グラフ理論を応用した脳内連結解析による認知症性疾患の超早期診断に関する研究

• 研究課題/領域番号: 18K07779
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分52040:放射線科学関連
• 研究機関: 一般財団法人脳神経疾患研究所 (2020); 国立研究開発法人国立精神・神経医療研究センター (2018-2019)
• 研究代表者: 松田 博史 一般財団法人脳神経疾患研究所, 南東北創薬・サイクロトロン研究センター, 院長 (90173848)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2020年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2020年度: 130千円 (直接経費: 100千円、間接経費: 30千円); 2019年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2018年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
• キーワード: 認知症 / MRI / ネットワーク / アルツハイマー病 / PET / 脳内結合 / アミロイド / タウ / 脳内結合性

研究成果の概要

健常高齢者とアルツハイマー病患者との間の灰白質類似性に基づいた3次元T1強調画像を用いた構造ネットワーク分析を使用してタウ蛋白集積に関連したローカルネットワーク測定値を検討した。その結果、アミロイドβ蛋白陰性の健常高齢者群ではタウ蛋白集積と有意な正の相関を示した一方で、アミロイドβ蛋白陽性のアルツハイマー病患者群で有意な負の相関を示した。健常者群におけるタウ蛋白集積は尾状核で最も相関がみられた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

