2019 Fiscal Year Research-status Report
骨塩定量ではわからない骨質の評価：コラーゲンの微細磁化構造に着目したMRIの応用
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19K17158
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
唐 明輝 北海道大学, 保健科学研究院, 助教 (80794156)
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2019-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | MRI / 骨質診断 / 骨中コラーゲン / UTE / 磁化率異方性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
高齢者の骨折リスクは主に骨塩定量により把握されているが、骨折リスクの直接的指標である骨強度は骨塩定量により求まる骨密度のみでは決まらず骨質にも大きく依存する。骨質は骨軸方向への骨中コラーゲン配向性が主因であるが、それを非侵襲的に検出する方法は存在していない。そこで、本研究はコラーゲン分子の微細な磁化構造が磁気共鳴画像法（MRI）の信号に影響を与えることに着目し、MRIを用いて骨中コラーゲン配向性情報を非侵襲的に検出する方法の確立を目的としている。健常皮質骨からのMR信号は、皮質骨中のコラーゲン線維の磁化率異方性に起因し、静磁場方向と骨軸角度（コラーゲン配向方向）に依存することが予想される。本年度は、その予想の検証を目指し、牛大腿皮質骨（4ヶ月、2歳）試料のMR信号の角度依存性および年齢依存性を調べた。なお、皮質骨からのMR信号は減衰が速いため従来観測できずに着目されなかったが、近年開発されその臨床応用が模索されているUTE（Ultrashort echo time）法を用いて検出した。得られたMR信号は180°周期の骨軸角度依存性を示し、その周期信号の振幅は2歳骨の方が低下し、若年皮質骨中で集約していたコラーゲン線維が成熟し構造化される様子が現れているものと解釈でき、骨質を MRI で評価できる可能性が示唆された。また、遺伝子操作により骨粗鬆症または大理石骨病を発症させたマウス骨試料を対象に同様な測定を実施したが、試料サイズが小さくMRI撮像および解析方法に課題が残った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
予定した広い年齢層の骨試料の入手が遅れ、X線解析および骨破壊実験までには至らなかった。
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| Strategy for Future Research Activity |
牛大腿骨試料の調達ルートも再考し、本年度予定していた広い年齢層の骨試料を対象としたMRI実験およびX線解析・骨破壊実験を速やかに遂行する。一方、前倒しで実施した正常および大理石骨病マウス大腿骨のMRI実験により、試料サイズが小さなことに起因し測定精度が信号解析上不十分であることが判明した。そのため、MRI撮像法および画像信号解析法の工夫が新たな課題となったが、次年度はその課題に取り組むとともに当初の研究計画を実施する。
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| Causes of Carryover |
本年度予定していた骨試料調達が遅れたため、計上していたそれらの骨試料実験にかかわるMR使用料や消耗品費等を次年度に繰り越した。次年度に本年度未完成である骨試料実験を行うため、骨試料料金、人件費やMR使用料などを使用する計画である。
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Research Products
(4 results)
