多発性硬化症皮質病巣のＭＲＩ高感度検出法の開発と実験的モデル動物による病態解析

2014 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 24591261
• Research Institution: National Institute for Physiological Sciences
• Principal Investigator: 福永 雅喜 生理学研究所, 大脳皮質機能研究系, 准教授 (40330047)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 森 勇樹 大阪大学, 免疫学フロンティア研究センター, 特任助教 (10559355) ; 森田 将史 大阪大学, 学内共同利用施設等, その他 (30381594) [Withdrawn]
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2015-03-31
• Keywords: MRI / 多発性硬化症 / 脱髄 / 分子イメージング / 機能イメージング

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、慢性期多発性硬化症に伴う高次脳機能障害の直接的な要因と考えられている皮質病巣の新規MRI高感度検出法の開発と動物モデルを用いた病態解析を目的とし、ミエリン密度を高度に反映する画像法の開発と炎症性細胞浸潤の動態解析を可能とする MRI 法の導入を進めた。磁化率効果に感度の高いグラディエントエコー法による強度および位相画像（周波数画像）では、ミエリン密度を高度に反映していた。慢性期脱髄モデルでは、一般的な T2 強調画像で得られるコントラストは髄鞘密度に一致していたが、マンガン造影 MRI (MEMRI: Manganese Enhanced MRI) では、ミクログリア集積およびミクログリアマーカーの発現の経時変化により類似した MRI コントラストの変化を示し、グリア細胞の活性や病態に特異的なコントラストを示す可能性が示唆された。これらの成果は、ISMRM annual meeting (2014) にて報告した。急性期炎症モデルにおける脳への細胞浸潤を対象とした免疫系細胞の in vivo トラッキングを高感度で実現するための磁気粒子検出法では十分な検出感度が得られなかったため、H25年度までに慢性期脱髄にて検討を実施したマンガン造影法を、実験的自己免疫性脳脊髄炎 (EAE) モデルに応用した。その結果、重症度の高いモデルマウスでは、脳室周囲に造影効果がみられたが、白質の脱髄発生部位、その周囲の灰白質では微弱な造影効果が観察された。また、EAE スコアで重症度の高いマウスを選択的に複数回感作させることにて重傷･慢性化を試みたところ、症状の持続はみられたものの、マンガン造影法では急性期モデルとの相違は観察されなかった。本研究にて、グリア細胞の活性に特異的なMRIコントラストを得たが、皮質病巣の描出には、さらなる感度改善が必要と考えられた。

Research Products

• [Journal Article] Decreased connectivity between the thalamus and the neocortex during human nonrapid eye movement sleep. (2014)
  • Author(s): Picchioni D, Pixa ML, Fukunaga M, Carr WS, Horovitz SG, Braun AR, Duyn JH.
  • Journal Title: Sleep Volume: 37 Pages: 85-8
  • DOI: 10.5665/sleep.3422
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Genetic risk variants of schizophrenia associated with left superior temporal gyrus volume. (2014)
  • Author(s): Ohi K, Hashimoto R, Ikeda M, Yamashita F, Fukunaga M, Nemoto K, Ohnishi T, Yamamori H, Yasuda Y, Fujimoto M, Umeda-Yano S, Watanabe Y, Iwata N, Weinberger DR, Takeda M.
  • Journal Title: Cortex Volume: 58 Pages: 23-6
  • DOI: 10.1016/j.cortex.2014.05.011
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Neuromelanin magnetic resonance imaging reveals increased dopaminergic neuron activity in the substantia nigra of patients with schizophrenia. (2014)
  • Author(s): Watanabe Y, Tanaka H, Tsukabe A, Kunitomi Y, Nishizawa M, Hashimoto R, Yamamori H, Fujimoto M, Fukunaga M, Tomiyama N.
  • Journal Title: PLoS One Volume: 9 Pages: e104619
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0104619. eCollection 2014.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] 磁性粒子を用いた末梢組織マクロファージの脳内浸潤の経時的観察 (2014)
  • Author(s): 森 勇樹, 陳 挺, 程 振宇, 大野 工司, 吉田 慎一, 多胡 善幸, 福永 雅喜, 吉岡 芳親
  • Journal Title: 日本磁気共鳴医学会雑誌 Volume: 34 Pages: 14-7
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] fMRI/VBM (2014)
  • Author(s): 福永雅喜
  • Journal Title: INNERVISION Volume: 29 Pages: 15-8
• [Presentation] Histological Correlation of Manganese Enhanced MRI in the Demyelinating Disease Model Brain. (2014)
  • Author(s): Fukunaga M, Masumura M, Kohda S, Shimonaga T, Nakamura R, Mori Y and Yoshioka Y
  • Organizer: Joint Annual Meeting ISMRM-ESMRMB 2014
  • Place of Presentation: Milan, Itary
  • Year and Date: 2014-05-10 – 2014-05-16
• [Presentation] New Magnetic Nanoparticle for Kidney Function (2014)
  • Author(s): Yoshioka Y, Chen T, Mori Y, Cheng Z, Kashiwagi Y, Fukunaga M, Kida I, Tago Y, Yoshida S, Ohno K
  • Organizer: Joint Annual Meeting ISMRM-ESMRMB 2014
  • Place of Presentation: Milan, Itary
  • Year and Date: 2014-05-10 – 2014-05-16
• [Presentation] Sequential and Time-Lapse MRI Monitoring of Peripheral Macrophage Recruitment and Migration in Mouse Brain (2014)
  • Author(s): Mori Y, Chen T, Ohno K, Yoshida S, Tago Y, Fujisawa T, Kashiwagi Y, Fukunaga M, Komai Y, Hata Y, Yoshioka Y
  • Organizer: Joint Annual Meeting ISMRM-ESMRMB 2014
  • Place of Presentation: Milan, Itary
  • Year and Date: 2014-05-10 – 2014-05-16