アルツハイマー病（AD）は、細胞外アミロイド-βプラークと過剰リン酸化タウで構成される細胞内神経原線維変化の存在によって特徴付けられる。これらのタンパク質は局所シナプス破壊に関連しているため、ADは局所シナプス機能不全を伴う切断症候群とみなすことができる。機能的磁気共鳴画像法などいくつかの神経画像診断法を使用してグラフ理論解析などにより、ADの脳ネットワーク研究が行われているがその結果は首尾一貫していない。本研究では生理的影響を受けにくく普遍性の高いT1強調イメージングを使用した構造ネットワーク解析によりADでのネットワーク異常の検出が可能であることを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Gray matter structural networks related to 18 F-THK5351 retention in cognitively normal older adults and Alzheimer's disease patients (2021)
  • 著者名/発表者名: Yoko Shigemoto, Daichi Sone, Kyoji Okita, Norihide Maikusa, Tensho Yamao, Yukio Kimura, Fumio Suzuki, Hiroyuki Fujii, Koichi Kato, Noriko Sato, Hiroshi Matsuda
  • 雑誌名: eNeurologicalSci 巻: 22 ページ: 100309-100309
  • DOI: 10.1016/j.ensci.2021.100309
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Association between neurite metrics and tau/inflammatory pathology in Alzheimer’s disease (2020)
  • 著者名/発表者名: Sone D, Shigemoto Y, Ogawa M, Maikusa N, Okita K, Takano H, Kato K, Sato N, Matsuda H
  • 雑誌名: Alzheimers Dement (Amst) 巻: 12 号: 1
  • DOI: 10.1002/dad2.12125
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Voxel-based correlation of 18F-THK5351 accumulation and gray matter volume in the brain of cognitively normal older adults. (2019)
  • 著者名/発表者名: Shigemoto Y, Sone D, Ota M, Maikusa N, Ogawa M, Okita K, Takano H, Kato K, Kimura Y, Morimoto E, Suzuki F, Fujii H, Sato N, Matsuda H
  • 雑誌名: EJNMMI Res 巻: 9 号: 1 ページ: 81-81
  • DOI: 10.1186/s13550-019-0552-3
  • NAID: 120007127795
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Longitudinal analysis of risk factors for dementia based on Mild Cognitive Impairment Screen results and questionnaire responses from healthy Japanese individuals registered in an online database. (2019)
  • 著者名/発表者名: Ogawa M, Maruo K, Sone D, Shimada H, Suzuki K, Watanabe H, Matsuda H, Mizusawa H
  • 雑誌名: Alzheimers Dement (N Y) 巻: 5 号: 1 ページ: 347-353
  • DOI: 10.1016/j.trci.2019.06.003
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Differentiation Between Dementia With Lewy Bodies And Alzheimer’s Disease Using Voxel-Based Morphometry Of Structural MRI: A Multicenter Study (2019)
  • 著者名/発表者名: Matsuda H, Yokoyama K, Sato N, Ito K, Nemoto K, Oba H, Hanyu H, Kanetaka H, Mizumura S, Kitamura S, Shinotoh H, Shimada H, Suhara T, Terada H, Nakatsuka T, Kawakatsu S, Hayashi H, Asada T, Ono T, Goto T, Shigemori K
  • 雑誌名: Neuropsychiatric Disease and Treatment 巻: 15 ページ: 2715-2722
  • DOI: 10.2147/ndt.s222966
  • NAID: 120007132754
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Neuroimaging of Alzheimer's disease: focus on amyloid and tau PET. (2019)
  • 著者名/発表者名: Matsuda H, Shigemoto Y, Sato N.
  • 雑誌名: Jpn J Radiol 巻: 37 号: 11 ページ: 735-749
  • DOI: 10.1007/s11604-019-00867-7
  • NAID: 50014358257
  • 査読あり
• [雑誌論文] Association of deposition of tau and amyloid-β proteins with structural connectivity changes in cognitively normal older adults and Alzheimer’s disease spectrum patients. (2018)
  • 著者名/発表者名: Shigemoto Y, Sone D, Maikusa N, Okamura N, Furumoto S, Kudo Y, Ogawa M, Takanno H, Yokoi Y, Sakata M, Tsukamoto T, Kato K, Sato N, Matsuda H
  • 雑誌名: Brain Behav 巻: 8 号: 12
  • DOI: 10.1002/brb3.1145
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Dissociation of tau deposits and brain atrophy in early Alzheimer’s disease: A combined positron emission tomography/magnetic resonance imaging study (2018)
  • 著者名/発表者名: Shigemoto Y, Sone D, Imabayashi E, Maikusa N, Okamura N, Furumoto S, Kudo Y, Ogawa M, Takano H, Yokoi Y, Sakata M, Tsukamoto T, Kato K, Sato N, Matsuda H.
  • 雑誌名: Front in Aging Neurosci 巻: 10 ページ: 223-223
  • DOI: 10.3389/fnagi.2018.00223
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] アルツハイマー病の画像診断 (2021)
  • 著者名/発表者名: 松田博史
  • 学会等名: 第50回日本神経放射線学会
  • 招待講演
• [学会発表] 構造 MRI による認知症のコンピュータ診断 (2020)
  • 著者名/発表者名: 松田博史
  • 学会等名: 第29回脳ドック学会総会
  • 招待講演
• [学会発表] Association between subjfield volumes of the medial temporal lobe and neuropsychological assessments. (2019)
  • 著者名/発表者名: Ogawa M, Sone D, Matsuda H
  • 学会等名: Alzheimer’s Association International Conference
  • 国際学会
• [学会発表] Age-realted effects and sex differences in healthy controls for structural brain networks (2019)
  • 著者名/発表者名: Saito Y, Okita K, Takano H, Shigemoto Y, Sato N, Matsuda H.
  • 学会等名: Alzheimer’s Association International Conference
  • 国際学会
• [学会発表] Neuroimaging studies for mild Alzheimer’s disease (2019)
  • 著者名/発表者名: Matsuda H
  • 学会等名: "Conference Program of 3rd Asia-Pacific Aging Protection (APAP)"
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Amyloid and tau PET in dementia (2019)
  • 著者名/発表者名: Matsuda H
  • 学会等名: the 21st Zeelandia Symposium on Behavioral Neuroscience
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Amyloid and tau PET in Alzheimer’s disease (2019)
  • 著者名/発表者名: Matsuda H
  • 学会等名: International Conference on Ultra-high sensitity PET and Neuroimaging
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Association of tau and amyloid-βprotein to structural connectivity changes in cognitively healthy elderly and early Alzheimer’s disease (2018)
  • 著者名/発表者名: Shigemoto Y Ogawa M Takano H, Sato N, Matsuda H.
  • 学会等名: Alzheimer’s Association International Conference
  • 国際学会
• [学会発表] Influence of tau and amyloid burdenon brain connectivity (2018)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Matsuda
  • 学会等名: 中国核学会核医学分会年会
  • 招待講演