In vivo imaging of propagation of tau pathology in chronic traumatic encephalopathy

2022 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20K07935
• Research Institution: National Institutes for Quantum Science and Technology
• Principal Investigator: 高畑 圭輔 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 量子医科学研究所 脳機能イメージング研究部, 研究員 (20645311)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 慢性外傷性脳症 / タウPET / 頭部外傷後遺症 / 血液バイオマーカー / 遅発性脳障害 / 死後脳

Outline of Annual Research Achievements

令和5年3月31日時点で、頭部外傷患者49名(反復性軽度頭部外傷患者 35名、単発重度頭部外傷患者 14名)、年齢と性別をマッチさせた27名の健常者が本研究に参加し、18F-florzolotauによるタウPET、11C-PiBによるアミロイドPET、MRI検査(T1強調画像、T2強調画像、SWI、DTI)、神経心理検査、血液バイオマーカーの測定を完了した。これは、反復性軽度頭部外傷の脳画像研究としては世界最大規模である。さらに、反復性軽度頭部外傷患者のうち、18名では2回目のタウPET検査を完了しており、タウ病変の縦断的変化に関するデータが得られている。令和４年度は、これら全ての研究対象者に対して、optimized reference tissue method (Tagai et al., 2022)を用いたstandard uptake value ratio(SUVR)の算出を全例で完了した。その結果、反復性軽度頭部外傷群において、健常対称群と比較して前頭葉を中心とした諸領域でSUVR値の上昇を認めた。これは、慢性外傷性脳症の早期診断法の確立に資する結果である。また、MRIを用いた解析では、反復性軽度頭部外傷患者で乳頭体において有意な体積減少が認められ、記憶障害と関連することを見出した。MRI画像解析の結果は、海外学術誌に投稿中である。タウPET画像解析の結果の妥当性を検証するため、令和４年９月にボストン大学を訪問して、量子科学技術研究開発機構との間で共同研究を開始しており、慢性外傷性脳症と診断された症例の死後脳の提供を受ける予定である(令和５年５月頃を予定)。今後、死後脳を用いたタウ抗体による免疫染色およびflorzolotau(PM-PBB3)による傾向染色を実施し、PET画像解析の結果と合わせて論文化を進め、海外学術誌に投稿する予定である。

