Neurogenesis imaging(内在性神経幹細胞画像)の確立と臨床応用

2011 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 21591860
• Research Institution: 明治国際医療大学
• Principal Investigator: 樋口 敏宏 明治国際医療大学, 医学教育研究センター, 教授 (80218700)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 田中 忠蔵 明治国際医療大学, 医学教育研究センター, 名誉教授 (80163541) ; 梅田 雅宏 明治国際医療大学, 医学教育研究センター, 教授 (60223608) ; 渡邉 康晴 明治国際医療大学, 医学教育研究センター, 講師 (90454537) ; 河合 裕子 明治国際医療大学, 医学教育研究センター, 助教 (90555616)
• Keywords: 神経再生 / 内在性神経幹細胞 / MRI / マンガン / 脳虚血モデル / グリア

Research Abstract

成体脳における内在性神経幹細胞による神経再生過程をin vivoにおいて画像化することを目的に研究を実施した。造影効果の高いマンガンを細胞に取り込ませて画像化するMEMRIの手法により、組織の反応を高い空間分解能で観察することが可能である。ラットにマンガンを投与した精密な造影画像より、マンガンは細胞内においてタンパクと結合して存在し、水溶液以上に緩和効果を増強する可能性が示された。追加で実施したイメージングファントムを用いた実験においてもアルブミンの有無によって緩和時間が変化したことから、タンパクがマンガンの緩和能に強く影響を及ぼすことが示された。これらの基礎データを元にして、低濃度の造影剤を投与した際の反応を画像化した。マンガンは重金属であるが食べ物にも含まれる元素であり、濃度の薄いマンガン水溶液は、投与しても緩和時間に変化を及ぼすほど組織に蓄積することは無い。しかし、アストロサイトの活性が見られるgliosisと呼ばれる領域においては、通常蓄積しない程度のマンガンであっても組織コントラストに変化を及ぼすことが明らかとなった。ガドリニウム製剤においても、血漿中のアルブミンと結合する置換基を導入した製剤で高い緩和効果が報告されており、緩和剤とタンパクとの関係性が示されている。グリアのダイナミックな動きが見られる虚血モデルとカルシウムチャネルを介するマンガンのような造影剤を組み合わせた研究手法は、将来的な臨床応用を目指した薬剤開発に応用可能な画像手法になり得る。

Research Products

• [Journal Article] Diffusion-weighted Spectroscopic Imagingによる脳虚血モデルラットの解析 (2012)
  • Author(s): 尾藤良孝, 河合裕子, 平田宏司, 恵飛須俊彦, 大竹陽介, 平田智嗣, 白猪亨, 五月女悦久, 越智久晃, 梅田雅宏, 樋口敏宏, 田中忠蔵
  • Journal Title: 磁気共鳴学会雑誌 Volume: Vol.32(1) Pages: 17-20
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Preparation of polymer-based multimodal imaging agent to visualize the process of bone regeneration (2011)
  • Author(s): Liu J, Jo JI, Kawai Y, Aoki I, Tanaka C, Yamamoto M, Tabata Y
  • Journal Title: J Control Release Volume: Vol.157(3) Pages: 398-405
  • DOI: DOI:10.1016/j.jconrel.2011.09.090.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Temporal and sequential changes of glial cells and cytokine expression during neuronal degeneration after transient global ischemia in rats (2011)
  • Author(s): Y Yasuda, T Shimoda, K Uno, N Tateishi, S Furuya, Y Tsuchihashi, Y Kawai, S Naruse, S Fujita
  • Journal Title: J Neuroinflammation Volume: 8 Pages: 70
  • DOI: 10.1186/1742-2094-8-70
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Diffusion-weighted Spectroscopic Imagingによる脳虚血モテルラットの解析 (2011)
  • Author(s): 尾藤良孝, 河合裕子, 平田宏司, 恵飛須俊彦, 大竹陽介, 平田智嗣, 白猪亨, 五月女悦久, 越智久晃, 梅田雅宏, 樋口敏宏, 田中忠蔵
  • Organizer: 第39回日本磁気共鳴医学会大会
  • Place of Presentation: 小倉
  • Year and Date: 2011-10-01
• [Presentation] 筋組織中における水分子の動態解析-筋収縮時の評価- (2011)
  • Author(s): 渡邉康晴, 木村啓作, 梅田雅宏, 河合裕子, 樋口敏宏, 田中忠蔵
  • Organizer: 第39回日本磁気共鳴医学会大会
  • Place of Presentation: 小倉
  • Year and Date: 2011-09-30
• [Presentation] Diffusion Tensor Spectroscopic Imaging of Rat Brains (2011)
  • Author(s): Y. Bito, Y. Kawai, K. Hirata, T. Ebisu, T. Shirai, S. Hirata1, Y. Soutome, H. Ochi, M. Umeda, T. Higuchi, and C. Tanaka
  • Organizer: International Society for Magnetic Resonance in Medicine 19th Annual Meeting & Exhibition
  • Place of Presentation: Montreal, Canada
  • Year and Date: 2011-05-11
• [Presentation] In vivo Detection of Glial Activity after Transient Forebrain Ischemia using Manganese-enhanced MRI (2011)
  • Author(s): Y. Kawai, Y. Yasuda, N. Tateishi, M. Umeda, Y. Watanabe, T. Higuchi, S. Furuya, S. Naruse, S. Fujita, and C. Tanaka
  • Organizer: International Society for Magnetic Resonance in Medicine 19th Annual Meeting & Exhibition
  • Place of Presentation: Montreal, Canada
  • Year and Date: 2011-05-10
• [Presentation] Diffusion-weighted Spectroscopic Imaging of Rat Brains After Middle Cerebral Artery Occlusion (2011)
  • Author(s): Y. Bito, Y. Kawai, K. Hirata, T. Ebisu, T. Shirai, S. Hirata1, Y. Soutome, H. Ochi, M. Umeda, T. Higuchi, and C. Tanaka
  • Organizer: International Society for Magnetic Resonance in Medicine 19th Annual Meeting & Exhibition
  • Place of Presentation: Montreal, Canada
  • Year and Date: 2011-05-09
• [Presentation] Detailed megnetic resonance imaging for surgery of unruptured intracranial aneurysm (2011)
  • Author(s): Tenjin H, Takadou M, Mandai A, Nanto M. Osaka Y, Nakahara Y, Umeda M, Higuchi T
  • Organizer: Joint EANS Annual-Meeting-4th World ICH Conference
  • Place of Presentation: Newcastle Gateshead, UK
  • Year and Date: 2011-05-04
• [Book] 磁気共鳴スペクトルの医学応用-MRSの基礎から臨床まで- (2012)
  • Author(s): 成瀬昭二, ら
  • Total Pages: 304
  • Publisher: インナービジョン