2021 Fiscal Year Annual Research Report
多次元脳神経画像とゲノムによる精神疾患の脳病態に基づく新たな診断体系の構築
Project/Area Number |
20H03611
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Research Institution | National Center of Neurology and Psychiatry |
Principal Investigator |
橋本 亮太 国立研究開発法人国立精神・神経医療研究センター, 精神保健研究所 精神疾患病態研究部, 部長 (10370983)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松本 純弥 国立研究開発法人国立精神・神経医療研究センター, 精神保健研究所 精神疾患病態研究部, 室長 (10635535)
三浦 健一郎 国立研究開発法人国立精神・神経医療研究センター, 精神保健研究所 精神疾患病態研究部, 室長 (20362535)
長谷川 尚美 国立研究開発法人国立精神・神経医療研究センター, 精神保健研究所 精神疾患病態研究部, リサーチフェロー (70865906)
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Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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Keywords | 統合失調症 / 精神疾患 / 脳神経画像 / MRI / 大脳皮質下体積 |
Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、多施設で大規模に統合失調症、双極性障害、うつ病、自閉スペクトラム症の脳神経画像を収集し、年齢、性別などを共変量として、メタアナリシスを行う。大脳皮質下体積のみならず、大脳皮質厚や、拡散テンソル画像や安静時機能的MRI画像を用いて、各脳部位の特徴量の異常を説明できるような脳部位間を結ぶ微細白質構造や機能的な脳部位間のコネクティビティを検討し、精神疾患横断的に、統合失調症、双極性障害、うつ病、自閉スペクトラム症において、疾患特異的な異常及び疾患に共通する脳病態を同定する。既存の精神疾患の客観的診断基準に資する成果を得るだけでなく、脳病態に基づく新たな診断体系モデルの構築を目的とする。統合失調症、双極性障害、うつ病、自閉スペクトラム症、健常者を合わせて5425例の三次元脳構造画像の疾患横断的な解析を行った。統合失調症では健常者と比較して大脳皮質厚の全般的な菲薄化および大脳皮質面積の全般的な小ささが認められ、双極性障害では健常者と比較して大脳皮質厚の全般的な菲薄化が認められるが大脳皮質面積は違いがなかった。うつ病では健常者と比較して大脳皮質厚の全般的な菲薄化および大脳皮質面積の全般的な小ささが認められたが、その効果サイズは大脳皮質厚については統合失調症、双極性障害よりも小さく、大脳皮質面積については統合失調症よりも小さかった。自閉スペクトラム症については違いは認められなかった。統合失調症、双極性障害、自閉スペクトラム症の特徴は、ENIGMAの既報と同様の結果が得られたが、うつ病においてはENIGMAにおいては大脳皮質厚においても大脳皮質面積においても健常者との違いが報告されておらず、日本独自の所見と考えられた。日本においては、欧米に比較してうつ病の頻度が数分の一と少なく、より脳病態水準の重い患者群がうつ病と診断されている可能性が示唆された。
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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
Covid-19感染拡大の影響はほとんど受けず、解析、サンプル収集とも、順調に進んでおり、共同研究体制やその連絡などの協力関係も良好であり、本計画は順調に進展していると考えている。
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Strategy for Future Research Activity |
統合失調症、双極性障害、うつ病、自閉スペクトラム症、健常者の脳MRIデータを収集、それらのデータの品質管理、多次元の脳神経画像の特徴量の算出、特徴量を用いたメタアナリシスと疾患特異的及び共通な異常を同定するための解析を行い、疾患特異的及び共通な異常の特徴量を同定する。データ収集および品質管理においては、脳神経画像に加え認知機能、神経生理指標、臨床評価、ゲノムなどの生体試料の収集を行う。収集した脳神経画像を集約し、脳構造の粗大な異常(脳梗塞や嚢胞など)や体動などをチェックし、使用可能なデータのみを選択する。多次元の脳神経画像の特徴量の抽出は、国際的な脳神経画像解析のコンソーシアムであるEGNIMAのFreeSurferプロトコールを用いて、大脳皮質下体積、大脳皮質厚、大脳皮質面積を算出する。拡散テンソル画像に関しては、EGNIMAのDTIプロトコールを用いて、FA、MD、AD、RDの4つの拡散指標を算出し、微細白質構造を検討する。安静時機能的脳MRI画像においては、CONNを用いて解析し、132部位間の8646の機能的なコネクティビティ値を算出する。そして特徴量についてメタアナリシスを行い、疾患特異的もしくは疾患共通な異常を同定する。また、多次元の脳神経画像の特徴量とゲノム情報を用いて疾患横断的にデータ駆動的にクラスター化することにより、疾患横断的なクラスター化、および各疾患におけるサブポピュレーション化を行う。ゲノム情報は、精神疾患における遺伝的リスクの総体とされるポリジェニックリスクスコアを用い、見いだされた患者クラスターにおいて、重要な社会機能の一つである労働時間の障害があるクラスターを同定、そしてそのクラスター患者の脳神経画像的な特徴を再検討及び統合することにより、脳病態に基づく精神疾患の客観的診断基準の構築について検討する。
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[Journal Article] Trends in big data analyses by multicenter collaborative translational research in psychiatry.2022
Author(s)
Onitsuka T, Hirano Y, Nemoto K, Hashimoto N, Kushima I, Koshiyama D, Koeda M, Takahashi T, Noda Y, Matsumoto J, Miura K, Nakazawa T, Hikida T, Kasai K, Ozaki N, Hashimoto R.
