A multimodal imaging study on gadolinium deposition in the brain caused by the contrast agent for MR imaging

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K12872
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 90140:Medical technology assessment-related
• Research Institution: National Center for Geriatrics and Gerontology (2020-2021); Fujita Health University (2019)
• Principal Investigator: Yamada Masayuki 国立研究開発法人国立長寿医療研究センター, 認知症先進医療開発センター, 研究員 (40383773)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: MRI / 直鎖型GBCA / Gd脳組織沈着 / EPMA / AQP4

Outline of Final Research Achievements

Recent reported studies showed that gadolinium (Gd) deposition in rodent brain caused after successive administration of a gadolinium (Gd)-chelated contrast agent over few weeks. Our study both used temporal magnetic resonance imaging (MRl) and an electron probe micro analyzer (EPMA) to identify the deposited Gd in the regional brain of rats received the administration.
The microstructure image analysis of the brain tissues by EPMA revealed more detail information of localization among Gd, Ca, and P in the brain tissue structure than MRI. In addition, the results of this study clarified the mechanism of GBCA migration in the brain in relation to the functionality of aquaporin 4 water channels.

Free Research Field

実験動物画像解析

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では実験動物（ラット）を対象に他の画像診断検査用造影剤と比べて安全とされてきたGdキレート造影剤の頻回投与がもたらす脳組織でのGd残存沈着を再現し、その詳細を解析した。Gd造影剤がどのような生理学的機序により脳内に移行し、どのような状態で脳組織に残存蓄積しているのか等、本研究を開始する時点で十分に明らかにされていなかった学術的課題の解明に向け、重要な手がかりを得ることができた。
本研究により得られたGdの脳内残存蓄積に関わる基礎的な知見は、今後の安全なGd造影剤の開発や医療での利用における安全性の向上に寄与すると考える。