ミエリンイメージングによる神経脱髄疾患の可視化と診断への臨床応用

• 研究課題/領域番号: 18K15643
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分52040:放射線科学関連
• 研究機関: 順天堂大学
• 研究代表者: 前川 朋子 順天堂大学, 医学部, 非常勤助手 (30813448)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2023-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2022年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2018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: Synthetic MRI / ミエリン / 髄鞘 / 多発性硬化症 / 脱髄疾患 / 脱髄

研究成果の概要

ミエリンは神経伝達に重要な役割を果たしており、その評価は脳の病状評価に有用と考えられる。近年MRIによるミエリンイメージングが開発され臨床応用されつつある。特にSynthetic MRIでは一度の撮像で定量値を得ることが可能であり、任意のコントラスト強調画像に加え撮像時間の延長なしにミエリンマップを作成できる。本研究の目的はSynthetic MRIやその他のミエリンイメージングを行い比較することで、非侵襲的な生体のミエリン量の評価に最適な手法を確立することである。加えて、多発性硬化症等の脱髄疾患の診断や他疾患との鑑別、経時評価や治療効果判定を可能とするイメージングバイオマーカーを創出する。

研究成果の学術的意義や社会的意義

Synthetic MRI(SyMRI)と最新の拡散イメージングを組み合わせた解析で脱髄プラークではミエリンの方が軸索よりも慢性的な障害が強いことが示唆された。また、SyMRIで得られるmyelin volume fraction (SyMRIMVF)と従来法のミエリン評価には強い相関を見出した。
加えて、SyMRIによる脳組織容量とミエリン量の推定において造影剤の影響により見かけ上の脳組織容量が変化しミエリンは増加して計測されることを見出した。これらの研究成果から、SyMRIによるミエリンイメージングは非侵襲的な生体内のミエリン量の評価や脱髄疾患における経時的評価に有用であることが示された。

研究成果

• [国際共同研究] Reims Champagne-Ardennes University(フランス)
• [国際共同研究] SyntheticMR AB(スウェーデン)
• [雑誌論文] Multiple sclerosis plaques may undergo continuous myelin degradation: a cross-sectional study with myelin and axon-related quantitative magnetic resonance imaging metrics (2021)
  • 著者名/発表者名: Maekawa Tomoko、Hagiwara Akifumi、Yokoyama Kazumasa、Hori Masaaki、Andica Christina、Fujita Shohei、Kamagata Koji、Wada Akihiko、Abe Osamu、Tomizawa Yuji、Hattori Nobutaka、Aoki Shigeki
  • 雑誌名: Neuroradiology 巻: 64 号: 3 ページ: 465-471
  • DOI: 10.1007/s00234-021-02781-0
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Myelin Measurement Using Quantitative Magnetic Resonance Imaging: A Correlation Study Comparing Various Imaging Techniques in Patients with Multiple Sclerosis (2020)
  • 著者名/発表者名: Saccenti Laetitia、Hagiwara Akifumi、Andica Christina、Yokoyama Kazumasa、Fujita Shohei、Kato Shimpei、Maekawa Tomoko、Kamagata Koji、Le Berre Alice、Hori Masaaki、Wada Akihiko、Tateishi Ukihide、Hattori Nobutaka、Aoki Shigeki
  • 雑誌名: Cells 巻: 9 号: 2 ページ: 393-393
  • DOI: 10.3390/cells9020393
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Effect of Gadolinium on the Estimation of Myelin and Brain Tissue Volumes Based on Quantitative Synthetic MRI. (2019)
  • 著者名/発表者名: Maekawa T, Hagiwara A, Hori M, Andica C, Haruyama T, Kuramochi M, Nakazawa M, Koshino S, Irie R, Kamagata K, Wada A, Abe O, Aoki S.
  • 雑誌名: Am J Neuroradiol. 巻: 40 号: 2 ページ: 231-237
  • DOI: 10.3174/ajnr.a5921
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The Advantage of Synthetic MRI for the Visualization of Anterior Temporal Pole Lesions on Double Inversion Recovery (DIR), Phase-sensitive Inversion Recovery (PSIR), and Myelin Images in a Patient with CADASIL (2018)
  • 著者名/発表者名: Wallaert L, Hagiwara A, Andica C, Hori M, Yamashiro K, Koshino S, Maekawa T, Kamagata K, Aoki S.
  • 雑誌名: Magnetic Resonance in Medical Sciences 巻: 17 号: 4 ページ: 275-276
  • DOI: 10.2463/mrms.ci.2017-0110
  • NAID: 130007496908
  • ISSN: 1347-3182, 1880-2206
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Myelin Measurement: Comparison Between Simultaneous Tissue Relaxometry, Magnetization Transfer Saturation Index, and T(1)w/T(2)w Ratio Methods. (2018)
  • 著者名/発表者名: Hagiwara A, Hori M, Kamagata K, Warntjes M, Matsuyoshi D, Nakazawa M, Ueda R, Andica C, Koshino S, Maekawa T, Irie R, Takamura T, Kumamaru KK, Abe O, Aoki S
  • 雑誌名: Sci Rep. 巻: 8 号: 1 ページ: 10554-10554
  • DOI: 10.1038/s41598-018-28852-6
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] Time-dependent Diffusion in Acute and Chronic Plaques of Multiple Sclerosis Investigated with Oscillating-gradient Spin-echo. (2023)
  • 著者名/発表者名: Tomoko Maekawa
  • 学会等名: 32th ISMRM International Society for Magnetic Resonance in Medicine
  • 国際学会
• [学会発表] Oscillating-gradient spin-echo法を用いた多発性硬化症の急性期脱髄プラークの拡散時間依存性の評価 (2022)
  • 著者名/発表者名: 前川朋子
  • 学会等名: 第50回日本磁気共鳴医学会大会
• [学会発表] Association of estimated time from the onset of multiple sclerosis plaques with myelin and axon-related quantitative MRI measurement. (2021)
  • 著者名/発表者名: 前川朋子、萩原彰文、堀正明、Christina Andica、藤田翔平、明石敏昭、鎌形康司、和田昭彦、青木茂樹
  • 学会等名: 30th ISMRM International Society for Magnetic Resonance in Medicine
• [学会発表] 多発性硬化症プラークの発生からの推定経過時間とミエリン・軸索のMRIによる定量評価の関係性 (2020)
  • 著者名/発表者名: 前川朋子 , 萩原彰文 , 堀正明 , Christina Andica , 藤田翔平 , 明石敏昭 , 鎌形康司 , 和田昭彦 , 青木茂樹
  • 学会等名: 第48回日本磁気共鳴医学会大会
• [学会発表] Pitfall of synthetic MRI: Effect of gadolinium on the estimation of brain tissue volumes and myelin based on rapid simultaneous relaxometry (2018)
  • 著者名/発表者名: Maekawa T, Hagiwara A, Hori M, Kamagata K, Andica C, Haruyama T, Sato K, Koshino S, Irie R, Wada A, Aoki S
  • 学会等名: International Society for Magnetic Resonance in Medicine
  • 国際学会
• [学会発表] Rapid Myelin Measurement: Comparison Between SyMRI (Simultaneous Tissue Relaxometry), Magnetization Transfer Saturation Index, and T1w/T2w Ratio Methods (2018)
  • 著者名/発表者名: Hagiwara A, Hori M, Kamagata K, Nakazawa M, Andica C, Maekawa T, Koshino S, Irie R, Chougar L, Abe O, Aok S
  • 学会等名: International Society for Magnetic Resonance in Medicine
  • 国際学会