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次世代拡散MRIおよび機械学習を用いた統合失調症新規診断基準の検討

研究課題

研究課題/領域番号 19K17061
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分52030:精神神経科学関連
研究機関京都大学

研究代表者

孫 樹洛  京都大学, 医学研究科, 研究員 (60771524)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2021年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2020年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2019年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード統合失調症 / カルボニルストレス / MRI
研究開始時の研究の概要

一部の治療抵抗性/重症統合失調症患者において、ペントシジンが増加しピリドキサールが低下する、所謂「カルボニルストレス」が病態に関与するという日本独自の新しい知見が報告されている。本研究では、統合失調症と診断される患者のうちカルボニルストレス亢進が関連する一群を、次世代拡散MRI解析および機械学習を用いて同定し、カルボニルストレスと脳構造的・機能的結合性の異常、精神症状との関連を明らかにすることを目的とする。具体的には、 a) カルボニルストレス関連マーカーの血中濃度測定を行い、b) 次世代拡散MRI、心理検査との関連を調査し、c) 機械学習を用いてカルボニルストレス亢進群の分離を試みる。

研究成果の概要

統合失調症におけるカルボニルストレス関連マーカーと脳構造画像マーカーとの関連を調べた。その結果、統合失調症群において、カルボニルストレスの亢進が白質統合性の低下と関連するという知見が得られ、この研究成果はSchizophrenia Research誌に受理された。この関係には、神経細胞密度の低下が関連しているという知見も得られ、この研究成果はScientific Reports誌に受理された。
また、統合失調症において血漿ホモシステイン濃度が大脳白質微細構造異常に関連するという知見も得られ、この研究成果はSchizophrenia誌に受理された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

今回、我々は統合失調症におけるカルボニルストレスの亢進、およびホモシステインの亢進が大脳白質構造の異常と関連することを報告した。本研究でその神経学的微細構造変化を明らかにすることにより、これらの代謝異常が統合失調症群における脳構造変化に関連した新たな交絡因子と考えられる可能性が示された。また、治療抵抗性統合失調症及び精神病発症危険状態に対し、カルボニルストレス軽減目的としてビタミンB6を補充することや、ホモシスチン軽減目的でベタインを投与することなど、新規治療・介入法の開発につながることが予想され、統合失調症研究・臨床治療現場に対する学術的意義、社会的意義は大きいと考えられる。

報告書

(6件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2024 2023 2022 2020 2019

すべて 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 5件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 9件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Association of homocysteine with white matter dysconnectivity in schizophrenia2024

    • 著者名/発表者名
      Tabata Koichi、Son Shuraku、Miyata Jun、Toriumi Kazuya、Miyashita Mitsuhiro、Suzuki Kazuhiro、Itokawa Masanari、Takahashi Hidehiko、Murai Toshiya、Arai Makoto
    • 雑誌名

      Schizophrenia

      巻: 10 号: 1 ページ: 39-39

    • DOI

      10.1038/s41537-024-00458-0

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Association between enhanced carbonyl stress and decreased apparent axonal density in schizophrenia by multimodal white matter imaging2023

    • 著者名/発表者名
      Son Shuraku、Arai Makoto、Toriumi Kazuya、Andica Christina、Matsuyoshi Daisuke、Kamagata Koji、Aoki Shigeki、Kawashima Takahiko、Kochiyama Takanori、Okada Tomohisa、Fushimi Yasutaka、Nakamoto Yuji、Kobayashi Yuko、Murai Toshiya、Itokawa Masanari、Miyata Jun
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 13 号: 1 ページ: 12220-12220

    • DOI

      10.1038/s41598-023-39379-w

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Disorganization of semantic brain networks in schizophrenia revealed by fMRI.2023

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto Y, Nishida S, Hayashi R, Son S, Murakami A, Yoshikawa N, Ito H, Oishi N, Masuda N, Murai T, Friston K, Nishimoto S, *Takahashi H.
    • 雑誌名

      Schizophrenia Bulletin.

