認知症における大脳皮質可塑性障害のメカニズムの解明と新たな早期診断法開発への応用

• Project Area: Prevention of brain protein aging and dementia
• Project/Area Number: 15H01563
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Fukushima Medical University
• Principal Investigator: 村上 丈伸 福島県立医科大学, 公私立大学の部局等, 助教 (00403428)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2017-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2016)
• Budget Amount: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2016: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000); Fiscal Year 2015: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
• Keywords: アルツハイマー病 / 軽度認知障害 / 長期増強 / シナプス可塑性 / 経頭蓋磁気刺激法 / アミロイド / タウ

Outline of Annual Research Achievements

アルツハイマー病（AD）ではアミロイドベータ（Aβ）の脳内蓄積によるシナプス可塑性の障害が指摘されている。またAβが認知症発症の10~15年前からすでに蓄積し始めていることがわかっている。本研究では、当院で開発されたヒト大脳皮質に可塑性変化を効率的に誘導できる4連発経頭蓋磁気刺激法（QPS）を用いて、認知症早期診断への応用に関する検討を行った。
右利きの認知症患者および正常認知機能高齢者を対象として、認知機能検査と髄液中総タウ、Aβ40/42測定を行った。左一次運動野へQPSを行い、長期増強（LTP）様効果を検証した。
早期AD4名、軽度認知障害（aMCI）5名、正常認知機能5名の記録が終了した。正常認知機能群と比べて早期AD群とaMCI群において、髄液中総タウ、AD indexの高値を認めた。またAβ比（Aβ40/Aβ42）は早期AD群が最も高く、次いでaMCI群、正常認知機能群の順であった。正常認知機能群ではQPSによりLTP様効果を誘導できたが、早期AD群やaMCI群ではLTP様効果の誘導が障害されていた。誘導されたLTP様効果とAβ-ratio、AD-index、総タウとには有意な負相関を認め、Aβ42とは有意な正相関を認めた。
QPSにより、比較的早期の段階でシナプス可塑性の機能破綻を捉えることができた。認知症早期診断に有用とされる髄液バイオマーカーと有意な相関を示したことから、経頭蓋磁気刺激法を用いた大脳皮質シナプス可塑性の検討が、認知症早期診断のバイオマーカーとして応用できる可能性が示唆された。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Int'l Joint Research] Aalto University(フィンランド)
• [Journal Article] A possible role of low regulatory T cells in anti-acetylcholine receptor antibody positive myasthenia gravis after bone marrow transplantation (2017)
  • Author(s): Fukatsu M, Murakami T, Ohkawara H, Saito S, Ikeda K, Kadowaki S, Sasaki I, Segawa M, Soeda T, Hoshi A, Takahashi H, Shichishima-Nakamura A, Ogawa K, Sugiura Y, Ohto H, Takeishi Y, Ikezoe T, Ugawa Y.
  • Journal Title: BMC Neurology Volume: 17 Issue: 1 Pages: 93-93
  • DOI: 10.1186/s12883-017-0881-7
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Variability in response to quadripulse stimulation of the motor cortex (2016)
  • Author(s): Nakamura K., Groiss S.J., Hamada M., Enomoto H., Kadowaki S., Abe M., Murakami T., Wiratman W., Chang F., Kobayashi S., Hanajima R., Terao Y., Ugawa Y.
  • Journal Title: Brain Stimulation Volume: 9 Issue: 6 Pages: 859-866
  • DOI: 10.1016/j.brs.2016.01.008
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] A case of lymphomatosis cerebri mimicking inflammatory diseases (2016)
  • Author(s): Murakami T., Yoshida K., Segawa M., Yoshihara A., Hoshi A., Nakamura K., Ichikawa M., Suzuki O., Yokoyama Y., Toyoshima Y., Sugiura Y., Ito H., Saito K., Hashimoto Y., Kakita A., Takahashi H., Ugawa Y.
  • Journal Title: BMC Neurology Volume: 16 Issue: 1 Pages: 128-128
  • DOI: 10.1186/s12883-016-0655-7
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Influence of Phasic Muscle Contraction upon the Quadripulse Stimulation (QPS) Aftereffects. (2016)
  • Author(s): Kadowaki S, Enomoto H, Murakami T, Nakatani-Enomoto S, Kobayashi S, Ugawa Y
  • Journal Title: Clin Neurophysiol Volume: 27 Issue: 2 Pages: 1568-1573
  • DOI: 10.1016/j.clinph.2015.10.063
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] [¹²³I]-Ioflupane SPECT in combination with MIBG myocardial scintigraphy in Parkinson’s disease: a case series study (2016)
  • Author(s): 山田茜, 村上丈伸, 康英真, 飯國洋一郎, 森松暁史, 白田明子, 伊藤浩, 宇川義一
  • Journal Title: Rinsho Shinkeigaku Volume: 56 Issue: 6 Pages: 400-406
  • DOI: 10.5692/clinicalneurol.cn-000848
  • NAID: 130005158854
  • ISSN: 0009-918X, 1882-0654
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Hemichorea-Hemiballism in a patient with temporal-parietal lobe infarction appearing after reperfusion by recombinant tissue plasminogen activator (2015)
  • Author(s): Murakami T, Wada T, Sasaki I, Yoshida K, Segawa M, Kadowaki S, Yoshihara A, Kobayashi S, Hoshi A, Sugiura Y, Ugawa Y
  • Journal Title: Move Disor Clinic Prac Volume: 2 Issue: 4 Pages: 1-3
  • DOI: 10.1002/mdc3.12198
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Left dorsal speech stream components and their contribution to phonological processing (2015)
  • Author(s): Murakami T., Kell C., Restle J., Ugawa Y., Ziemann U.
