PETとMRSの融合による新しいヒト脳内薬物濃度・受容体占拠率測定法の開発

2019 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 16H05385
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 田代 学 東北大学, サイクロトロン・ラジオアイソトープセンター, 教授 (00333477)
• 研究分担者: 久保 均 福島県立医科大学, 新医療系学部設置準備室, 教授 (00325292) ; 伊藤 浩 福島県立医科大学, 医学部放射線科, 教授 (20360357) ; 渡部 浩司 東北大学, サイクロトロン・ラジオアイソトープセンター, 教授 (40280820) ; 佐々木 真理 岩手医科大学, 医歯薬総合研究所, 教授 (80205864)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: 核磁気共鳴スペクトロスコピー（MRS) / ポジトロン放出断層法（PET) / 脳・神経 / 薬理学 / 脳内代謝物

研究実績の概要

これまでの福島県立医科大学先端臨床研究センターにおける測定により、3テスラ (3T）のMR装置を用いたMR spectroscopy（MRS)では、ヒトが服薬した薬物自体の信号を直接検出して薬物脳内濃度の推移を追跡するのはPRESS法およびSTEAM法のどちらの方法でも困難であることが示された。次いで、岩手医科大学の超高磁場先端MR研究センターの7テスラ（7T）の高磁場MR装置に同一のファントムを持ち込んでMRS測定を行ったところ、7Tのほうが感度が高いものの、少なくとも現時点では3Tシステムのほうが高精度で測定できる可能性が示唆された。以上の所見から、ヒトが薬物を経口服用する際の脳内の薬物の濃度変化をMRSを用いて直接評価することは困難であると考えられた。
加えて、今年度にようやくMRS測定時の薬物血中濃度の測定の結果が揃ったため、経口服用薬剤（ジフェンヒドラミンとアセトアミノフェン）の血中濃度変化と脳内代謝物の濃度変化との間の相関関係について検討した。解析の結果、まず個人差が大きいことが観察されたが、全般的傾向として、ジフェンヒドラミン服用時の被験者ではGABAの脳内濃度はジフェンヒドラミン血中濃度と正相関する傾向を示し、glutamateおよびaspartateの脳内濃度は負相関を示す傾向が観察された。アセトアミノフェン服用時の被験者では、脳内における一部のmacromolecules濃度とアセトアミノフェン血中濃度が負相関の傾向を示した。
さらに、服用したジフェンヒドラミンが脳代謝や脳血流に与える影響についても測定を行ったが、安静状態において薬物の脳移行を評価することは困難と考えられた。一方、認知課題を実施する際には脳糖代謝がプラセボ服用時よりも有意に増加した。
これらの所見は抗ヒスタミン薬の脳内の存在の指標として活用できる可能性があることが示された。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [国際共同研究] Charite - Universitaetsmedizin Berlin(ドイツ)
  • 国名: ドイツ
  • 外国機関名: Charite - Universitaetsmedizin Berlin
• [雑誌論文] Alzheimer's deterioration in intellectual and neurobiological staging supports the retrogenesis model: a double dissociation between verbal/non-verbal judgments and the left/right parieto-temporal glucose metabolism. A retrospective data analysis from the Tajiri Project. (2020)
  • 著者名/発表者名: Meguro M, Meguro K, Takahashi K, Yamaguchi S, Tashiro M.
  • 雑誌名: Psychogeriatrics. 巻: 20 ページ: 149-155
  • DOI: 10.1111/psyg.12478
  • 査読あり
• [雑誌論文] A systematic performance evaluation of head motion correction techniques for 3 commercial PET scanners using a reproducible experimental acquisition protocol. (2019)
  • 著者名/発表者名: Inomata T, Watanuki S, Odagiri H, Nambu T, Karakatsanis NA, Ito H, Watabe H, Tashiro M, Shidahara M
  • 雑誌名: Ann Nucl Med. 巻: 33 ページ: 459-470
  • DOI: 10.1007/s12149-019-01353-w
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Longitudinal changes in 18 F-THK5351 positron emission tomography in corticobasal syndrome. (2019)
