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網羅的脳MRI解析を用いた巨脳症性疾患の予後予測のための画像バイオマーカーの探索

研究課題

研究課題/領域番号 21K07694
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
研究機関千葉大学

研究代表者

塩浜 直  千葉大学, 大学院医学研究院, 講師 (10737034)

研究分担者 高梨 潤一  東京女子医科大学, 医学部, 教授 (00302555)
横田 元  千葉大学, 大学院医学研究院, 講師 (20649280)
松本 浩史  千葉大学, 医学部附属病院, 主任診療放射線技師 (60745230)
舞草 伯秀  東京大学, 大学院総合文化研究科, 特任助教 (80631069)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 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)
2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード脳MRI定量解析 / 巨脳症 / PI3K/AKT/mTOR経路 / Hedgehog経路 / バイオマーカー / 脳MRI / 定量解析
研究開始時の研究の概要

巨脳症性疾患の患者さんでは、発達遅滞や、てんかん、脳幹圧迫による突然死、脳腫瘍の合併を認めます。しかし、遺伝子変異のタイプや既存のバイオマーカーでは、合併症の予見は困難です。本研究では、巨脳症性疾患の患者さん及び正常対照者の3D-T1強調画像を、網羅的に構造解析し、巨脳症性疾患の予後予測のための画像バイオマーカーを同定する研究です。さらに本研究で、副次的に創出される日本人小児の脳構造の年齢別基準値と、撮像機種間の補正法は、希少疾患の脳MRI研究の基盤になると期待されます。

研究成果の概要

細胞増殖シグナル(PI3K/AKT経路やヘッジホッグ経路)が過剰だと、脳組織は病的に大きくなる。このような疾患は巨脳症性疾患と総称され、発達の遅れや、てんかん、脳幹圧迫による突然死、脳腫瘍の合併を認める。しかし、既存の遺伝子解析やバイオマーカーからは合併症を予想することはできない。そこで、患者の脳MRIを用いて脳形態を定量的に評価して、予後予測に活用できないかと考えた。この研究では、MRI撮影装置間のバイアスを補正可能な、汎用性の高い小児脳形態の性別・年齢毎の基準値を創出した。巨脳症性疾患の予後に関連する画像バイオマーカーの探索が可能な基盤ができたと考えている。

研究成果の学術的意義や社会的意義

脳MRIは、侵襲なく脳形態の評価ができる優れた検査であり、臨床現場でも定性評価(いわゆる読影)を通して活用されている。 その一方で、脳MRIは自動解析プログラムを用いて、微細な脳形態を定量的に評価することが可能である。本研究は日米の多施設共同研究を通じて、846例の脳MRIを集積して、小児の脳構造の年齢別基準値と、撮像機種間の補正法を確立し、巨脳症性疾患などの疾患脳の評価における有用性を示すことができた。今後は、巨脳症の症例数を増やして検討するとともに、出生コホート症例についても脳MRI撮影を行い巨脳症に関連する遺伝子バリアントが脳形態に与える影響についても検索する。

報告書

(4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
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2023 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 3件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (10件) (うち招待講演 1件)

  • [国際共同研究] Massachusetts General Hospital(米国)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] Boston Children's Hospital(米国)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Boston Children's Hospital(米国)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [雑誌論文] A Brain Morphometry Study with Across-Site Harmonization Using a ComBat-Generalized Additive Model in Children and Adolescents2023

    • 著者名/発表者名
      Shiohama T, Maikusa N, Kawaguchi M, Natsume J, Hirano Y, Saito K, Takanashi J, Levman J, Takahashi E, Matsumoto K, Yokota H, Hattori S, Tsujimura K, Sawada D, Uchida T, Takatani T, Fujii K, Naganawa S, Sato N, Hamada H.
    • 雑誌名

      Diagnostics

      巻: 13 号: 17 ページ: 2774-2774

    • DOI

      10.3390/diagnostics13172774

    • 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] Brain structure alterations in girls with central precocious puberty2023

    • 著者名/発表者名
      Yoshii Shoko、Takatani Tomozumi、Shiohama Tadashi、Takatani Rieko、Konda Yutaka、Hattori Shinya、Yokota Hajime、Hamada Hiromichi
    • 雑誌名

      Frontiers in Neuroscience

      巻: 17 ページ: 1215492-1215492

    • DOI

      10.3389/fnins.2023.1215492

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] microRNA Biology on Brain Development and Neuroimaging Approach2022

    • 著者名/発表者名
      Tsujimura Keita、Shiohama Tadashi、Takahashi Emi
    • 雑誌名

      Brain Sciences

      巻: 12 号: 10 ページ: 1366-1366

    • DOI

      10.3390/brainsci12101366

    • 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] Identification of association fibers using ex vivo diffusion tractography in Alexander disease brains2022

