骨－脳連関に着目した高齢者コグニティブ・フレイルの神経基盤の解明

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K11637
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 高野 由美 東北大学, 大学病院, 助手 (10814361)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 舘脇 康子 東北大学, 加齢医学研究所, 助教 (40722202) ; 武藤 達士 東北大学, 加齢医学研究所, 准教授 (80462472)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 高齢者 / 骨粗鬆症 / アルツハイマー病 / 脳 / DXA / MRI / SPECT / 骨密度

Outline of Annual Research Achievements

高齢者の骨粗鬆症では、大脳楔前部の灰白質体積と大腿骨頸部の骨密度に有意な相関を示すことが、研究代表者らの予備検討で得られている。予備検討では、MRI（Magnetic Resonance Imaging）で脳の局所灰白質容積を計測。DXA（Dual-energy X-ray absorptiometry）を用いて大腿骨頸部の骨密度を測定。年齢、性別、全脳容積とMMSE（Mini Mental State Examination）の結果で補正した重回帰分析で、骨密度の低下と、アルツハイマー型認知症で障害を受けやすい重要な神経ネットワークのハブである左楔前部の局所灰白質容積に有意な相関がみられた。昨年度は、低骨量状態と診断された高齢女性に対象を絞り、脳血流SPECT（Single-photon emission computed tomography）とDXAの検査を行った。対象者をアルツハイマー型認知症群と非認知症群に分けて、低骨量状態と局所脳領域との関連について検討した。その結果、62局所脳領域のうち、早期のアルツハイマー型認知症で影響を受ける領域を中心とした14の局所脳領域で、アルツハイマー型認知症群では、非認知症群と比べて有意な局所脳領域の血流量の低下を認めた。年齢層別の多変量回帰分析では、左後部帯状回の局所脳領域の血流低下が、低骨量状態の独立した予測因子であった。骨密度と左後部帯状回の局所脳領域の血流との関係は、全対象者、アルツハイマー型認知症で顕著な相関がみられた。これらの結果から、低骨量状態が、アルツハイマー型認知症に関わる脳内ネットワークの神経変性に何らかの関与をしている可能性が示唆された。本年度は、得られた結果をもとに、論文化し、国際学会での発表を行った。

Current Status of Research Progress

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

Reason

脳MRIと脳血流SPECTを用いた脳画像と、DXAを用いた骨密度の測定を行い、骨密度の低下と脳の局所領域の形態変化や血流の変化に相関性があることが確認された。新型コロナウイルスの感染拡大により、新たなデータ採取が困難な状況となり、さらに学会の中止や延期も相次いだことから、思うようには進展しなかった。

Strategy for Future Research Activity

脳の局所領域と骨密度との関係については明らかになりつつあるが、直接的な関係があるのか、何らかの介在因子があるのかについては明らかではない。アルツハイマー病、骨粗鬆症の双方で変化するホモシステインなどの血液データを再度解析に含めて、関連を明らかにしていく。また、骨微細構造についても検討が不十分であり、超音波骨密度計などを用いて骨質についてもデータを収集する。

Causes of Carryover

新型コロナウイルスの感染拡大のため、新規データ取得の規模が縮小したこと、海外を含め学会などの出張が皆無になったため、旅費や人件費が縮小された。次年度使用額は、骨密度だけでなく、骨質を評価する機器の購入費などに充てる予定である。

Research Products

• [Journal Article] Voxel-Based Morphometry Reveals a Correlation Between Bone Mineral Density Loss and Reduced Cortical Gray Matter Volume in Alzheimer’s Disease (2020)
  • Author(s): Takano Yumi、Tatewaki Yasuko、Mutoh Tatsushi、Morota Naoya、Matsudaira Izumi、Thyreau Benjamin、Nagasaka Tatsuo、Odagiri Hayato、Yamamoto Shuzo、Arai Hiroyuki、Taki Yasuyuki
  • Journal Title: Frontiers in Aging Neuroscience Volume: 12 Pages: 1-8
  • DOI: 10.3389/fnagi.2020.00178
• [Journal Article] Alzheimer’s Disease and Specialized Pro-Resolving Lipid Mediators: Do MaR1, RvD1, and NPD1 Show Promise for Prevention and Treatment? (2020)
  • Author(s): Miyazawa Keishi、Fukunaga Hisanori、Tatewaki Yasuko、Takano Yumi、Yamamoto Shuzo、Mutoh Tatsushi、Taki Yasuyuki
  • Journal Title: International Journal of Molecular Sciences Volume: 21 Pages: 5783～5783
  • DOI: 10.3390/ijms21165783
• [Presentation] Hypoperfusion in the posterior cingulate cortex is associated with lower bone mass density in elderly women with osteopenia and Alzheimer’s disease (2020)
  • Author(s): Yumi Takano, Tatsushi Mutoh, Yasuko Tatewaki, Toshiki Seki, Shuzo Yamamoto, Hayato Odagiri, Hiroyuki Arai, Yasuyuki Taki.
  • Organizer: European Congress of Radiology 2020
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 心房細動のアブレーション治療による認知機能改善効果と局所脳血流の変化に関する検討 (2020)
  • Author(s): 榎亮、舘脇康子、武藤達士、佐藤弘和、髙野由美、山本修三、小林亜希子、八木哲夫、瀧靖之
  • Organizer: 第39回日本認知症学会学術集会
• [Presentation] アルツハイマー病早期検出を目指したMRI 位相情報を用いる帯状回アミロイド蓄積検出の感度向上の試み (2020)
  • Author(s): 田中 隆太郎、瀧石龍太、舘脇康子、武藤達士、石木愛子、冨田尚希、髙野由美、山本修三、荒井啓行、瀧靖之、米田哲也
  • Organizer: 第48回日本磁気共鳴医学会大会
• [Presentation] 非痙攣性てんかん重積の早期診断にMRI-ASL灌流画像が有用であった症例 (2020)
  • Author(s): 山本修三, 武藤達士, 舘脇康子, 高野由美, 鶴谷尚信, 渡部憲昭, 斎藤博, 米谷元裕, 荒井啓行, 瀧靖之, 安井信之
  • Organizer: 第39回日本認知症学会学術集会