神経構造・機能画像を統合した筋萎縮性側索硬化症の新規バイオマーカーの開発

2015 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 15K19487
• 研究機関: 徳島大学
• 研究代表者: 佐光 亘 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部, 助教 (60581155)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: 筋萎縮性側索硬化症 / バイオマーカー / MRI

研究実績の概要

筋萎縮性側索硬化症（ALS）は上位・下位運動ニューロン徴候を神経学的特徴とする疾患群である。本年度は、客観的バイオマーカー確立を目的として、magnetic resonance imaging (MRI)やmagnetic resonance spectroscopy (MRS)などの神経画像を用いてALSを解析した。
一次運動野において、N-acetyl aspartate (NAA)とグルタミン酸 (Glu)の比であるNAA/Glu比が罹患期間と相関することを報告した (Sako et al., J Clin Neurosci 2016)。また補足運動野において、神経間の構造的結合性を表すfractional anisotropy (FA)値が罹患期間と重症度両方と相関することも見出した (Sako et al., Neurol Sci 2016)。これらの結果は、NAA/Glu比とFA値が疾患重症度を反映し、治療効果判定や予後予測に有用である可能性を示唆している。
さらに、機能画像であるfunctional MRI (fMRI)から局所における神経活動の同調率を反映するregional homogeneity (ReHo)を算出し、ALSにおける一次運動野のReHo値低下を証明した。この結果は本研究のfMRI撮影・処理方法に対する信頼性、そしてALS診断法としてのfMRIの妥当性を支持する結果と考えられる。
今後、神経機能・構造をそれぞれ反映するfMRIとFA値を用いて、これらを統合した解析を行う予定である。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

本研究では以下のような実績が得られ、概ね順調に進んでいると自己評価した。
①ALSの一次運動野におけるNAA/Glu比が罹患期間と相関していることを明らかにした。
②ALSの補足運動野における構造的結合性が罹患期間と疾患重症度の両方と相関していることを明らかにした。
③ALSの一次運動野における神経活動の同調率の低下を明らかにした。

今後の研究の推進方策

今後は登録症例をさらに増やすとともに、神経機能画像と構造画像を統合的に解析し、ALSにおける機能・構造異常の関係を明らかにする。
さらに、それらを組み合わせた新規バイオマーカー開発を行い、receiver operating characteristic curveを用いてその診断能力を評価する予定である。