  • Journal Title: The Journal of Neuroscience Volume: 35 Pages: 1411-1422
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Listeria monocytogenes meningoencephalitis in cerebrum (2015)
  • Author(s): Murakami T., Yoshida K., Namatame S., Iikuni Y., Morimatsu A., Yamada A., Sugiyama U., Takahashi K., Shirata A., Yamane K.
  • Journal Title: Neurology and Clinical Neuroscience Volume: 3 Pages: 85-86
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] 神経内科領域におけるPET/CT, SPECT/CTの有用性－パーキンソン病におけるドーパミントランスポーターイメージング (2015)
  • Author(s): 伊藤浩, 村上丈伸, 石井士朗
  • Journal Title: Innervision Volume: 30 Pages: 19-21
• [Journal Article] 抗グルタミン酸受容体抗体陽性脳炎 (2015)
  • Author(s): 村上丈伸, 宇川義一
  • Journal Title: 臨床神経科学 Volume: 33 Pages: 32-36
• [Presentation] Expert Meeting: Experience in Autoimmune Encephalitis (2017)
  • Author(s): Murakami T.
  • Organizer: Jakarta Neurology Exhibition Workshop and Symposium (JakNEWS)
  • Place of Presentation: ジャカルタ インドネシア
  • Year and Date: 2017-03-25
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Brain and Language: What we learned from TMS studies. (2017)
  • Author(s): Murakami T.
  • Organizer: Jakarta Neurology Exhibition Workshop and Symposium (JakNEWS)
  • Place of Presentation: ジャカルタ インドネシア
  • Year and Date: 2017-03-25
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Experiments and modelling pinpoint the cortical activation site of TMS. (2017)
  • Author(s): Laakso I., Murakami T., Hirata A., Ugawa Y.
  • Organizer: 2nd International Brain Stimulation Conference
  • Place of Presentation: バルセロナ スペイン
  • Year and Date: 2017-03-06
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Spike-timing dependent plasticity at spinal motoneurons. (2017)
  • Author(s): Yamashita A., Murakami T., Kadowaki S., Yoshida K., Ito E., Matsuda N., Chang F.Y., Hattori N., Miyai I., Ugawa Y.
  • Organizer: 2nd International Brain Stimulation Conference
  • Place of Presentation: バルセロナ スペイン
  • Year and Date: 2017-03-06
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Paired associative quadripulse stimulation (PA-QPS) - a new protocol combining homo- and hetero-synaptic plasticity-. (2017)
  • Author(s): Wiratman W., Murakami T., Kobayashi S., Enomoto H., Ugawa Y.
  • Organizer: 2nd International Brain Stimulation Conference
  • Place of Presentation: バルセロナ スペイン
  • Year and Date: 2017-03-06
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Contribution of the motor system to McGurk effect -event-related fMRI and TMS studies-. (2016)
  • Author(s): Murakami T., Fujiwara J., Sakamoto Y., Okamoto M., Mizuochi T., Iwabuchi T., Makuuchi M., Abe M., Kubo H., Matsuda N., Kobayashi S., Ito H., Takenoshita S., Ugawa Y.
  • Organizer: Neuroscience 2016
  • Place of Presentation: サンディエゴ アメリカ
  • Year and Date: 2016-11-12
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 新しいQPS (2016)
  • Author(s): 村上丈伸
  • Organizer: 第46回日本臨床神経生理学会学術大会
  • Place of Presentation: 郡山市 福島県
  • Year and Date: 2016-10-27
  • Invited
• [Presentation] Contribution of the motor system to the multisensory integration (2016)
  • Author(s): Murakami T.
  • Organizer: 第31回日本生体磁気学会大会
  • Place of Presentation: 金沢市 石川県
  • Year and Date: 2016-06-09
• [Presentation] TMSを用いた聴覚性言語処理に関する検討 －off-line virtual lesion法－ (2015)
  • Author(s): 村上丈伸
  • Organizer: 第45回日本臨床神経生理学会学術大会
  • Place of Presentation: 大阪市
  • Year and Date: 2015-11-05
  • Invited
• [Presentation] Auditory-motor mapping and phonological processing in the left dorsal speech stream (2015)
  • Author(s): Murakami T., Kell C., Restle J., Ugawa Y., Ziemann U.
  • Organizer: Neuroscience 2015
  • Place of Presentation: Chicago
  • Year and Date: 2015-10-17
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Alteration of corticobulbar excitability during speech perception. (2015)
  • Author(s): Murakami T.
  • Organizer: International TMS Symposium
  • Place of Presentation: 福島市
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] 経頭蓋磁気刺激法の基礎と言語研究への応用 (2015)
  • Author(s): 村上丈伸
  • Organizer: 国立障害者リハビリテーションセンター高次脳機能障害研究室研究会
  • Place of Presentation: 所沢市
  • Invited
• [Book] 神経症候群Ⅵ-その他の神経疾患を含めて-第2版 (2015)
  • Author(s): 村上丈伸, 山根清美
  • Publisher: 日本臨牀