Research Products

• [Int'l Joint Research] Boston University/CTE center(米国)
  • Country Name: U.S.A.
  • Counterpart Institution: Boston University/CTE center
• [Journal Article] Radiation dosimetry and pharmacokinetics of the tau PET tracer florzolotau (18F) in healthy Japanese subjects. (2023)
  • Author(s): Miyamoto M, Okuyama C, Kagawa S, Kusano K, Takahashi M, Takahata K, Jang MK, Yamauchi H.
  • Journal Title: Annals of nuclear medicine. Volume: - Pages: -
  • DOI: 10.1007/s12149-023
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Impact of Amyloid and Tau PET on Changes in Diagnosis and Patient Management. (2023)
  • Author(s): Shimohama S, Tezuka T, Takahata K, Bun S, Tabuchi H, Seki M, Momota Y, Suzuki N, Morimoto A, Iwabuchi Y, Kubota M, Yamamoto Y, Sano Y, Shikimoto R, Funaki K, Mimura Y, Nishimoto Y, Ueda R, Jinzaki M, Nakahara J, Mimura M, Ito D.
  • Journal Title: Neurology Volume: 17 Pages: 264-e274
  • DOI: 10.1212/WNL.0000000000201389
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Two pathways differentially linking tau depositions, oxidative stress, and neuronal loss to apathetic phenotypes in progressive supranuclear palsy (2022)
  • Author(s): Matsuoka K, Takado Y, Tagai K, Kubota M, Sano Y, Takahata K, Ono M, Seki C, Matsumoto H, Endo H, Shinotoh H, Sahara Y, Obata T, Near J, Kawamura K, Zhang MR, Suhara T, Shimada H, Higuchi M
  • Journal Title: Journal of the neurological sciences Volume: 15 Pages: 120514
  • DOI: 10.1016/j.jns.2022.120514
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Case report: Non-Alzheimer's disease tauopathy with logopenic variant primary progressive aphasia diagnosed using amyloid and tau PET (2022)
  • Author(s): Momota Y, Konishi M, Takahata K, Kishimoto T, Tezuka T, Bun S, Tabuchi H, Ito D, Mimura M.
  • Journal Title: Frontiers in neurology Volume: - Pages: 1049113
  • DOI: 10.3389/fneur.2022.1049113
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Positron Emission Tomography Assessments of Phosphodiesterase 10A in Patients With Schizophrenia (2022)
  • Author(s): Kubota M, Takahata K, Matsuoka K, Sano Y, Yamamoto Y, Tagai K, Tarumi R, Suzuki H, Kurose S, Nakajima S, Shiwaku H, Seki C, Kawamura K, Zhang MR, Takahashi H, Takado Y, Higuchi M.
  • Journal Title: Schizophrenia bulletin Volume: - Pages: sbac181
  • DOI: 10.1093/schbul/sbac181
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] An optimized reference tissue method for quantification of tau protein depositions in diverse neurodegenerative disorders by PET with 18F-PM-PBB3 (18F-APN-1607) (2022)
  • Author(s): Tagai K, Ikoma Y, Endo H, Debnath OB, Seki C, Matsuoka K, Matsumoto H, Oya M, Hirata K, Shinotoh H, Takahata K, Kurose S, Sano Y, Ono M, Shimada H, Kawamura K, Zhang MR, Takado Y, Higuchi M.
  • Journal Title: Neuroimage Volume: 264 Pages: 119763
  • DOI: 10.1016/j.neuroimage.2022.119763
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] A Machine Learning-Based Approach to Discrimination of Tauopathies Using [18 F]PM-PBB3 PET Images (2022)
  • Author(s): Endo H, Tagai K, Ono M, Ikoma Y, Oyama A, Matsuoka K, Kokubo N, Hirata K, Sano Y, Oya M, Matsumoto H, Kurose S, Seki C, Shimizu H, Kakita A, Takahata K, Shinotoh H, Shimada H, Tokuda T, Kawamura K, Zhang MR, Oishi K, Mori S, Takado Y, Higuchi M.
  • Journal Title: Movement Disorder Volume: 37 Pages: 2236-2246
  • DOI: 10.1002/mds.29173
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] High-Contrast Imaging of α-Synuclein Pathologies in Living Patients with Multiple System Atrophy (2022)
  • Author(s): Matsuoka K, Ono M, Takado Y, Hirata K, Endo H, Ohfusa T, Kojima T, Yamamoto T, Onishi T, Orihara A, Tagai K, Takahata K, Seki C, Shinotoh H, Kawamura K, Shimizu H, Shimada H, Kakita A, Zhang MR, Suhara T, Higuchi M.
  • Journal Title: Movement Disorder Volume: 34 Pages: 2159-2161
  • DOI: 10.1002/mds.29186
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Progressive Ataxia and Palatal Tremor Showing Characteristic Tau Depositions in [18 F]PM-PBB3 PET. (2022)
  • Author(s): Tezuka T, Takahata K, Tagai K, Ueda R, Ito D, Takeda H, Takahashi S, Nakahara J, Higuchi M, Seki M.
  • Journal Title: Movement Disorder Volume: 37 Pages: 1317-1319
  • DOI: 10.1002/mds.28983
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Findings of 18 F-PI-2620 tau PET imaging in patients with Alzheimer's disease and healthy controls in relation to the plasma P-tau181 levels in a Japanese sample (2022)
  • Author(s): Bun S, Moriguchi S, Tezuka T, Sato Y, Takahata K, Seki M, Nakajima S, Yamamoto Y, Sano Y, Suzuki N, Morimoto A, Ueda R, Tabuchi H, Ito D, Mimura M.
  • Journal Title: Neuropsychopharmacol Rep Volume: 42 Pages: 437-448
  • DOI: 10.1002/npr2.12281
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] PET-based classification of corticobasal syndrome. (2022)
  • Author(s): Nakano Y, Shimada H, Shinotoh H, Hirano S, Tagai K, Sano Y, Yamamoto Y, Endo H, Matsuoka K, Takahata K, Kubota M, Takado Y, Kimura Y, Ichise M, Ono M, Sahara N, Kawamura K, Zhang MR, Kuwabara S, Suhara T, Higuchi M.
  • Journal Title: Parkinsonism & related disorders Volume: 98 Pages: 92-98
  • DOI: 10.1016/j.parkreldis.2022.04.015
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 頭部外傷による遅発性脳障害と慢性期の脳画像所見 (2023)
  • Author(s): 高畑 圭輔
  • Organizer: 第 3 回インパクトバイオメカニクス部門委員会
  • Invited
• [Presentation] 反復性軽度頭部外傷による遅発性精神症状と脳内タウ病変との関連について (2023)
  • Author(s): 高畑 圭輔
  • Organizer: BPCNPNPPP4学会合同年会
  • Invited
• [Presentation] 脳損傷によって引き起こされるタウオパチー:慢性外傷性脳症(CTE)を中心に (2023)
  • Author(s): 高畑 圭輔
  • Organizer: 第63回日本神経学会学術大会
  • Invited