統合的脳MRIネットワーク解析によるALSの運動機能-前頭葉機能間関連性の解明

2013 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 25461312
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 千田 譲 名古屋大学, 医学部附属病院, 医員 (80569781)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 渡辺 宏久 名古屋大学, 医学(系)研究科(研究院), 特任教授 (10378177) ; 祖父江 元 名古屋大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (20148315) ; 勝野 雅央 名古屋大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (50402566) ; 伊藤 瑞規 名古屋大学, 医学(系)研究科(研究院), 特任助教 (50437042) ; 熱田 直樹 名古屋大学, 医学部附属病院, 助教 (90547457)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: ALS / MRI / 脳容積 / 拡散テンソル

Research Abstract

名古屋大学医学部附属病院神経内科に通院し、El Escorialの診断基準でprobable以上であり、頭部MRIの撮影が可能である孤発性筋委縮性側索硬化症（ALS）55名に、本研究の趣旨・方法などを説明し、文章によるインフォームドコンセントを得ることができた。登録できた55名のALS患者に対し、臨床評価項目として神経学的診察所見・臨床評価スケールとしてALS Functional Rating Scale-Revised (ALSFRS-R)を評価した。同時に3.0T MR装置を用い、最適化された条件で頭部MRIを撮像した。また半年後にALSFRS-Rによる臨床評価スケールを用い、中途死亡例についてはその原因も含め、全例の状態を確認した。Voxel-Based Morphometryによる脳容積測定（volumetry）、拡散テンソルから得られたfractional anisotropy(FA)、mean diffusivity (MD)をそれぞれ解析した。登録時のvolumetory、FA・MDはそれぞれコントロール群と比べて、中心前回や錐体路周辺の他に前頭葉にも変性を認めた。また継時的な臨床評価スケールとの関係では、ALSFRS-Rの低下が速い群は遅い群と比べ拡散テンソルによる錐体路変性は軽度であるものの、運動野から前頭葉への弥漫性脳萎縮を認めた。このことから、ALSでは大脳皮質・白質両者の変性を生じる中で、大脳変性がその病態進行に影響を与えているものと考えられた。今後より症例数を増やすとともに、fMRIと拡散テンソルを組み合わせた大脳灰白質・白質の脳内ネットワーク解析を順次行っていく予定である。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

名古屋大学医学部神経内科および附属病院では、年間約30-40名程の新規診断目的とした筋萎縮性側索硬化症（ALS)症例を担当している。これらに対し現在順次MRI撮影を行うとともに、神経所見とともにALSFRS-Rなどの各種臨床スコアを経時的に測定することで、対象症例の蓄積とともに順次解析を行っており、ともに概ね順調に進展・推移している。また新たな解析手法も適宜追加できる体制になっており、よって概ね順調に進展していると考えられる。

Strategy for Future Research Activity

現在は脳容積・拡散テンソルと臨床スコアの関係解析を行っており、脳容積解析では大脳皮質のび慢性萎縮・特に運動野と前頭葉の萎縮を強く認めるもの、拡散テンソル解析では錐体路変性を強く認めるもので、運動機能の進行が速いことが判明してきた。また現時点では、拡散テンソルによる変性よりも、大脳皮質の萎縮の強いものの方が運動機能の悪化とその後の予後進行悪化に深く関わっていることが判明した。このため、今後大脳皮質の問題においてはfMRIのデータを加え解析を行うことを予定している。また大脳白質に関しては拡散テンソル解析を行い、筋萎縮性側索硬化症（ALS）に対する大脳皮質・白質それぞれのネットワーク解析とその障害像を明らかにしていくことで、ALSの大脳機能形態変化を示していく予定にしている。また当初の目的でもある錐体路・上位運動ニューロンと大脳全体の関係も併せて探索していく予定である。

