2023 年度研究成果報告書

超偏極MRSとDREADDによるアストロサイトイメージングバイオマーカー開発

研究課題

PDF

研究課題/領域番号	22K19393
研究種目	挑戦的研究(萌芽)
配分区分	基金
審査区分	中区分47:薬学およびその関連分野
研究機関	国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構
研究代表者	高堂裕平国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 量子生命科学研究所, 主幹研究員 (60593564)
研究期間 (年度)	2022-06-30 – 2024-03-31
キーワード	アストロサイト / 超偏極MRI / 脳エネルギー代謝 / イメージングバイオマーカー / DREADD
研究成果の概要	アストロサイトは脳内で重要な役割を担うことが明らかになりつつあるが、神経細胞と異なり電気活動を示さないため、活動性指標はカルシウム濃度に基づき、マクロな視点でのアストロサイト活動評価は困難である。本研究では、アストロサイトの脳内における活動の意義を明らかにするために、アストロサイトの活動性を反映するバイオマーカーを確立することを目指した。マウスのアストロサイトのカルシウム濃度をDREADDで操作し、このときの脳内環境の変化を、種々のイメージングバイオマーカーで評価をしたところ、超偏極13Cピルビン酸及び18F-FDG-PETがアストロサイトの活動を反映するイメージングになる可能性が示唆された。
自由記述の分野	病態神経科学
研究成果の学術的意義や社会的意義	世界初の覚醒下マウス超偏極MRIといった技術的に挑戦的な手法を用い、DREADDによるアストロサイト操作のマウスを対象にアストロサイトイメージングバイオマーカーを開発することを目指す点が挑戦的な課題であった。本研究により、13Cピルビン酸からの代謝がアストロサイトの活動に関与する可能性が示唆された。アストロサイトの活性化はアルツハイマー病や神経変性疾患の早期の病態進行で重要な意義を有することが近年明らかとなってきており、今回の結果をもとにイメージングバイオマーカーの検討を進めることで、器質的変化が明らかでない脳病態の診断・治療法開発につなげていくことが可能になると考えられる。