| Project/Area Number |
21K15757
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 52040:Radiological sciences-related
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
原田 太以佑 北海道大学, 医学研究院, 助教 (30796959)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2023: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
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| Keywords | 定量的磁化率マッピング / 高解像度化 / 脳静脈 / 鉄沈着 / アルツハイマー病 / MRI / ferroptosis |
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| Outline of Research at the Start |
認知症や神経変性疾患の病態には、ferroptosisという過剰な鉄による細胞死の制御機構が注目を集めており、アルツハイマー病(AD)で異常集積するアミロイドβやタウの凝集体形成は鉄による促進が病理学的に示されている。しかし、脳内鉄沈着の経時変化やタウやアミロイドの沈着量とどの程度相関するのかは明らかになっていない。そこで、鉄沈着の非侵襲的な評価方法であるMRI定量的磁化率マッピング（QSM）を用いて、ADモデルマウスやラットの三次元的な鉄定量解析法を確立し、その経時変化の追跡と組織学的なAβやタウとの相関を評価することで、ADの病態解明を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究ではferroptosisという概念に基づいて鉄沈着に伴う変性疾患の動物モデルでの研究促進のため、ADモデル動物における鉄定量の非侵襲的な評価法として、定量的磁化率マッピング（QSM)による解析を実施し、組織中の鉄沈着とAβあるいはタウの沈着を評価することを目的としている。マウス・ラットのような小動物でQSMを撮像・再構成することは過去の報告がほとんどないものである。昨年度までの検討ではQSMの撮像および再構成条件の最適化を行ってきて、当初の目標としていた撮像条件と解析の安定性に関しては一定の水準に達していると考えられた。しかし、脳実質の鉄沈着を正確に定量するためには脳血管（主に静脈）のデオキシヘモグロビンを画像中から可能な限り除外する必要があり、静脈が含まれている限りは微細な鉄沈着が静脈の磁化率によってマスクされてしまう。
現時点での解像度では脳静脈の描出が十分とはいえず、描出の改善のためには解像度をできる限り上げる必要性があるが、解像度を上げることによる信号雑音比の低下や呼吸等によるモーションアーチファクトが磁化率の評価にどの程度影響を与えるのかについての検討が不十分である。また、全脳を自動解析する際には静脈抽出をして、静脈を除外するアルゴリズムが必要と考えられるため、高解像度化による静脈描出の向上と並行して解析アルゴリズムの開発が必要である。昨年度から引き続き検討を行っており、今年度も引き続き検討を進めていく。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
上記理由のため、解析時に静脈を除外できるような高解像度化の目処がある程度たったため、本年より動物実験に移行し、解析を進めていく。
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| Strategy for Future Research Activity |
高解像度化のために必要な設備や撮像条件の最適化、解析の最適化を随時進めているが、利用できるMRIがヒト用のMRIであるため、高解像度化には設備的な限界が存在する。本学施設における動物の撮像および解析を進めていくが、設備的な限界を突破がある場合には動物用MRIが利用可能な施設との共同研究を進める必要性もあると考えられるため、並行して検討を進めていく
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