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2018 年度 実施状況報告書

安静時機能的MRIを用いたADHDにおける神経ネットワークと遺伝子の関連解析

研究課題

研究課題/領域番号 18K13106
研究機関福井大学

研究代表者

水野 賀史  福井大学, 学術研究院医学系部門(附属病院部), 特命助教 (50756814)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード注意欠如・多動症(ADHD) / 安静時機能的MRI / 構造画像 / 機械学習 / COMT
研究実績の概要

注意欠如・多動症(ADHD)の病態解明を目的としてADHD児、定型発達児の構造画像と遺伝子との関連を検討し、2018年12月にその成果が英国科学雑誌Cerebral cortexに掲載された。以下にその成果の概要を示す。
ADHDにおいてCatechol-O-methyltransferase (COMT) 遺伝子多型が病態生理に関連していることが報告されている。しかしながら、ADHD児においてCOMT遺伝子多型が脳の構造と行動にどのように影響しているかはわかっていない。そこでADHD児における皮質厚と表面積の特徴を明らかにするのと共に、それに対するCOMT遺伝子多型の影響を検討した。ADHD群39例(11.2±2.2歳)と年齢、利き手、IQのマッチした定型発達群34例(10.5±1.8歳)に対して高解像度のT1強調画像を撮像した。FreeSurferを用いて各領域の皮質厚、表面積を算出し、機械学習を用いてADHD群と定型発達群の分類特徴を解析した。さらに、COMT Val158Met (rs4680)遺伝子データを得て、その関連を検討した。ADHD群と定型発達群における皮質厚と表面積の違いが特に前頭皮質で認められた。さらに、パス解析により、ADHD児では、COMT遺伝子多型は皮質厚と表面積双方において、前頭皮質の異常に影響しており、ワーキングメモリーと関連していることが明らかになった。これらの結果は、ADHDにおけるCOMT遺伝子多型が行動に対してだけではなく、皮質厚と表面積にも影響していることを示唆しており、このことはADHDにおけるCOMT遺伝子多型に関する神経基盤の理解に役立つかもしれない。
現在は福井大学と大阪大学とでさらにリクルートをすすめており、安静時fMRIを用いた検討も今後行っていく予定である。

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

安静時fMRIによる検討に先立ち、まずADHD児と定型発達児の構造画像と遺伝子の関連について検討を行った。その結果を論文として発表することができ、一定の成果をあげることができた。また、ミーティングを重ねながら、福井大学と大阪大学とでリクルートを続けており、MRIと遺伝子データをさらに蓄積している。

今後の研究の推進方策

今後は蓄積されたADHD群とTD群の画像データについて、画像解析ソフトウェア(SPM, FSL, DPARSFA、FreeSurfer)を用いて比較解析し、ADHD群とTD群の間の神経ネットワークの差異を明らかにしていく。その後、差異がみられたADHDに関連する神経ネットワークについて、ADHDのリスク遺伝子との関連を検討する。また、ADHD単独例とともに自閉スペクトラム症との併存例の画像データも同時に蓄積しており、その神経基盤についても検討していく予定である。

次年度使用額が生じた理由

ほぼ予定に近い程度で使用したものの、わずかに余剰が出たため、次年度に情報収集や打ち合わせに使用をする予定である。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2018

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] The effects of COMT polymorphism on cortical thickness and surface area abnormalities in children with ADHD2018

    • 著者名/発表者名
      Jung M, Mizuno Y (co-first author), Fujisawa TX, Takiguchi S, Kong J, Kosaka H, Tomoda A
    • 雑誌名

      Cerebral Cortex

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1093/cercor/bhy269

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] AD/HDの脳機能2018

    • 著者名/発表者名
      水野賀史, 島田浩二, 滝口慎一郎, 友田明美
    • 雑誌名

      日本臨牀

      巻: 76 ページ: 544-548

  • [雑誌論文] ADHDにおける遺伝子の脳画像の関連解析2018

    • 著者名/発表者名
      水野賀史, 島田浩二, 滝口慎一郎, 友田明美
    • 雑誌名

      BIO INDUSTRY

      巻: 35 ページ: 10-17

  • [学会発表] ADHD児における構造的ネットワークの変化2018

    • 著者名/発表者名
      水野賀史, 丁ミンヨン, 滝口慎一郎, 友田明美
    • 学会等名
      第60回日本小児神経学会学術集会
  • [学会発表] COMT genotype affect cortical thickness and surface area abnormalities in boys with ADHD -Machine learning and imaging genetics approach to ADHD-2018

    • 著者名/発表者名
      Jung M, Mizuno Y, Fujisawa TX, Takiguchi S, Kosaka H, Tomoda A
    • 学会等名
      第2回ヒト脳イメージング研究会
  • [学会発表] The Effects of Catechol-O-Methyltransferase (COMT) Polymorphism on Cortical Thickness and Surface Area Abnormalities in Children With ADHD2018

    • 著者名/発表者名
      Mizuno Y, Jung M, Fujisawa TX, Takiguchi S, Kosaka H, Tomoda A
    • 学会等名
      AACAP's 65th Annual Meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] ADHD児における大脳皮質厚と表面積に対するCOMT遺伝子多型の影響2018

    • 著者名/発表者名
      水野賀史, 滝口慎一郎, 友田明美
    • 学会等名
      日本小児精神神経学会第120回記念大会

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公開日: 2019-12-27  

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