革新的拡散MRI技術、神経突起イメージングによるパーキンソン病の病態解明

• 研究課題/領域番号: 16K19854
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 放射線科学
• 研究機関: 順天堂大学
• 研究代表者: 鎌形 康司 順天堂大学, 医学部, 准教授 (60568153)
• 研究協力者: 堀 正明 ; アンディカ クリスティナ
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
• キーワード: パーキンソン病 / 拡散MRI / 神経突起イメージング / 灰白質 / 白質 / コネクトーム / 大脳灰白質 / 黒質線条体 / 皮質基底核ネットワーク / 黒質線条体路 / MRI

研究成果の概要

拡散MRIによる神経突起イメージングがパーキンソン病（PD）の大脳灰白質変性を鋭敏に検出し、灰白質の神経突起密度や神経突起配向を反映する定量値が運動症状と良く相関することを示した。さらに変性領域は剖検脳の病理進展ステージと良く一致した。拡散MRIによる最先端の脳内ネットワーク解析を用いると、従来法より鋭敏にパーキンソン病における皮質基底核ネットワークの変性を検出できることを報告した。神経突起イメージングを用いてパーキンソン病の運動症状の主因である黒質線条体神経路変性のin vivo評価が可能であることを報告した。以上の研究結果より、PD病理変化の検出に神経突起イメージングは有用と考えられる。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の結果により、拡散MRIによる神経突起イメージングがパーキンソン病患者の脳内に起きている病的な変化を患者が生存している状態で検出することが可能であることが示唆された。今後、神経突起イメージングがパーキンソン病患者の治療に対する反応性の評価や早期診断に有用であることが確立されれば、パーキンソン病の新たな治療薬の薬効評価や早期治療の開始に有用であることが期待される。

