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2017 年度 実施状況報告書

拡散画像によるヒト脳内グリンパティック系の非侵襲的評価とアルツハイマー病への応用

研究課題

研究課題/領域番号 17K10397
研究機関名古屋大学

研究代表者

田岡 俊昭  名古屋大学, 医学部附属病院, 病院准教授 (30305734)

研究分担者 長縄 慎二  名古屋大学, 医学系研究科, 教授 (50242863)
増谷 佳孝  広島市立大学, 情報科学研究科, 教授 (20345193)
安野 史彦  国立研究開発法人国立長寿医療研究センター, 精神科, 医長 (60373388)
川井 恒  名古屋大学, 医学部附属病院, 講師 (50378147)
岸本 年史  奈良県立医科大学, 医学部, 教授 (60201456)
吉川 公彦  奈良県立医科大学, 医学部, 教授 (10161506)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワードGlymphatic system / MRI / 拡散画像
研究実績の概要

正常例、軽度認知機能低下症例、Alzheimer病症例を対象として拡散テンソル画像を撮像した。症例は31例(男性14人、女性17人、年齢51~89歳、平均75歳、中央値76歳)であり、AD患者16人、MCI患者9人、SCI患者6人であった。各症例でMini mental state examination(MMSE)による重篤度の評価を行った。
撮像は3.0-T臨床用MRI 装置を用いて行った。 拡散画像はEPI法を用いて撮像した。
上記撮像により得られたデータから、拡散テンソル画像を、dTV.II.13k +ソフトウェア(広島市立大学大学院情報科学研究科)を用いて生成した。 このソフトウェアは、拡散異方性マップおよび拡散率マップを含む拡散テンソルの計算画像を作成し、さらに、x軸、y軸およびz軸方向の拡散率を計算することができる。
放線冠部で投射線維領域、連合線維領域、皮質下領域においたROIでそれぞれx,y,z方向の拡散能を測定した。すると、投射線維領域、連合線維領域では、投射線維方向(z方向)、連合線維方向(y方向)の拡散能はMMSEスコアと逆相関して、ADが重篤であるほど拡散能が上昇するのに対して、血管周囲腔の走行方向(x方向)の拡散能は、MMSEスコアと相関して、ADが重篤であるほど拡散能が低下する傾向を示した。なお血管周囲腔と白質線維の方向の一致する皮質下領域ではすべての方向で逆相関を示した。
血管周囲腔の走行方向に限局した拡散能がGlymphaticシステムの活性に相関すると仮定して、血管周囲腔の方向の拡散能を、血管周囲腔、および主な白質線維の走行方向と直交する方向の拡散能との比(ALPS index:mean(Dxproj,Dxaxxoc/mean(Dyproj,Dzassoc))で評価した。
ALPS indexはMMSEスコアと有意に逆相関し、また年齢と有意に相関した。このことから、ALPS indexがGlymphaticシステムの機能を反映した指標となり得る可能性が示唆された。

現在までの達成度 (区分)
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

症例も蓄積しつつあり、初期の結果も得る事ができた。
上記の結果は、MMSEスコアと投射線維や連合線維に沿った拡散率との間に有意な負の相関があることを示したが、これはADまたはMCIに起因する投射線維や連合線維における白質変性によって説明することができる。一方、血管周囲空間に沿った拡散性とMMSEスコアとの間には、上記とは逆に有意な正の相関を示し、投射線維、または連合線維が優位である領域で、血管周囲腔の方向における水分子の運動が低下していることを示した。このことから、上記のALPS indexがGlymphaticシステムの機能を反映した指標となり得る可能性が示唆された。

今後の研究の推進方策

引き続き症例の蓄積を行うと共に、解析方法の改善を図る。
アルツハイマー病、その前段階とされる軽度認知障害(mild cognitive impairment :MCI)さらにその前段階といわれる主観的認知障害(subjective cognitive impairment :SCI)にDTI-ALPS、QSI-ALPSを応用して、アルツハイマー病の発症に関連したグリンパティック系の変化を探り、発症に至るまでの変化を明らかにしたい。

次年度使用額が生じた理由

物品費が当初の見込みよりも少なくてすんだため、次年度の旅費として使用したい。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 2件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 4件、 招待講演 4件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Gadolinium-based Contrast Media, Cerebrospinal Fluid and the Glymphatic System: Possible Mechanisms for the Deposition of Gadolinium in the Brain.2018

    • 著者名/発表者名
      Taoka T, Naganawa S.
    • 雑誌名

      Magn Reson Med Sci.

      巻: 17 ページ: 111-119

    • DOI

      10.2463/mrms.rev.2017-0116.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Impact of the Glymphatic System on the Kinetic and Distribution of Gadodiamide in the Rat Brain2018

    • 著者名/発表者名
      Taoka Toshiaki、Jost Gregor、Frenzel Thomas、Naganawa Shinji、Pietsch Hubertus
    • 雑誌名

      Investigative Radiology

      巻: 53 ページ: 1~1

    • DOI

      10.1097/RLI.0000000000000473

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Evaluation of glymphatic system activity with the diffusion MR technique: diffusion tensor image analysis along the perivascular space (DTI-ALPS) in Alzheimer’s disease cases2017

    • 著者名/発表者名
      Taoka Toshiaki、Masutani Yoshitaka、Kawai Hisashi、Nakane Toshiki、Matsuoka Kiwamu、Yasuno Fumihiko、Kishimoto Toshifumi、Naganawa Shinji
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Radiology

      巻: 35 ページ: 172~178

    • DOI

      10.1007/s11604-017-0617-z

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Revisiting Current Golden Rules in Managing Acute Ischemic Stroke: Evaluation of New Strategies to Further Improve Treatment Selection and Outcome2017

    • 著者名/発表者名
      Yuh William T. C.、Alexander Matthew David、Ueda Toshihiro、Maeda Masayuki、Taoka Toshiaki、Yamada Kei、Beauchamp Norman J.
    • 雑誌名

      American Journal of Roentgenology

      巻: 208 ページ: 32~41

    • DOI

      10.2214/AJR.16.16557

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Lack of Contrast Enhancement in a Giant Perivascular Space of the Basal Ganglion on Delayed FLAIR Images: Implications for the Glymphatic System2017

    • 著者名/発表者名
      Naganawa S, Nakane T, Kawai H, Taoka T.
    • 雑誌名

      Magn Reson Med Sci.

      巻: 16 ページ: 89-90

    • DOI

      10.2463/mrms.ci.2016-0114

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Diffusion Images to Explore Alzheimer's Disease2018

    • 著者名/発表者名
      Toshiaki Taoka
    • 学会等名
      Symposium Neuroradiologicum 2018
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Overview on Glymphatic System2018

    • 著者名/発表者名
      Toshiaki Taoka
    • 学会等名
      Symposium Neuroradiologicum 2018
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] State of the Art-Parkinson's Disease.2017

    • 著者名/発表者名
      Toshiaki Taoka
    • 学会等名
      International Society for Magnetic Resonance in Medicine 2017
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Venous Imaging2017

    • 著者名/発表者名
      Toshiaki Taoka
    • 学会等名
      International Society for Magnetic Resonance in Medicine 2017
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] Diffusion Tensor Imaging in Dementia. in Neuroimaging Diagnosis for Alzheimer's Disease and Other Dementias2017

    • 著者名/発表者名
      Toshiaki Taoka
    • 総ページ数
      279
    • 出版者
      Springer
    • ISBN
      978-4-431-55133-1

URL: 

公開日: 2018-12-17  

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