Research Products

• [Journal Article] Lower motor neuron involvement in TAR DNA-binding protein of 43 kDa-related frontotemporal lobar degeneration and amyotrophic lateral sclerosis. (2014)
  • Author(s): Riku Y, Watanabe H, Yoshida M, Tatsumi S, Mimuro M, Iwasaki Y, Katsuno M, Iguchi Y, Masuda M, Senda J, Ishigaki S, Udagawa T, Sobue G.
  • Journal Title: JAMA Neurol Volume: 71(2) Pages: 172-179
  • DOI: doi: 10.1001/jamaneurol.2013.5489.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Potential of a new MRI for visualizing cerebellar involvement in progressive supranuclear palsy. (2014)
  • Author(s): Hara K, Watanabe H, Ito M, Tsuboi T, Watanabe H, Nakamura R, Senda J, Atsuta N, Adachi H, Aiba I, Naganawa S, Sobue G.
  • Journal Title: Parkinsonism Relat Disord. Volume: 20(2) Pages: 157-161
  • DOI: doi: 10.1016/j.parkreldis.2013.10.007.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Cutaneous arteritis associated with peripheral neuropathy: Two case reports. (2014)
  • Author(s): Riku Y, Ikenaka K, Koike H, Niimi Y, Senda J, Hashimoto R, Kawagashira Y, Tomita M, Iijima M, Sobue G.
  • Journal Title: J Dermatol Volume: 41 Pages: 266-267
  • DOI: doi: 10.1111/1346-8138.12416.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Impact of albuminuria on early neurological deterioration and lesion volume expansion in lenticulostriate small infarcts. (2014)
  • Author(s): Umemura T, Senda J, Fukami Y, Mashita S, Kawamura T, Sakakibara T, Sobue G.
  • Journal Title: Stroke Volume: 45 Pages: 587-590
  • DOI: doi: 10.1161/STROKEAHA.113.003164.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 脳腱黄色腫症と認知症 (2014)
  • Author(s): 桝田 道人、勝野 雅央、渡辺 宏久、千田 譲、祖父江 元
  • Journal Title: 神経内科 Volume: 80 Pages: 107-114
• [Journal Article] Cortical and subcortical brain atrophy in Parkinson's disease with visual hallucination. (2013)
  • Author(s): Watanabe H, Senda J, Kato S, Ito M, Atsuta N, Hara K, Tsuboi T, Katsuno M, Nakamura T, Hirayama M, Adachi H, Naganawa S, Sobue G.
  • Journal Title: Mov Disord Volume: 28 Pages: 1732-1736
  • DOI: doi: 10.1002/mds.25641.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Clinical and radiological impact of liver transplantation for brain in cirrhosis patients without hepatic encephalopathy. (2013)
  • Author(s): Ishihara T, Ito M, Niimi Y, Tsujimoto M, Senda J, Kawai Y, Watanabe H, Ishigami M, Ito T, Kamei H, Onishi Y, Nakamura T, Goto H, Naganawa S, Kiuchi T, Sobue G.
  • Journal Title: Clin Neurol Neurosurg Volume: 115 Pages: 2341-2347
  • DOI: doi: 10.1016/j.clineuro.2013.08.015.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Neck weakness is a potent prognostic factor in sporadic amyotrophic lateral sclerosis patients. (2013)
  • Author(s): Nakamura R, Atsuta N, Watanabe H, Hirakawa A, Watanabe H, Ito M, Senda J, Katsuno M, Tanaka F, Izumi Y, Morita M, Ogaki K, Taniguchi A, Aiba I, Mizoguchi K, Okamoto K, Hasegawa K, Aoki M, Kawata A, Abe K, Oda M, Konagaya M, Imai T, Nakagawa M, Tsuji S, Kaji R, Nakano I, Sobue G.
  • Journal Title: J Neurol Neurosurg Psychiatry Volume: 84 Pages: 1365-1371
  • DOI: doi: 10.1136/jnnp-2013-306020.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Diagnostic accuracy of diffusion tensor imaging in amyotrophic lateral sclerosis: a systematic review and individual patient data meta-analysis. (2013)
  • Author(s): Foerster BR, Dwamena BA, Petrou M, Carlos RC, Callaghan BC, Churchill CL, Mohamed MA, Bartels C, Benatar M, Bonzano L, Ciccarelli O, Cosottini M, Ellis CM, Ehrenreich H, Filippini N, Ito M, Kalra S, Melhem ER, Pyra T, Roccatagliata L, Senda J, Sobue G, Turner MR, Feldman EL, Pomper MG.
  • Journal Title: MEDICAL REHABILITATION Volume: 20 Pages: 1099-1106
  • DOI: doi: 10.1016/j.acra.2013.03.017.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 脳梗塞branch atheromatous disease(BAD)病型における回復期リハビリテーションでの治療成績 (2013)
  • Author(s): 千田 譲、伊東 慶一、大山 健、米山 典孝、原 一洋、中村 亮一、野田 智子、橋詰 淳、熱田 直樹、伊藤 瑞規、渡辺 宏久、安井 敬三、小竹 伴照、木田 義久、岸本 秀雄、祖父江 元
  • Journal Title: 脳卒中 Volume: 35 Pages: 441-447
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 頸髄症の術後に発症した筋萎縮性側索硬化症の一亜型flail arm syndromeの1例 (2013)
  • Author(s): 河南 勝久、神谷 光広、千田 譲、川本 高基、若尾 典充、佐藤 啓二
  • Journal Title: 整形・災害外科 Volume: 56 Pages: 1099-1022
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 【脳卒中超早期リハビリテーション戦略】 脳梗塞リハビリテーションにおける画像診断と障害像の分析/予後予測の進化 (2013)
  • Author(s): 千田 譲、熱田 直樹、伊藤 瑞規、伊東 慶一、小竹 伴照、木田 義久、岸本 秀雄、渡辺 宏久、祖父江 元
  • Journal Title: MEDICAL REHABILITATION Volume: 161 Pages: 66-73
• [Presentation] 回復期脳梗塞リハビリテーションに対するスタチンの効果 (2014)
  • Author(s): 千田 譲、大山 健、橋詰 淳、伊東 慶一、加納 浩一、小竹 伴照、伊藤 瑞規、熱田 直樹、渡辺 宏久、岸本 秀雄、祖父江 元
  • Organizer: 第39回日本脳卒中学会総会
  • Place of Presentation: 大阪国際会議場（大阪市）
  • Year and Date: 20140313-20140315
  • Invited
• [Presentation] Brain degeneration in ALS patients as detected by VBM and DTI: similarities with FTLD (2013)
  • Author(s): Joe Senda, Michihito Masuda, Yuichi Riku, Kazuhiro Hara, Takashi Tsuboi, Ryoichi Nakamura, Hazuki Watanabe, Mizuki Ito, Naoki Atsuta, Hirohisa Watanabe, Shinji Naganawa, Gen Sobue.
  • Organizer: 19th Organization of Human Brain Mapping
  • Place of Presentation: Seattle. USA
  • Year and Date: 20130609-20130613
  • Invited
• [Presentation] 筋萎縮性側索硬化症の大脳病変脳容積・拡散テンソルVoxel-Based Analysis法を用いた検討 (2013)
  • Author(s): 千田 譲、陸 雄一、桝田 道人、坪井 崇、原 一洋、渡辺 はづき、中村 亮一、伊藤 瑞規、熱田 直樹、渡辺 宏久、長縄 慎二、祖父江 元
  • Organizer: 第54回日本神経学会学術大会
  • Place of Presentation: 東京国際フォーラム（東京都千代田区）
  • Year and Date: 20130529-20130601
  • Invited