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Journal Title
Psychiatry Clin Neurosci
Volume: 76(1)
Pages: 1-14
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Oxytocin ameliorates impaired social behavior in a mouse model of 3q29 deletion syndrome.2022
Author(s)
Takemoto T, Baba M, Yokoyama K, Kitagawa K, Nagayasu K, Ago Y, Seiriki K, Hayata-Takano A, Kasai A, Mori D, Ozaki N, Takuma K, Hashimoto R, Hashimoto H, Nakazawa T.
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Journal Title
Mol Brain
Volume: 15(1)
Pages: 26
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Association between the examination rate of treatment-resistant schizophrenia and the clozapine prescription rate in a nationwide dissemination and implementation study.2022
Author(s)
Yasui-Furukori N, Muraoka H, Hasegawa N, Ochi S, Numata S, Hori H, Hishimoto A, Onitsuka T, Ohi K, Hashimoto N, Nagasawa T, Takaesu Y, Inagaki T, Tagata H, Tsuboi T, Kubota C, Furihata R, Iga JI, Iida H, Miura K, Matsumoto J, Yamada H, Watanabe K, Inada K, Shimoda K, Hashimoto R.
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Journal Title
Neuropsychopharmacol Rep
Volume: 42(1)
Pages: 3-9
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Neurocognitive features, personality traits, and social function in patients with schizophrenia with a history of violence.2022
Author(s)
Kashiwagi H, Matsumoto J, Miura K, Takeda K, Yamada Y, Fujimoto M, Yasuda Y, Yamamori H, Ikeda M, Hirabayashi N, Hashimoto R.
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Journal Title
J Psychiatr Res
Volume: 147
Pages: 50-58
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Magnetoencephalography detects phase-amplitude coupling in Parkinson's disease.2022
Author(s)
Tanaka M, Yanagisawa T, Fukuma R, Tani N, Oshino S, Mihara M, Hattori N, Kajiyama Y, Hashimoto R, Ikeda M, Mochizuki H, Kishima H.
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Journal Title
Sci Rep
Volume: 12(1)
Pages: 1835
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Adverse Childhood Experience Is Associated With Disrupted White Matter Integrity in Autism Spectrum Disorder: A Diffusion Tensor Imaging Study.2022
Author(s)
Yoshikawa H, Kitamura S, Matsuoka K, Takahashi M, Ishida R, Kishimoto N,Yasuno F, Yasuda Y, Hashimoto R, Miyasaka T, Kichikawa K, Kishimoto T, Makinodan M.
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Journal Title
Front Psychiatry
Volume: 12
Pages: 823260
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] AKR1A1 variant associated with schizophrenia causes exon skipping, leading to loss of enzymatic activity,2021
Author(s)
Iino K, Toriumi K, Agarie R, Miyashita M, Suzuki K, Horiuchi Y, Niizato K, Oshima K, Imai A, Nagase Y, Kushima I, Koike S, Ikegame T, Jinde S, Nagata E, Washizuka S, Miyata T, Takizawa S, Hashimoto R, Kasai K, Ozaki N, Itokawa M, Arai M,
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Journal Title
Front Genetics
Volume: 12
Pages: 762999
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Tumor necrosis factor-α expression aberration of M1/M2 macrophages in adult high-functioning autism spectrum disorder.2021
Author(s)
Yamauchi T, Makinodan M, Toritsuka M, Okumura K, Kayashima Y, Ishida R, Kishimoto N, Takahashi M, Komori T, Yamaguchi Y, Takada R, Yamamuro K, Kimoto S, Yasuda Y, Hashimoto R, Kishimoto T.
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Journal Title
Autism Res
Volume: 14(11)
Pages: 2330-2341
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Multiple alterations in glutamatergic transmission and dopamine D2 receptor splicing in induced pluripotent stem cell-derived neurons from patients with familial schizophrenia.2021
Author(s)
Yamamoto K, Kuriu T, Matsumura K, Nagayasu K, Tsurusaki Y, Miyake N, Yamamori H, Yasuda Y, Fujimoto M, Fujiwara M, Baba M, Kitagawa K, Takemoto T, Gotoda-Nishimura N, Takada T, Seiriki K, Hayata-Takano A, Kasai A, Ago Y, Kida S, Takuma K, Ono F, Matsumoto N, Hashimoto R, Hashimoto H, Nakazawa T.