研究成果

• [国際共同研究] Melbourne Neuropsychiatry Centre(オーストラリア)
• [国際共同研究] The University of Melbourne(Australia)
• [雑誌論文] Neurite orientation dispersion and density imaging of the nigrostriatal pathway in Parkinson's disease: Retrograde degeneration observed by tract-profile analysis. (2018)
  • 著者名/発表者名: Andica C, Kamagata K, Hatano T, Okuzumi A, Saito A, Nakazawa M, Ueda R, Motoi Y, Kamiya K, Suzuki M, Hori M, Kumamaru KK, Hattori N, Aoki S.
  • 雑誌名: Parkinsonism & Related Disorders 巻: 18 ページ: 30112-30113
  • DOI: 10.1016/j.parkreldis.2018.02.046
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Connectome analysis with diffusion MRI in idiopathic Parkinson's disease: Evaluation using multi-shell, multi-tissue, constrained spherical deconvolution. (2017)
  • 著者名/発表者名: Kamagata K, Zalesky A, Hatano T, Di Biase MA, El Samad O, Saiki S, Shimoji K, Kumamaru KK, Kamiya K, Hori M, Hattori N, Aoki S, Pantelis C.
  • 雑誌名: Neuroimage Clinical 巻: 17 ページ: 518-529
  • DOI: 10.1016/j.nicl.2017.11.007
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Gray Matter Abnormalities in Idiopathic Parkinson's Disease: Evaluation by Diffusional Kurtosis Imaging and Neurite Orientation Dispersion and Density Imaging. (2017)
  • 著者名/発表者名: Kamagata K, Zalesky A, Hatano T, Ueda R, Di Biase MA, Okuzumi A, Shimoji K, Hori M, Caeyenberghs K, Pantelis C, Hattori N, Aoki S.
  • 雑誌名: Human Brain Mapping 巻: in press 号: 7 ページ: 3704-3722
  • DOI: 10.1002/hbm.23628
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] 深層学習を用いた脳幹構造による進行性核上性麻痺とパーキンソン病の鑑別 (2019)
  • 著者名/発表者名: 鎌形康司、 吉岡直紀、 波田野琢、内田航、Christina Andica、大山彦光、下泰司、梅村敦、堀正明、服部信孝、青木茂樹
  • 学会等名: 第48回神経放射線学会
• [学会発表] Deep Learning with Convolutional Networks for Segmentation of substantia nigra on Neuromelanin MRI (2019)
  • 著者名/発表者名: 鎌形康司、 大塚裕次郎、 波田野琢、倉持麻奈、Christina Andica、大山彦光、下泰司、梅村敦、堀正明、服部信孝、青木茂樹
  • 学会等名: 第48回神経放射線学会
• [学会発表] FOD clusteringとNODDI profile解析を用いたパーキンソン病における帯状束変性の評価 (2018)
  • 著者名/発表者名: Kamagata K, Okuhata S, Hatano T, Ida K, Ogawa T, Takashige H, Oyama G, Shimo Y, Andica C, Hori M, Kobayashi T, Hattori N, Aoki S.
  • 学会等名: 第46回日本磁気共鳴医学会大会
• [学会発表] 神経認知精神障害を有するパーキンソン病患者における白質微細構造変性の評価 (2018)
  • 著者名/発表者名: Christina Andica, Koji Kamagata, Taku Hatano, Asami Saito, Yuki Takenaka, Akifumi Hagiwara, Takashi Ogawa, Genko Oyama, Yasushi Shimo, Masaaki Hori, Nobutaka Hattori, Shigeki Aoki
  • 学会等名: 第46回日本磁気共鳴医学会大会
• [学会発表] Nigrosome-1の視覚化と神経メラニンイメージング (2018)
  • 著者名/発表者名: 鎌形康司
  • 学会等名: 第17回TNR倶楽部
  • 招待講演
• [学会発表] Connectome Analysis (2018)
  • 著者名/発表者名: 鎌形康司
  • 学会等名: 第 58 回日本核医学会学術総会シンポジウム8
  • 招待講演
• [学会発表] 新たな拡散MRIのポテンシャル (2018)
  • 著者名/発表者名: 鎌形康司
  • 学会等名: 第42回日本脳神経CI学会シンポジウム 2:神経放射線最先端診断技術
  • 招待講演
• [学会発表] MRI における脳機能イメージの進歩：脳神経回路網の側面から」 (2017)
  • 著者名/発表者名: 鎌形康司
  • 学会等名: 第33回Brain function imaging conference
  • 招待講演
• [学会発表] 拡散MRIの新しいポテンシャル：コネクトーム応用を中心に (2017)
  • 著者名/発表者名: 鎌形康司
  • 学会等名: 第45回日本磁気共鳴医学会大会
  • 招待講演
• [学会発表] Diffusion MRI in Parkinson's disease (2017)
  • 著者名/発表者名: 鎌形康司
  • 学会等名: AIMS Neuro Imaging 2017
  • 招待講演
• [学会発表] Advances in MRI biomarkers for diagnosing dementia (2016)
  • 著者名/発表者名: 鎌形 康司
  • 学会等名: 第52回日本医学放射線学会秋季臨床大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2016-09-16
  • 招待講演
• [学会発表] Neurite Orientation Dispersion and Density Imaging (NODDI) of Nigrostriatal Pathway in Parkinson Disease (2016)
  • 著者名/発表者名: Misaki Nakazawa, Christina Andica, Koji Kamagata, Ryo Ueda, Sho Murata, Taku Hatano, Ayami Okuzumi, Osamu Abe, Michimasa Suzuki, Masaaki Hori, Kanako Kumamaru, Nobutaka Hattori, Shigeki Aoki
  • 学会等名: 第44回日本磁気共鳴医学会大会
  • 発表場所: 埼玉
  • 年月日: 2016-09-09
• [学会発表] Evaluation of gray matter degeneration in Parkinson’s disease by using neuriteorientation dispersion and density imaging: Analysis by gray matter-based spatial statistics (2016)
  • 著者名/発表者名: Koji Kamagata, Kouhei Tsuruta, Taku Hatano, Keigo Shimoji, Masaaki Hori, Ayami Okuzumi, Misaki Nakazawa, Syo Murata, Ryo Ueda, and Shigeki Aoki
  • 学会等名: ISMRM 24rd Annual Meeting & Exhibition
  • 発表場所: Singapore
  • 年月日: 2016-05-07
  • 国際学会
• [図書] Annual Review神経 パーキンソン病とMRI (2016)
  • 著者名/発表者名: 鎌形 康司, 波田野 琢, 青木 茂樹
  • 総ページ数: 9
  • 出版者: 中外医薬社