磁気共鳴分子マイクロイメージング開発

2013 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 21220007
• 研究機関: 新潟大学
• 研究代表者: 中田 力 新潟大学, 脳研究所, 教授 (50281720)
• 研究分担者: 五十嵐 博中 新潟大学, 脳研究所, 教授 (20231128) ; 藤井 幸彦 新潟大学, 脳研究所, 教授 (40283014) ; 鈴木 清隆 新潟大学, 脳研究所, 准教授 (40303169) ; HUBER Vincent 新潟大学, 脳研究所, 准教授 (40422620) ; 辻田 実加 新潟大学, 脳研究所, 准教授 (60397180) ; 西澤 正豊 新潟大学, 脳研究所, 教授 (80198457) ; 柿田 明美 新潟大学, 脳研究所, 教授 (80281012)
• 研究期間 (年度): 2009-05-11 – 2014-03-31
• キーワード: MRI / 7テスラ / MR microscopy / 解剖学的解像度 / 超高磁場 / MR spectroscopy / hyperpolarization / 機能画像

研究概要

本研究は、疾患特異的な対象分子に特異的に結び付くリガンドを用いたリガンド型分子イメージングの開発により、対照とする微細組織に特異的な画像法を確立することを目的としている。プロジェクトは、リガンドの開発、MR測定技術の開発、信号補強アルゴリズムの開発、マイクロイメージング技術の開発の各々のサブプロジェクトからなる。
本年度はJJ Vicinal Coupling Proton Exchange（JJVCPE）法の実践の最終段階として、17-O化合物の疾患モデル病態解析への応用を行った。具体的なターゲットは（１）アルツハイマー病のアミロイドを対象とした17O-PIB-JJVCPEと、（２）脳内での水分子の動態をとらえる17O-H2O-JJVCPEとに絞って行われている。
前者については、前年度方法論を確立したPIBイメージングの手法をさらに高空間分解能化し、信号補強アルゴリズムとして独自に開発したk-apace statisticsを画像再構成に用いることにより、世界で初めて老人班特異的ligandを用いた高空間分解能MRIを生きたアルツハイマー病モデルマウスにて撮像し、論文化している。
後者については、前年度方法論を確立し、水チャンネル、アクアポリン４遺伝子を欠失させたアクアポリン４ノックアウトマウスを用いた17O-H2O-JJVCPEにより実証、論文化された脳水動態の生体における評価手法を発展させ、アルツハイマー病のアミロイドβおよびその凝集体である老人班蓄積の原因としてVirchow-Robin腔から髄液に流れ込む水動態の障害が関与していることをアルツハイマー病モデルマウスにて実証した。同時にこの水動態の障害は脳における老人班が出現する前に既に観察されていることを突き止め、この手法を応用することにより、アルツハイマー病発症前診断をMRIにて行いえる可能性を示した。

現在までの達成度 (区分)

