アルツハイマーモデルマウスでの高感度C-13グルコースMR脳内代謝マップの研究

2015 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 26670554
• 研究機関: 滋賀医科大学
• 研究代表者: 森川 茂廣 滋賀医科大学, 神経難病研究センター, 客員教授 (60220042)
• 研究分担者: 柳沢 大治郎 滋賀医科大学, 神経難病研究センター, 准教授 (50581112)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: アルツハイマー病 / APPマウス / 脳代謝画像 / グルコース代謝 / １３C-NMR

研究実績の概要

今年度は前年度に改良したハードウェア、ソフトウェアを利用して、アルツハイマーモデルであるAPPマウスを用いて、hemizygoteとwild typeの脳内グルコース代謝の比較検討に着手した。hemizygoteのマウスは月齢18か月を過ぎるころには、脳内に著明なアミロイド沈着が起こることが確認されているため、hemizygote、wild typeともに月齢18から24か月のマウスを一晩絶食として実験に使用した。マウスはイソフルランにて全身麻酔を行い、仰臥位で固定し、13Cグルコース投与前の水平断面の１H-MR画像(25mmx25mm)と同じサイズの断面での13Cグルコース代謝画像データ収集を行った後腹腔内に留置したポリエチレンチューブから体重1kgあたり1.5gの13Cグルコースを15%水溶液として磁石外から投与し、1回23.5分間での13Cグルコース代謝画像データの収集を投与3時間後まで連続的に行った。最後に再度投与前と同一条件で１H-MR画像を撮像しマウスの頭部の位置にずれがないことを確認した。マウスは高齢であるため脳底部や腹腔内に腫瘍を認めて実験に適さないものも存在したため、hemizygote、wild type各7匹のデータを解析して比較した。眼窩部分のSaturation Pulseにより同部分の脂肪に天然に存在する13Cの信号は抑制されたが、耳介周囲や頭蓋周辺の骨格筋に由来する脂肪からの信号が脳由来の信号よりはるかに強く認められ、画像として脳由来の信号を評価することは極めて困難であった。そこで脳に相当する領域部分のみのスペクトルを抽出する試みを行った。両群ともに脳由来の13Cグルタミン酸・グルタミンの信号は2時間頃まで増加し、118分から141分に収集されるデータがピークとなりその後漸減した。しかしその信号レベルは実験ごとにばらつきが大きく、2群間に明らかな差異は認められず、またAPPマウスに特異的な代謝物の信号も検出できなかった。

