初めて見出した。さらにGlymphatic systemの評価のためにT1, T2などの磁気共鳴画像パラメーターを高速に定量するMR fingerprinting技術の導入も国内で最初に取り組み、測定精度や安定性の検証を進めるとともに、臨床データの収集を開始した。上記の結果は、国内外の学会で発表するとともに英文論文化した（Magn Reson Med Sci. 2018 Nov 9. doi: 10.2463/mrms.mp.2018-0043. およびMagn Reson Med Sci. 2018 Nov 5. doi: 10.2463/mrms.mp.2018-0053.）。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
上記の概要で述べたように新規のパルスシーケンス開発(i-HYDROPS, i-3D-real IR)とその利用がうまく進んだため、予想以上に成果を上げることが出来た。液体中の低濃度ガドリニウム造影剤の検出感度に優れたパルスシーケンスを初期より利用できたことにより、データのばらつきは小さくなり、さらに脳実質の高精度の定量技術(MR fingerprinting)も入手したため、すくないデータの解析でも有意差が出やすいと予想される。特に静注ガドリニウム造影剤による内耳や脳の老廃物排泄機構と血液脳関門の解析に有用となるガドリニウム造影剤が漏出する部位について、我々が以前発見した内耳神経末端や迷路、視神経周囲、三叉神経周囲、前眼房、脳室周囲器官(Circumventricular organ; CVO)のなかの終板脈管器官(Organum vasculosum of Lamina terminalis; OVLT)に加えて、様々な皮質静脈から脳脊髄液への漏れを我々の方法で示せたことは、神経放射線領域、神経学領域のみならず医学、薬学全体における意義が極めて大きい。今後は臨床例でのガドリニウム造影剤の様々な生理的、病理的タイミングでの静脈内投与における定量的な撮像データを蓄積することが重要となる。このように着々と結果を出しつつ、新たな知見にも対応しながら順調に進展しており概ね順調と判断する。また動物実験については、ドイツの研究者と協力して、ガドリニウム造影剤の髄腔内投与実験を行ってその結果を解析中である。
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| Strategy for Future Research Activity |
当方が見出すことができた静注後のガドリニウム造影剤が脳脊髄液にリークするポイントが多数あることは上記で述べたが、そのリークする程度と年齢の相関についても初期発表をすることができた。今後は、さらに性別、疾患状態、生理的状態などを複合的に検討することにより、血液脳脊髄液関門の状態をダイナミックに評価することができる。それを評価することで、内耳や脳の老廃物排泄機構に影響を与える因子を考察することができ、老廃物排泄機構の実態解明に迫ることができる。血液脳脊髄液関門の状態という医学全体に広がる重要事項の理解に革新を起こすことともに脳脊髄液へのリークが血液迷路関門の透過性にどの程度影響するかを明らかにすることも本課題の目的であるので、脳実質用の高精度定量技術であるMR fingerprintingの辞書データを脳脊髄液用に変更することも予定しており、さらには実質と脳脊髄液を同時に評価する撮像技術の開発も進める予定である。
Glymphatic systemは睡眠時に活発に活動することが知られており、今後、さらに動物で、ガドリニウム造影剤を静注投与するタイミングを就眠前と覚醒直後に設定することで血液迷路関門の状態のダイナミックな変化を観察することも計画している。
ヒトにおいても健常者でのガドリニウム造影剤投与を新たに開発したMR fingerprintingと我々の高感度新規パルスシーケンスを用いて行うことも計画している。脳実質へのガドリニウム造影剤の移行程度の定量のため、辞書の変更と高速化技術によって新たに改良した方法を応用することも検討している。
また造影剤を使用するまでもなく、血管周囲腔内に貯留している液体の成分の日内変動を観察することも試みる予定である。人類にとって大きな問題である神経変性疾患の謎と薬学全体に影響する血液迷路関門の謎に複数の面からできるだけ迫るつもりである。
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| Causes of Carryover |
本課題に使用する高感度撮像MRパルスシーケンスの開発が予想以上にうまく行ったので、健常者におけるMR使用や造影剤使用等で予定する予定であった研究費の多少の余剰が生じた。
今後は、脳実質のT1、T2値用MR fingerprintingと脳脊髄液のT1、T2値用MR fingerprintingの辞書作成と、定量精度確保のための実験も必要で、ファントムの制作費、MR使用料も必要となる。データが大量となるので、保存用ディスクや研究補助者への謝金も必要である。
また、加齢性変化の動物実験（ドイツの研究者との共同）や、成果発表旅費（シカゴ、ウイーン、横浜）などにより、適切かつ有効に研究費を使用する予定である。
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[Journal Article] Phase I study of chemoradiotherapy using gemcitabine plus nab-paclitaxel for unresectable locally advanced pancreatic cancer.2018
Author(s)
Suguru Yamada, Tsutomu Fujii, Yukihiro Yokoyama, Hiroki Kawashima, Osamu Maeda, Kojiro Suzuki, Tohru Okada, Eizaburo Ono, Junpei Yamaguchi, Nao Takano, Hideki Takami, Masamichi Hayashi, Yukiko Niwa, Yoshiki Hirooka, Yoshiyuki Ito, Shinji Naganawa, Yuichi Ando, Masato Nagino, Hidemi Goto, Yasuhiro Kodera
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Journal Title
Cancer Chemother Pharmacol.
