バイオマーカー

科学分野:

• 神経科学;生化学;医用画像

背景:

• アルツハイマー病（AD）は、診断バイオマーカーとなる可能性のあるグルコース代謝障害と関連している。;過分極（HP）ピルビン酸MRIは、代謝経路イメージングを10,000倍以上に増強する。;AD治療開発には、早期診断バイオマーカーとイメージングツールの開発が不可欠である。

研究 の 目的:

• HP-MRを用いたアルツハイマー病（AD）マウスモデルにおける生体内の代謝変化を調査する。;ADにおけるグリコリシス活性のマーカーとしてピルビン酸から乳酸へのリアルタイム変換を評価する。;ADモデルにおける代謝変化と老化および疾患進行との相関を評価する。

主な方法:

• DNP過分極1-¹³Cピルビン酸を投与し、生体内のリアルタイム代謝を測定した。;7T MRI動物スキャナーを用いて、ADマウスモデルの複数の時点における生体内のイメージングを行った。;摘出した脳組織を用いて、核磁気共鳴（NMR）分光法による生体外メタボロミクスを実施した。

主要な成果:

• ADモデルマウスでは乳酸/ピルビン酸比の低下が観察され、グリコリシス活性の低下を示唆した。;高齢ADマウスでは、コリン、クレアチン、リンゴ酸、グルタミン酸、N-アセチルアスパラギン酸（NAA）を含む脳代謝産物の有意な減少が見られた。;若いタウマウスモデルでも同様の代謝産物の減少が観察され、早期の変化を示唆している。

結論:

• 乳酸/ピルビン酸比は、ADマウスモデルにおけるグリコリシス活性の変化に対する感受性の高い指標となる。;グリコリシス低下や特定の代謝産物の変化を含む代謝変化は、ADにおける老化と関連している。;HP-MRおよびメタボロミクスは、AD関連の代謝変化を検出する可能性を示しており、さらなる検証と治療研究を支持する。