国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構(理事長 平野俊夫、以下「量研」)量子医学・医療部門放射線医学総合研究所脳機能イメージング研究部の高畑圭輔研究員は、慶應義塾大学医学部精神・神経科学教室の三村將教授らとの共同研究により、頭部外傷により引き起こされる遅発性脳障害の原因である脳内タウタンパク質(以下「タウ」)の蓄積を様々なタイプの頭部外傷患者の生体内にて可視化することに成功しました。さらに、脳内のタウ蓄積量が頭部外傷による遅発性脳障害の症状の発現および重症化に関連していることを明らかにしました。
頭部外傷とは、頭部に物理的な衝撃が加わることによって生じる様々な症状の総称です。ボクシングと言ったコンタクトスポーツなどによる頭部への反復性の打撃や重度の頭部外傷は、数年〜数十年後に進行性の神経変性疾患を引き起こすことがあり、「遅発性脳障害」と呼ばれています。死後脳を用いた神経病理学的検査により、頭部外傷による遅発性脳障害は脳内にタウが過剰に蓄積するタウオパチーの一種であることが分かっています。
現在、頭部外傷による遅発性脳障害は、各国で極めて深刻な社会問題となっています。その最大の理由は、これまで遅発性脳障害を引き起こすタウの蓄積を生体内で検出する技術が存在しなかったために存命中に診断することが不可能であるという点にあります。そのため、遅発性脳障害に対する早期介入の実現が困難となり、治療法の開発に向けた取り組みにおいても大きな障壁となっていました。また、かつて遅発性脳障害はコンタクトスポーツの中でも頭部に激しい打撃を受けるボクサーなどのみに引き起こされるものと信じられていましたが、近年の報告によれば、アメリカンフットボールや格闘技など、従来考えられていたよりもはるかに多くのコンタクトスポーツで引き起こされるという事実が明らかにされています。
こうした問題は、コンタクトスポーツや頭部外傷のリスクを伴う職業に従事する方達に大きな懸念をもたらしています。このような経緯から、研究グループは、頭部外傷によって引き起こされる遅発性脳障害の原因となる脳内タウの蓄積を生体内で捉える診断技術の開発に向けた研究を開始しました。
本研究では、量研で開発した生体脳でタウを可視化するポジトロン断層撮影(PET)技術を用いて、頭部外傷により遅発性脳障害を発症した可能性のある方々の脳内のタウ蓄積量を非侵襲的に測定しました。その結果、様々なタイプの頭部外傷でタウの蓄積を生体内で捉えることに成功しました。さらに、脳の灰白質との境界部に近接する白質の表層部のタウ蓄積が遅発性脳障害の症状に関連していること、白質全体のタウ蓄積量が多ければ多いほど精神症状が重症化するという関係性があることを明らかにしました。これらの成果は、PET技術により捉えた生体脳におけるタウ蓄積が遅発性脳障害の早期診断のための評価指標になり得ることを示すものであり、将来的に、遅発性脳障害におけるタウ蓄積を標的とする治療法の開発に寄与することが期待されます。
本研究は、日本医療研究開発機構(AMED)革新的技術による脳機能ネットワークの全容解明プロジェクトにおける研究開発課題「脳老化病態カスケードのトランスレータブルなイメージングとメカニズム制御の研究開発」の支援を受けて実施されました。この他にも、AMEDの同プロジェクトにおける研究開発課題「精神疾患の神経回路-分子病態解明とモデル化」、認知症研究開発事業における研究開発課題「タウを標的とする新規画像診断法と治療法の研究開発コンソーシアム構築」、JSPS科研費16K19789などの支援を受けて本研究は行われ、当該分野においてインパクトの大きい論文が数多く発表されている英国の学術誌「Brain」のオンライン版に2019年9月2日(月)9:01(日本時間)に掲載されました。
プレスリリース全文は、以下をご覧下さい。