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アルツハイマー病モデルマウスを用いた非侵襲早期診断システムの開発研究

研究課題

研究課題/領域番号 20K07829
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52010:内科学一般関連
研究機関北海道医療大学

研究代表者

藤井 博匡  北海道医療大学, その他, 客員教授 (70209013)

研究分担者 下濱 俊  札幌医科大学, 医学部, 名誉教授 (60235687)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022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: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワードアルツハイマー病 / 酸化ストレス / レドックス / EPRイメージング / 脳内レドクス / 電子常磁性共鳴 / イメージング / モデルマウス / 酸素代謝
研究開始時の研究の概要

高齢化に伴い、アルツハイマー病(AD)の発症メカニズムの解明から診断・治療に渡る包括的な研究推進が求められている。AD病態を理解するにはADの生理学的情報を可視化する手法の開発が重要であり、特にADの発症予測が可能な非侵襲的イメージング技術の出現が求められている。本研究では、酸化ストレス状態がAD病理カスケードの早期段階で変化する点に着目し、ADモデルマウスの脳内酸化ストレス関連パラメーターを非侵襲で可視化する電子常磁性共鳴法を用いたAD病態の早期診断システムを開発する。本システムを用い、AD発症予測と病態進行度の客観的評価を可能とする評価手法を確立し、早期診断ツールとしての貢献をめざす。

研究成果の概要

高齢化が進むにつれて、アルツハイマー病(AD)患者数が急激に増加している。AD病態の理解を進める一つの糸口として、ADの生理学的情報を非破壊的に可視化し発症予測が可能な非侵襲的イメージング法の出現が求められている。本課題では、酸化ストレス状態がAD病理カスケードの早期段階で変化する点に着目し、ADモデルマウスの脳内酸化ストレス状態を非侵襲で可視化する電子常磁性共鳴法(EPR)を用いたAD病態の早期診断システムを開発した。酸化ストレス状態を早期に発見するニトロキシド分子の選択および高度に画像化出来るEPRイメージング装置を製作し、脳内レドックス状態が7ヶ月齢で変化するのを見つけ出すことができた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究課題では、ADモデルマウスの脳内レドックス状態を非侵襲で可視化しうる、電子常磁性共鳴法(EPR)を用いたAD病態の早期診断システムを開発した。本研究で開発したシステムを用いると、ADモデルマウスの脳内にアミロイドβタンパク質が蓄積し始める9ヶ月例よりも早い6~7ヶ月齢で脳内酸化ストレス状態が変化することを検出することが出来た。 この研究手法を活用すると、ADモデルマウスにどのような介入をすることでいち早く脳内レドックス状態の変動が起こりうるかを予測することが出来、ADの始まりの状態である軽度認知障害(MCI)への移行を早期に発見でき、AD患者増加の抑制に貢献することが出来る。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Effect of relative configuration of TEMPO-type nitroxides on ascorbate reduction2023

    • 著者名/発表者名
      Azuma Risa、Yamasaki Toshihide、Emoto Miho C.、Sato-Akaba Hideo、Sano Kohei、Munekane Masayuki、Fujii Hirotada G.、Mukai Takahiro
    • 雑誌名

      Free Radical Biology and Medicine

      巻: 194 ページ: 114-122

    • DOI

      10.1016/j.freeradbiomed.2022.11.033

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Early detection of redox imbalance in the APPswe/PS1dE9 mouse model of Alzheimer’s disease by in vivo electron paramagnetic resonance imaging2021

    • 著者名/発表者名
      Emoto Miho C.、Sato-Akaba Hideo、Hamaue Naoya、Kawanishi Katsuya、Koshino Hisashi、Shimohama Shun、Fujii Hirotada G.
    • 雑誌名

      Free Radical Biology and Medicine

      巻: 172 ページ: 9-18

    • DOI

      10.1016/j.freeradbiomed.2021.05.035

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Three-dimensional electron paramagnetic resonance imaging of mice using ascorbic acid sensitive nitroxide imaging probes2021

    • 著者名/発表者名
      Sato-Akaba Hideo、Emoto Miho C.、Yamada Ken-ichi、Koshino Hisashi、Fujii Hirotada G.
    • 雑誌名

      Free Radical Research

      巻: 55 号: 9-10 ページ: 950-957

    • DOI

      10.1080/10715762.2021.1991918

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Design and Fabrication of Compact Arrayed Magnet for Biological EPR Imaging2020

    • 著者名/発表者名
      Sato-Akaba Hideo、Okada Yuki、Tsuji Kentaro、Emoto Miho C.、Fujii Hirotada G.
    • 雑誌名

      Applied Magnetic Resonance

      巻: - 号: 8 ページ: 1-13

    • DOI

      10.1007/s00723-020-01256-4

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Brain redox imaging using the blood-brain barrier-permeable nitroxides with different resistances to esterase.2022

    • 著者名/発表者名
      Emoto M, Sato-Akaba H, Fujii H.
    • 学会等名
      ISMRM
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 卓上型EPRイメージング装置によるマウス胸腹部の三次元画像2022

    • 著者名/発表者名
      江本美穂、赤羽英夫、藤井博匡
    • 学会等名
      第61回電子スピンサイエンス学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Brain imaging of small animals by compact bench-top EPR imager2021

    • 著者名/発表者名
      Fujii Hirotada G、Sato-Akaba Hideo、Emoto Miho C.
    • 学会等名
      International Society of Magnetic Resonance Conference
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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