    • 著者名/発表者名
      Shiohama Tadashi、Stewart Natalie、Nangaku Masahito、van der Kouwe Andre J. W.、Takahashi Emi
    • 雑誌名

      Journal of Neuroimaging

      巻: 32 号: 5 ページ: 866-874

    • DOI

      10.1111/jon.13040

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Subtle infantile spasms presenting as hyperirritability in <scp>CK</scp> syndrome2022

    • 著者名/発表者名
      Hagiwara Sho、Shiohama Tadashi、Ogi Tomoo、Ichikawa Tomohiko、Hamada Hiromichi
    • 雑誌名

      Pediatrics International

      巻: 64 号: 1

    • DOI

      10.1111/ped.15335

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quantitative Structural Brain Magnetic Resonance Imaging Analyses: Methodological Overview and Application to Rett Syndrome2022

    • 著者名/発表者名
      Tadashi Shiohama, Keita Tsujimura
    • 雑誌名

      Frontiers in Neuroscience

      巻: 16 ページ: 835964-835964

    • DOI

      10.3389/fnins.2022.835964

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 日本小児神経学会推薦総説 脳MRI定量解析の臨床応用への展望2021

    • 著者名/発表者名
      塩浜 直
    • 雑誌名

      日本小児科学会雑誌

      巻: 125 ページ: 1644-1654

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] MRI 機種間補正が可能な小児脳容量の基準値の創出2023

    • 著者名/発表者名
      塩浜 直, 舞草 伯秀, 川口 将宏, 夏目 淳, 平野 好幸, 齋藤 慶斗, 髙梨 潤一, Levman Jacob, 高橋 恵美, 松本 浩史, 服部 真也, 横田 元, 辻村 啓太, 澤田 大輔, 内田 智子, 高谷 具純, 佐藤 典子, 濱田 洋通.
    • 学会等名
      第126回小児科学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 小児脳における脳局所容量と左右差の検討2023

    • 著者名/発表者名
      塩浜 直, 舞草伯秀, 川口将宏, 夏目淳, 平野好幸, 齋藤慶斗, 髙梨潤一, Jacob Levman, 高橋恵美,松本浩史, 服部真也, 横田元, 辻村啓太, 澤田大輔, 内田智子, 高谷具純, 藤井克則, 長縄伸二, 佐藤典子, 濱田洋通.
    • 学会等名
      第17回小児神経放射線研究会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Across-site harmonization of brain morphometry in children and adolescents2023

    • 著者名/発表者名
      Shiohama T, Maikusa N, Kawaguchi M,et al.
    • 学会等名
      The 18th congress of Asian Society for Pediatric Research
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] シンポジウム16神経放射線医学の最先端と小児. 小児科領域における脳MRI定量解析の臨床応用2023

    • 著者名/発表者名
      塩浜 直
    • 学会等名
      第65 回日本小児神経学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 脳MRI定量解析を用いた自閉スペクトラム症児の発症予測2022

    • 著者名/発表者名
      塩浜 直, Ortug A, Alatorre WJ L, Valli B, Levman J, Faja SK., 辻村 啓太, Maunakae AK, 高橋 恵美
    • 学会等名
      第125回日本小児科学会学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Alexander病患者の剖検脳のおける連合線維の同定2022

    • 著者名/発表者名
      塩浜直, Natalie Stewart, 南学正仁, Andre J.W. van der Kouwe, 高橋恵美.
    • 学会等名
      第16回小児神経放射線研究会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 小児脳MRI の基準値創出を目指した取り組み2022

    • 著者名/発表者名
      塩浜 直、内田智子、澤田大輔、吉井祥子、萩原翔、齋藤千尋、岩瀬由紀子、濱田洋通
    • 学会等名
      第33回千葉県小児神経懇話会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 脳MRI画像を用いた自閉スペクトラム症の早期診断の試み2022

    • 著者名/発表者名
      塩浜 直
    • 学会等名
      第32回千葉県小児神経懇話会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 脳MRI定量解析から診る小児神経疾患-Next Generation Brain Phenotypingをめざしてー(2021年6月13日)2021

    • 著者名/発表者名
      塩浜 直
    • 学会等名
      第219回日本小児科学会千葉地方会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 多彩な合併症を有する児の在宅移行:巨脳症・毛細血管奇形症候群の乳児例での実践例(2021年9月12日)2021

    • 著者名/発表者名
      塩浜 直
    • 学会等名
      第220回日本小児科学会千葉地方会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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