Volume: 81(5)
Pages: 815-821
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Involvement of the Precuneus/Posterior Cingulate Cortex Is Significant for the Development of Alzheimer's Disease: A PET (THK5351, PiB) and Resting fMRI Study.2018
Author(s)
Takamasa Yokoi, Hirohisa Watanabe, Hiroshi Yamaguchi, Epifanio Bagarinao, Michihito Masuda, Kazunori Imai, Aya Ogura, Reiko Ohdake, Kazuya Kawabata, Kazuhiro Hara, Yuichi Riku, Shinsuke Ishigaki, Masahisa Katsuno, Shinichi Miyao, Katsuhiko Kato, Shinji Naganawa, Ryuichi Harada, Nobuyuki Okamura, Kazuhiko Yanai, et al
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Journal Title
Front Aging Neurosci.
Volume: 10
Pages: 304
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Effects of Gradient Coil Noise and Gradient Coil Replacement on the Reproducibility of Resting State Networks.2018
Author(s)
Epifanio Bagarinao, Erina Tsuzuki, Yukina Yoshida, Yohei Ozawa, Maki Kuzuya, Takashi Otani, Shuji Koyama, Haruo Isoda, Hirohisa Watanabe, Satoshi Maesawa, Shinji Naganawa, Gen Sobue
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Journal Title
Front Hum Neurosci.
Volume: 12
Pages: 148
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Corpus callosal involvement is correlated with cognitive impairment in multiple system atrophy.2018
Author(s)
Kazuhiro Hara, Hirohisa Watanabe, Epifanio Bagarinao, Kazuya Kawabata, Noritaka Yoneyama, Reiko Ohdake, Kazunori Imai, Michihito Masuda, Takamasa Yokoi, Aya Ogura, Takashi Tsuboi T, Mizuki Ito, Naoki Atsuta, Hisayoshi Niwa, Toshiaki Taoka, Satoshi Maesawa, Shinji Naganawa, Masahisa Katsuno, Gen Sobue
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Journal Title
J Neurol.
Volume: 265(9)
Pages: 2079-2087
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Longitudinal Findings of MRI and PET in West Syndrome with Subtle Focal Cortical Dysplasia.2018
Author(s)
Y. Sakaguchi, H. Kidokoro, C. Ogawa, Y. Okai, Y. Ito, H. Yamamoto, A. Ohno, T. Nakata, T. Tsuji, T. Nakane, H. Kawai, K. Kato, Shinji Naganawa, J. Natsume
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Journal Title
AJNR Am J Neuroradiol.
Volume: 39(10)
Pages: 1932-1937
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Study Protocol: Prospective Study of Concurrent Chemoradiotherapy with S-1 and Hypofractionated Radiotherapy for Outpatients with Early Glottic Squamous Cell Carcinomas.2018
Author(s)
Kana Kimura, Yoshiyuki Itoh, Tohru Okada, Seiji Kubota, Mariko Kawamura, Rie Nakahara, Yumi Oie, Yuka Kozai, Yuuki Takase, Hidenori, Tsuzuki, Naoki Nishio, Mariko Hiramatsu, Yasushi Fujimoto, Takefumi Mizutani, Akihiro Hirakawa, Shinji Naganawa
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Journal Title
Asian Pac J Cancer Prev.
Volume: 19(5)
Pages: 1195-1199
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Diagnostic performance of 18F-FDG PET/CT and whole-body diffusion-weighted imaging with background body suppression(DWIBS) in detection of lymph node and bone metastases from pediatric neuroblastoma.2018
Author(s)
Hiroaki Ishiguchi, Shinji Ito, Katsuhiko Kato, Yusuke Sakurai, Hisashi Kawai, Naotoshi Fujita, Shinji Abe, Atsushi Narita, Nobuhiro Nishio, Hideki Muramatsu, Yoshiyuki Takahashi, Shinji Naganawa
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Journal Title
Ann Nucl Med.
Volume: 32(5)
Pages: 348-362
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Presentation] Evaluation of haemodynamic and morphological biomarkers to assess the rupture risk of intracranial aneurysms using magnetic resonance fluid dynamics and computational fluid dynamics.2019
Author(s)
Roshani Perera, Haruo Isoda, Shunsuke Tajima, Takashi Mizuno, Masaki Terada, Takehiro Naito, Chiharu Tanoi, Takashi Izumi, Yasuo Takehara, Toshihiko Wakabayashi, Harumi Sakahara, Shinji Naganawa
Organizer
第85回東海総合画像医学研究会
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[Presentation] Feasibility of novel thin bolus using tungsten functional paper for electron beam radiotherapy.2018
Author(s)
Takeshi Kamomae, Hajime Monzen, Kazuma Sugita, Kuniyasu Okudaira, Morikazu Amano, Yoshihiro Kawai, Hiroshi Oguchi, Motoki Kumagai, Mariko Kawamura, Kazuhiro Ohtakara, Yoshiyuki Itoh, Shinji Naganawa
Organizer
18th Asia-Oceania Congress of Medical Physics (AOCMP) & 16th South-East Asia Congress of Medical Physics (SEACOMP)
Int'l Joint Research
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