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Journal Title
Transl Psychiatry
Volume: 11(1)
Pages: 548
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Optimized protocol for the extraction of RNA and DNA from frozen whole blood sample stored in a single EDTA tube.2021
Author(s)
Yamagata H, Kobayashi A, Tsunedomi R, Seki T, Kobayashi M, Hagiwara K, Che C, Uchida S, Okada G, Fuchikami M, Kamishikiryo T, Iga J, Numata S, Kinoshita M, Kato TA, Hashimoto R, Nagano H, Okamoto Y, Ueno S, Ohmori T, Nakagawa S.
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Journal Title
Sci Rep
Volume: 11(1)
Pages: 17075
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Association of adverse childhood experiences and precuneus volume with intrusive reexperiencing in autism spectrum disorder.2021
Author(s)
Kitamura S, Makinodan M, Matsuoka K, Takahashi M, Yoshikawa H, Ishida R, Kishimoto N, Yasuno F, Yasuda Y, Hashimoto R, Miyasaka T, Kichikawa K, Kishimoto T.
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Journal Title
Autism Res
Volume: 14(9)
Pages: 1886-1895
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Characteristics of discharge prescriptions for patients with schizophrenia or major depressive disorder: Real-world evidence from the Effectiveness of Guidelines for Dissemination and Education (EGUIDE) psychiatric treatment project.2021
Author(s)
Hashimoto N, Yasui-Furukori N, Hasegawa N, Ishikawa S, Numata S, Hori H, Iida H, Ichihashi K, Furihata R, Murata A, Tsuboi T, Takeshima M, Kyou Y, Komatsu H, Kubota C, Ochi S, Takaesu Y, Usami M, Nagasawa T, Hishimoto A, Miura K, Matsumoto J, Ohi K, Yamada H, Inada K, Watanabe K, Shimoda K, Hashimoto R.
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Journal Title
Asian J Psychiatr
Volume: 63
Pages: 102744
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Eye Movement Abnormalities in Major Depressive Disorder.2021
Author(s)
Takahashi J, Hirano Y, Miura K, Morita K, Fujimoto M, Yamamori H, Yasuda Y, Kudo N, Shishido E, Okazaki K, Shiino T, Nakao T, Kasai K, Hashimoto R, Onitsuka T.
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Journal Title
Front Psychiatry
Volume: 12
Pages: 673443
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Polygenic Risk Scores Differentiating Schizophrenia From Bipolar Disorder Are Associated With Premorbid Intelligence in Schizophrenia Patients and Healthy Subjects.2021
Author(s)
Ohi K, Nishizawa D, Sugiyama S, Takai K, Kuramitsu A, Hasegawa J, Soda M, Kitaichi K, Hashimoto R, Ikeda K, Shioiri T.
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Journal Title
Int J Neuropsychopharmacol
Volume: 24(7)
Pages: 562-569
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Improvements in the degree of understanding the treatment guidelines for schizophrenia and major depressive disorder in a nationwide dissemination and implementation study.2021
Author(s)
Numata S, Nakataki M, Hasegawa N, Takaesu Y, Takeshima M, Onitsuka T, Nakamura T, Edagawa R, Edo H, Miura K, Matsumoto J, Yasui-Furukori N, Kishimoto T, Hori H, Tsuboi T, Yasuda Y, Furihata R, Muraoka H, Ochi S, Nagasawa T, Kyou Y, Murata A, Katsumoto E, Ohi K, Hishimoto A, Inada K, Watanabe K, Hashimoto R.
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Journal Title
Neuropsychopharmacol Rep
Volume: 41(2)
Pages: 199-206
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Effects of age and sex on eye movement characteristics.2021
Author(s)
Takahashi J, Miura K, Morita K, Fujimoto M, Miyata S, Okazaki K, Matsumoto J, Hasegawa N, Hirano Y, Yamamori H, Yasuda Y, Makinodan M, Kasai K, Ozaki N, Onitsuka T, Hashimoto R.
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Journal Title
Neuropsychopharmacol Rep
Volume: 41(2)
Pages: 152-158
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Serum levels of glial cell line-derived neurotrophic factor as a biomarker for mood disorders and lithium response.2021
Author(s)
Idemoto K, Niitsu T, Hata T, Ishima T, Yoshida S, Hattori K, Horai T, Otsuka I, Yamamori H, Toda S, Kameno Y, Ota K, Oda Y, Kimura A, Hashimoto T, Mori N, Kikuchi M, Minabe Y, Hashimoto R, Hishimoto A, Nakagome K, Hashimoto K, Iyo M.
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Journal Title
Psychiatry Res
Volume: 301
Pages: 113967
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Presentation] A Large-scale Consortium Study of Brain Anatomical Asymmetries in Schizophrenia.2021
Author(s)
Schijven D, Fisher S.E, Franke B, Glahn D.C, Gur R.C, Hashimoto R, Jahanshad N, Medland S.E, Thompson P.M, van Erp T.G.M, Turner J.A, Francks C, ENIGMA-Schizophrenia working group.
Organizer
2021 Society of BIological Psychiatry(SOPB 2021) Annual Meeting
Int'l Joint Research
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