理由

25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

25年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Expansion of sensorimotor cortical activation for unilateral hand motion during contralateral hand deafferentation (2014)
  • 著者名/発表者名: Kurabe S, Itoh K, Matsuzawa H, Nakada T, Fujii Y
  • 雑誌名: Neuroreport 巻: 25巻 ページ: 435-439
  • DOI: 10.1097/WNR.0000000000000138
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ligand-Based Molecular MRI: O-17 JJVCPE Amyloid Imaging in Transgenic Mice (2014)
  • 著者名/発表者名: Suzuki K, Igarashi H, Huver VJ, Kitaura H, Kwee IL, NAkada T
  • 雑誌名: J Neuroimaging 巻: 24 ページ: e1-4
  • DOI: 10.1111/jon.12091
  • 査読あり
• [雑誌論文] Water influx into cerebrospinal fluid is primarily controlled by aquaporin-4, not by aquaporin-1: 17O JJVCPE MRI study in knockout mice (2014)
  • 著者名/発表者名: Igarashi H, Tsujita M, Kwee IL, Nakada T
  • 雑誌名: Neuroreport 巻: 25 ページ: 39-43
  • DOI: 10.1097/WNR.0000000000000042
  • 査読あり
• [雑誌論文] Human brain detects short-time nonlinear predictability in the temporal fine structure of deterministic chaotic sounds (2014)
  • 著者名/発表者名: Itoh K, Nakada T
  • 雑誌名: Phys Rev E Stat Nonlin Soft Matter Phys 巻: E87 ページ: 042916-1-6
  • DOI: 10.1103/PhysRevE.87.042916
  • 査読あり
• [雑誌論文] Detectability of Neural Tracts and Nuclei in the Brainstem Utilizing 3DAC-PROPELLER (2014)
  • 著者名/発表者名: Nishikawa T, Okamoto K, Matsuzawa H, Terumitsu M, Nakada T, Fujii Y
  • 雑誌名: J Neuroimaging 巻: 24 ページ: e1-7
  • DOI: 10.1111/jon.12027
  • 査読あり
• [雑誌論文] Inhibition of aquaporin-4 significantly increases regional cerebral blood flow (2013)
  • 著者名/発表者名: Igarashi H, Tsujita M, Suzuki Y, Kwee IL, Nakada T
  • 雑誌名: Neuroreport 巻: 24巻 ページ: 324-328
  • DOI: 10.1097/WNR.0b013e32835fc827.
  • 査読あり
• [雑誌論文] In vivo monitoring of arterially transplanted bone marrow mononuclear cells in a rat transient focal brain ischemia model using magnetic resonance imaging (2013)
  • 著者名/発表者名: Kamiya N, Ueda M, Igarashi H, Nishiyama Y, Suda S, Okubo S, Inaba T, Katayama Y
  • 雑誌名: Neurol Res 巻: 35 ページ: 573-579
  • DOI: 10.1179/1743132813Y.0000000171
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ictal near-infrared spectroscopy and electrocorticography study of supplementary motor area seizures (2013)
  • 著者名/発表者名: Sato Y, Fukuda M, Oishi M, Shirasawa A, Fujii Y
  • 雑誌名: J Biomed Opt 巻: 18 ページ: 76022
  • DOI: 10.1117/1.JBO.18.7.076022
  • 査読あり
• [雑誌論文] Related citations Select item 2353234614. Observation of the neurohypophysis, pituitary stalk, and adenohypophysis during endoscopic pituitary surgery: demonstrative findings as clues to pituitary-conserving surgery (2013)
  • 著者名/発表者名: Yoneoka Y, Watanabe N, Okada M, Fujii Y
  • 雑誌名: Acta Neurochir (Wien) 巻: 155 ページ: 1049-1055
  • DOI: 10.1007/s00701-013-1687-z
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spontaneous middle cerebral artery dissection demonstrated by high-resolution T1-weighted 3D image (2013)
  • 著者名/発表者名: Uemura M, Akaiwa Y, Toriyabe M, Mashima T, Terajima K, Shimohata T, Igarashi H, Nakada T, Nishizawa M
  • 雑誌名: Cerebrovasc Dis 巻: 36 ページ: 243-244
  • DOI: 10.1159/000353873
  • 査読あり
• [学会発表] Alzheimer Patients Show Significant Disturbance in Water Influx into CSF Space Strongly Supporting β-amyloid Clearance Hypothesis
  • 著者名/発表者名: Nakada T, Igarashi H, Suzuki Y, Kwee IL
  • 学会等名: 66th Annual Meeting of the American Academy of Neurology
  • 発表場所: 米国、フィラデルフィア
• [学会発表] High field MRI imaging at 7T
  • 著者名/発表者名: Nakada T
  • 学会等名: WCN 2013: Vienna - World Federation of Neurology
  • 発表場所: オーストリア、ウィーン
  • 招待講演
• [備考] 新潟大学 脳研究所 統合脳機能研究センター
  • URL: http://coe.bri.niigata-u.ac.jp/index.php