  • 著者名/発表者名: Ezura M, Kikuchi A, Ishiki A, Okamura N, Hasegawa T, Harada R, Watanuki S, Funaki Y, Hiraoka K, Baba T, Sugeno N, Oshima R, Yoshida S, Kobayashi J, Kobayashi M, Tano O, Nakashima I, Mugikura S, Iwata R, Taki Y, Furukawa K, Arai H, Furumoto S, Tashiro M, Yanai K, Kudo Y, Takeda A, Aoki M.
  • 雑誌名: Eur J Neurol. 巻: 26 ページ: 1205-1211
  • DOI: 10.1111/ene.13966
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nuclear medicine practice in Japan: a report of the eighth nationwide survey in 2017. (2019)
  • 著者名/発表者名: Nishiyama Y, Kinuya S, Kato T, Kayano D, Sato S, Tashiro M, Tatsumi M, Hashimoto T, Baba S, Hirata K, Yoshimura M, Yoneyama H.
  • 雑誌名: Ann Nucl Med. 巻: 33 ページ: 725-732
  • DOI: 10.1007/s12149-019-01382-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Brain histamine H1 receptor occupancy after oral administration of desloratadine and loratadine. (2019)
  • 著者名/発表者名: Nakamura T, Hiraoka K, Harada R, Matsuzawa T, Ishikawa Y, Funaki Y, Yoshikawa T, Tashiro M, Yanai K, Okamura N
  • 雑誌名: Pharmacol Res Perspect. 巻: 7 ページ: e00499
  • DOI: 10.1002/prp2.499
  • 査読あり
• [雑誌論文] Error evaluation of the D-shuttle dosimeter technique in positron emission tomography study. (2019)
  • 著者名/発表者名: Islam MS, Watanuki S, Tashiro M, Watabe H.
  • 雑誌名: Radiol Phys Technol. 巻: 12 ページ: 363-373
  • DOI: 10.1007/s12194-019-00530-w
• [雑誌論文] Renal statistical map for positron emission tomography with [O-15] water. (2019)
  • 著者名/発表者名: Rahman M, Watabe H, Shidahara M, Watanuki S, Tashiro M, Mori T, Ito S, Ohsaki Y.
  • 雑誌名: Am J Nucl Med Mol Imaging. 巻: 9 ページ: 193-202
  • 査読あり
• [学会発表] 抗ヒスタミン薬の鎮静作用と自動車運転における安全性：脳科学からの考察 (2020)
  • 著者名/発表者名: 田代学
  • 学会等名: 遠野市医師会学術講演会
  • 招待講演
• [学会発表] 抗ヒスタミン薬が認知課題遂行中のエネルギー消費に与える影響：FDG-PET研究. (2019)
  • 著者名/発表者名: 田代 学、鈴木 頌也、Edmond CHEN、菊地 飛鳥 、稲見 暁惠、三宅 正泰、Fairuz Mohd NASIR、平岡 宏太良、四月朔日聖一、谷内 一彦、渡部 浩司.
  • 学会等名: 第59回日本核医学会学術総会
• [学会発表] 脳画像医学で明らかにされる抗ヒスタミン薬の鎮静性副作用：ガンマ線および近赤外線を用いた脳イメージング技術の医学貢献. (2019)
  • 著者名/発表者名: 田代学.
  • 学会等名: 第41回日本光医学光生物学会
  • 招待講演
• [学会発表] Effects of antihistamines on regional glucose metabolic changes in human prefrontal cortex during cognitive tasks (2019)
  • 著者名/発表者名: Nobuya Suzuki, Asuka Kikuchi, Akie Inami, Fairuz Binti Mohammadi Nasir, Attayeb Mohsen, Shoichi Watanuki, Masayasu Miyake, Kazuko Takeda, Kotaro Hiraoka, Kazuhiko Yanai, Hiroshi Watabe, Manabu Tashiro.
  • 学会等名: NEURO2019（第42回日本神経科学大会）
• [学会発表] 一過性の運動による認知パフォーマンスの向上に対する内因性ドーパミンの関与. (2019)
  • 著者名/発表者名: 安藤創一，藤本敏彦，四月朔日聖一，Fairuz Nasirナジールファイルーズ，平岡宏太良，武田和子，小林中，今野大成，リンユーチェンYuchen Lin，渡部浩司，田代学.
  • 学会等名: 第74回体力医学会
• [学会発表] 抗ヒスタミン薬が認知課題遂行中の脳エネルギー消費に与える影響に関する脳PET研究 (2019)
  • 著者名/発表者名: 鈴木頌也、菊地飛鳥、稲見暁惠、Attayeb Mohsen、松田林、平岡宏太良、四月朔日聖一、三宅正泰、渡部浩司、谷内一彦、田代学
  • 学会等名: 第22回日本ヒスタミン学会