次年度使用額が生じた理由

平成28年3月納品となり、支払いが完了していないため、次年度使用額が生じた。

次年度使用額の使用計画

平成28年4月に支払い完了予定である。

研究成果

• [雑誌論文] The difference of apparent diffusion coefficient in the middle cerebellar peduncle among parkinsonian syndromes: Evidence from a meta-analysis (2016)
  • 著者名/発表者名: Wataru Sako, Nagahisa Murakami, Yoshimichi Miyazaki, Yuishin Izumi, Ryuji Kaji
  • 雑誌名: Journal of Neurological Sciences 巻: 363 ページ: 90-94
  • DOI: 10.1016/j.jns.2016.02.034
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fractional anisotrophy in the supplementary motor area correlates with disease duration and severity of amyotrophic lateral sclerosis (2016)
  • 著者名/発表者名: Wataru Sako, Takashi Abe, Yuishin Izumi, Masafumi Harada, Ryuji Kaji
  • 雑誌名: Neurological Sciences 巻: 37 ページ: 573-577
  • DOI: 10.1007/s10072-016-2487-z
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The ratio of N-acetyl aspartate to glutamate correlates with disease duration of amyotrophic lateral sclerosis (2016)
  • 著者名/発表者名: Wataru Sako, Takashi Abe, Yuishin Izumi, Masafumi Harada, Ryuji Kaji
  • 雑誌名: Journal of Clinical Neuroscience 巻: 27 ページ: 573-577
  • DOI: 10.1016/j.jocn.2015.08.044
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] On-period unified Parkinson’s disease rating scale before surgery correlates with differences in outcomes between pallidal and subthalamic stimulation: a meta-analysis (2016)
  • 著者名/発表者名: Wataru Sako, Takashi Abe, Yuishin Izumi, Masafumi Harada, Ryuji Kaji
  • 雑誌名: Neurological Sciences 巻: 37 ページ: 135-137
  • DOI: 10.1007/s10072-015-2376-x
  • 査読あり
• [雑誌論文] The visual perception of natural motion: abnormal task-related neural activity in DYT1 dystonia (2015)
  • 著者名/発表者名: Wataru Sako, Koji Fujita, An Vo, Janet Rucker, John-Ross Rizzo, Martin Niethammer, Maren Carbon, Susan Bressman, Aziz M. Ulug, David Eidelberg
  • 雑誌名: Brain 巻: 138 ページ: 3598-3609
  • DOI: 10.1093/brain/awv282
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Clinical significance of discrepancy between arterial spin labeling images and contrast-enhanced images in the diagnosis of brain tumors (2015)
  • 著者名/発表者名: Takashi Abe, Yoshifumi Mizobuchi, Wataru Sako, Saho Irahara, Yoichi Otomi, Yuki Obama, Kohei Nakajima, Delgerdalai Khashbat, Mungunkhuyag Majigsuren, Teruyoshi Kageji, Shinji Nagahiro, Masafumi Harada
  • 雑誌名: Magnetic Renonance in Medical Sciences 巻: 14 ページ: 313-319
  • DOI: 10.2463/mrms.2014-0083
  • 査読あり
• [雑誌論文] The effect of tremor onset on middle cerebellar peduncle of Parkinson’s disease (2015)
  • 著者名/発表者名: Wataru Sako, Nagahisa Murakami, Yoshimichi Miyazaki, Takashi Abe, Masafumi Harada, Yuishin Izumi, Ryuji Kaji
  • 雑誌名: Journal of Neurological Sciences 巻: 358 ページ: 172-177
  • DOI: 10.1016/j.jns.2015.08.1531
  • 査読あり
• [雑誌論文] How sick are dialysis patients undergoing cholecystectomy? Analysis of 92,672 patients from the American College of Surgeons National Surgical Quality Improvement Program database (2015)
  • 著者名/発表者名: Sophia F. Tam, Joyce T. Au, Wataru Sako, Antonio E. Alfonso, Gainosuke Sugiyama
  • 雑誌名: American Journal of Surgery 巻: 210 ページ: 864-870
  • DOI: 10.1016/j.amjsurg.2015.01.020
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Neurofilament light chain level in cerebrospinal fluid can differentiate Parkinson’s disease from atypical parkinsonism: Evidence from a meta-analysis (2015)
  • 著者名/発表者名: Wataru Sako, Nagahisa Murakami, Yuishin Izumi, Ryuji Kaji
  • 雑誌名: Journal of Neurological Sciences 巻: 352 ページ: 84-87
  • DOI: 10.1016/j.jns.2015.03.041
  • 査読あり
• [雑誌論文] Metabolic resting-state brain networks in health and disease (2015)
  • 著者名/発表者名: Phoebe G. Spetsieris, Ji Hyun Ko, Chris C. Tang, Amir Nazem, Wataru Sako, Shichun Peng, Yilong Ma, Vijay Dhawan, David Eidelberg
  • 雑誌名: Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 巻: 112 ページ: 2563-2568
  • DOI: 10.1073/pnas.1411011112
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Val66Met polymorphism of brain-derived neurotrophic factor is associated with primary dystonia: A meta-analysis of case-control studies (2015)
  • 著者名/発表者名: Wataru Sako, Nagahisa Murakami, Yuishin Izumi, Ryuji Kaji
  • 雑誌名: Journal of the Clinical Neuroscience 巻: 22 ページ: 575-577
  • DOI: 10.1016/j.jocn.2014.08.014
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thalamocortical connectivity correlates with phenotypic variability in dystonia (2015)
  • 著者名/発表者名: An Vo, Wataru Sako, Martin Niethammer, Maren Carbon, Susan Bressman, Aziz Ulug, David Eidelberg
  • 雑誌名: Cerebral Cortex 巻: 25 ページ: 3086-3094
  • DOI: 10.1093/cercor/bhu104
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] 18FDG-microPET and MR DTI findings in Tor1a+/- heterozygous knock-out mice (2015)
  • 著者名/発表者名: An Vo, Wataru Sako, Stephen L. Dewey, David Eidelberg, Aziz M. Ulug
  • 雑誌名: Neurobiology of Disease 巻: 73 ページ: 399-406
  • DOI: 10.1016/j.nbd.2014.10.020
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] 筋萎縮性側索硬化症における低周波帯域の安静時脳機能MRI信号変化 (2015)
  • 著者名/発表者名: 佐光 亘, 阿部考志, 原田雅史, 和泉唯信, 梶 龍兒
  • 学会等名: 第45回日本臨床神経生理学会学術大会
  • 発表場所: 大阪国際会議場（大阪府大阪市）
  • 年月日: 2015-11-05 – 2015-11-07
• [学会発表] The effect of tremor onset on middle cerebellar peduncle of Parkinson’s disease (2015)
  • 著者名/発表者名: 佐光 亘, 村上永尚, 宮崎由道, 阿部考志, 原田雅史, 和泉唯信, 梶 龍兒
  • 学会等名: 第38回日本神経科学大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場・神戸国際展示場（兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2015-07-28 – 2015-07-31
• [学会発表] Abnormal neural activity in natural motion perception in DYT1 dystonia (2015)
  • 著者名/発表者名: 佐光 亘, An Vo, Aziz M. Ulug, David Eidelberg
  • 学会等名: 第56回日本神経学会学術大会
  • 発表場所: 朱鷺メッセ・ホテル日航新潟（新潟県新潟市）
  • 年月日: 2015-05-20 – 2015-05-23