研究成果

• [雑誌論文] Novel curcumin derivatives as potent inhibitors of amyloid β aggregation. (2015)
  • 著者名/発表者名: Yanagisawa D, Taguchi H, Morikawa S, Kato T, Hirao K, Shirai N, Tooyama I.
  • 雑誌名: Biochemistry and Biophysics Reports 巻: 4 ページ: 357-368
  • DOI: 10.1016/j.bbrep.2015.10.009
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Up-regulation of mitochondrial ferritin by proinflammatory cytokines: Implications for a role in Alzheimer’s disease. (2015)
  • 著者名/発表者名: Yang H, Guan H, Yang M, Liu Z, Takeuchi S, Yanagisawa D, Vincent SR, Zhao S, Tooyama I.
  • 雑誌名: Journal of Alzheimer’s Disease 巻: 45 ページ: 797-811
  • DOI: 10.3233/JAD-142595
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Synthesis and tautomerism of curcumin derivatives and related compounds. (2015)
  • 著者名/発表者名: Taguchi H, Yanagisawa D, Morikawa S, Hirao K, Shirai N, Tooyama I.
  • 雑誌名: Australian Journal of Chemistry 巻: 68 ページ: 224-229
  • DOI: 10.1071/CH14464
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Inhalable curcumin: offering the potential for translation to imaging and treatment of Alzheimer’s disease. (2015)
  • 著者名/発表者名: McClure R, Yanagisawa D, Stec D, Koktysh D, Xhillari D, Jaeger R, Chekmenev E, Tooyama I, Gore JC, Pham W.
  • 雑誌名: Journal of Alzheimer’s Disease 巻: 44 ページ: 283–295
  • DOI: 10.3233/JAD-140798
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Curcumin derivative with the substitution at C-4 position, but not curcumin, is effective against amyloid pathology in APP/PS1 mice. (2015)
  • 著者名/発表者名: Yanagisawa D, Ibrahim NF, Taguchi H, Morikawa S, Hirao K, Shirai N, Sogabe T, Tooyama I.
  • 雑誌名: Neurobiology of Aging 巻: 36 ページ: 201–210
  • DOI: 10.1016/j.neurobiolaging.2014.07.041
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] MRI-detectable polymeric micelles incorporating platinum anticancer drugs enhance survival in an advanced hepatocellular carcinoma model. (2015)
  • 著者名/発表者名: Vinh NQ, Naka S, Cabral H, Murayama H, Kaida S, Kataoka K, Morikawa S, Tani T.
  • 雑誌名: Int J Nanomed 巻: 10 ページ: 4137–4147
  • DOI: 10.0.8.99/IJN.S81339
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Initial experiences with MR image-guided laparoscopic microwave coagulation therapy for hepatic tumors. (2015)
  • 著者名/発表者名: Murakami K, Naka S, Shiomi H, Akabori H, kurumi Y, Morikawa S, Tani T.
  • 雑誌名: Surg Today 巻: 45 ページ: 1173-1178
  • DOI: 10.1007/s00595-014-1042-x
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] 多様なVR 術野構築のための漿膜・結合組織の半自動生成手法 (2015)
  • 著者名/発表者名: 3.田川 和義、近江 奈帆子、田中 弘美、小森 優、来見 良誠、森川 茂廣．
  • 雑誌名: 信学技報 巻: 115 ページ: 35-39
  • 査読あり
• [学会発表] Active Sheathを用いた1.7 Fr能動マイクロカテーテルの開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 山田篤史，新田哲久，仲成幸，森川茂廣，谷徹
  • 学会等名: 第24回日本コンピュータ外科学会大会
  • 発表場所: 東京都
  • 年月日: 2015-11-21 – 2015-11-23
• [学会発表] Eye-Hand Coordination Analysis According to Surgical Process in Laparoscopic Surgery Training. (2015)
  • 著者名/発表者名: Marutani T, Tanaka HT, Shimada N, Komori M, Kurumi Y, Morikawa S.
  • 学会等名: Third International Conference on Innovation in Medicine and Healthcare 2015
  • 発表場所: Kyoto
  • 年月日: 2015-09-11 – 2015-09-12
  • 国際学会
• [学会発表] 弾性閉ループ構造に基づく軟性導体の屈曲・伸展機構 (2015)
  • 著者名/発表者名: 山田篤史、仲成幸、森川茂廣、新田哲久、谷徹
  • 学会等名: 第33回日本ロボット学会学術講演会
  • 発表場所: 東京都
  • 年月日: 2015-09-03 – 2015-09-05
• [学会発表] クルクミン誘導体によるアミロイドβ凝集抑制作用の解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 柳沢大治郎、Nor Faeizah Ibrahim、Lina Wati Durani、Hamizah Shahirah Hamezah、田口弘康、遠山育夫
  • 学会等名: 第38回日本神経科学大会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2015-07-28 – 2015-07-31
  • 国際学会
• [学会発表] 手術プロセスに基づくVR腹腔鏡下手術訓練時の熟練者・初心者のアイハンドコーディネーション分析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 丸谷宜史, 島田伸敬, 田中弘美, 小森優, 来見良誠, 森川茂廣
  • 学会等名: 第18回画像の認識・理解シンポジウム
  • 発表場所: 吹田市
  • 年月日: 2015-07-27 – 2015-07-30
• [学会発表] Effects of Novel Curcumin Derivative with C-4 Substituent on Cognitive Impairment and Amyloid Deposition in Appswe/PS1dE9 Mice. (2015)
  • 著者名/発表者名: Yanagisawa D, Ibrahim NF, Durani LW, Hamezah HS, Taguchi H, Morikawa S, Hirao K, Shirai N, Tooyama I.
  • 学会等名: Alzheimer’s Association International Conference on Alzheimer’s Disease 2015,
  • 発表場所: Washington DC, USA
  • 年月日: 2015-07-18 – 2015-07-23
  • 国際学会
• [学会発表] A motorized manipulator with hybrid MR and US image navigation system to assist needle insertion. (2015)
  • 著者名/発表者名: Morikawa S, Yamada A, Naka S, Murakami K, Tani T, Tokuda J.
  • 学会等名: The 11th Asian Conference on Computer Aided Surgery
  • 発表場所: Singapore
  • 年月日: 2015-07-09 – 2015-07-11
  • 国際学会
• [学会発表] 高磁場MR 装置を用いたMR 画像・超音波画像併用穿刺支援ロボットシステム (2015)
  • 著者名/発表者名: 森川茂廣、山田篤史、仲成幸、村上耕一郎、谷徹．
  • 学会等名: 第15回日本術中画像情報学会
  • 発表場所: 川崎市
  • 年月日: 2015-06-20 – 2015-06-20
• [学会発表] フッ素MRIを利用したAβオリゴマーの画像化法の開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 柳沢大治郎、Nor Faeizah Ibrahim、田口弘康、森川茂廣、遠山育夫
  • 学会等名: 第10回日本分子イメージング学会学術集会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2015-05-20 – 2015-05-21