      巻: 49 号: 2 ページ: 498-506

    • DOI

      10.1093/schbul/sbac157

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Molecular diagnosis of 405 individuals with autism spectrum disorder2023

    • 著者名/発表者名
      Miyake Noriko、Tsurusaki Yoshinori、Fukai Ryoko、Kushima Itaru...Takata Atsushi、Mizuguchi Takeshi、Ozaki Norio、Matsumoto Naomichi
    • 雑誌名

      European Journal of Human Genetics

      巻: 27-Mar 号: 12 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1038/s41431-023-01335-7

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Cross-disorder analysis of genetic and regulatory copy number variations in bipolar disorder, schizophrenia, and autism spectrum disorder2022

    • 著者名/発表者名
      Kushima Itaru、Nakatochi Masahiro、Aleksic Branko、Okada Takashi、(中略)、Ozaki Norio
    • 雑誌名

      Biological Psychiatry

      巻: - 号: 5 ページ: 362-374

    • DOI

      10.1016/j.biopsych.2022.04.003

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Cortical changes in patients with schizophrenia across two ethnic backgrounds2022

    • 著者名/発表者名
      Langenbach Benedikt P.、Kohl Waldemar、Murai Toshiya、Suslow Thomas、Ohrmann Patricia、Bauer Jochen、Matsukawa Noriko、Son Shuraku、Pedersen Anya、Lichtenstein Theresa、Miyata Jun、Koelkebeck Katja
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 12 号: 1 ページ: 10810-10810

    • DOI

      10.1038/s41598-022-14914-3

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Enhanced Carbonyl Stress and Disrupted White Matter Integrity in Schizophrenia.2020

    • 著者名/発表者名
      Son S, Arai M, Toriumi K, Mizuta H, Miyata J, Hayashi T, Aso T, Itokawa M, Murai T.
    • 雑誌名

      Schizophr Res

      巻: 223 ページ: 242-248

    • DOI

      10.1016/j.schres.2020.08.007

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Anti-PDHA1 antibody is detected in a subset of patients with schizophrenia2020

    • 著者名/発表者名
      Yukako Nakagami, Genichi Sugihara, Nakashima N, Hazama M, Son S, Ma S, Riki Matsumoto, Murai T, Akio Ikeda, Murakami K
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: - 号: 1 ページ: 7906-7906

    • DOI

      10.1038/s41598-020-63776-0

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Reduced intra- and inter-individual diversity of semantic representations in the brains of schizophrenia patients2020

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Nishida, Yukiko Matsumoto, Naganobu Yoshikawa, Shuraku Son, Akio Murakami, Ryusuke Hayashi, Shinji Nishimoto, Hidehiko Takahashi
    • 雑誌名

      bioRxiv 2020

      巻: 2020 ページ: 1-41

    • DOI

      10.1101/2020.06.03.132928

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Gray matter volume reductions in patients with schizophrenia: A replication study across two cultural backgrounds2019

    • 著者名/発表者名
      Koelkebeck Katja、Dannlowski Udo、Ohrmann Patricia、Suslow Thomas、Murai Toshiya、Bauer Jochen、Pedersen Anya、Matsukawa Noriko、Son Shuraku、Haidl Theresa、Miyata Jun
    • 雑誌名

      Psychiatry Research: Neuroimaging

      巻: 292 ページ: 32-40

    • DOI

      10.1016/j.pscychresns.2019.08.008

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] シンポジウム34 脳を見る:統合失調症研究の新展開2023

    • 著者名/発表者名
      入谷 修司、孫 樹洛、水谷 隆太、石田 裕昭、村井 俊哉、尾崎 紀夫、糸川 昌成
    • 学会等名
      第119回日本精神神経学会学術総会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 統合失調症におけるカルボニルストレスの亢進と白質構造変化について2020

    • 著者名/発表者名
      孫樹洛
    • 学会等名
      第50回日本神経精神薬理学会年会・第42回日本生物学的精神医学会年会・第4回日本精神薬学会総会(NPBPPP2020合同年会)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Creativity and Positive Symptoms Revisited:Structural Connectivity Analysis with Diffusion Tensor Imaging2019

    • 著者名/発表者名
      Shuraku Son
    • 学会等名
      World Congress of Societies of Biological Psychiatry 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Association between Creativity and Positive Symptoms Revealed by Structural Connectivity Analysis2019

    • 著者名/発表者名
      Shuraku Son
    • 学会等名
      第41回日本生物学的精神医学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2025-01-30  

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