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統合失調症スペクトラム障害における血液脳関門の完全性の調査

研究で統合失調症スペクトラム障害における血液脳関門の損傷が明らかになった。

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目次

統合失調症スペクトラム障害(SSD)は、人がどう考え、感じ、行動するかに影響を与えるさまざまな状態を含んでるんだ。SSDの人は、妄想や幻覚みたいな陽性症状、社交的な相互作用からの撤退や動機の欠如みたいな陰性症状、記憶や意思決定に影響を与える認知症状を経験することがある。症状が始まる前、SSDの人は一般の人たちと比べて認知テストのパフォーマンスが悪いことが多いんだ。

炎症と免疫系の役割

研究によれば、免疫系の反応や体内の炎症がSSDに関与してる可能性があるらしい。この考えは100年以上前からあって、最近の多くの研究によって支持されてるんだ。これらの研究では、生物学的マーカー、脳のスキャン、解剖結果など、さまざまな要因を調べてる。

注目されてるのは血液脳関門(BBB)で、これは血液中の有害物質が脳に入るのを防ぐための保護層なんだ。このバリアが壊れると、脳に問題を引き起こしてSSDのような障害に寄与することがあるんだ。BBBの崩壊は老化過程の初期から始まると考えられていて、特に記憶や学習に重要な海馬という脳の一部で起こることが多い。

血液脳関門(BBB)とは?

BBBは、細胞が密接に結合していて、血液中の有害物質が脳に入るのを防いでるんだ。いくつかの小さな分子は通過できるけど、大抵の物質は脳に入るための特殊な輸送システムが必要なんだ。

もう一つのバリア、血液脳脊髄液関門(BCSFB)は、脳と脊髄液を保護してる。BBBとBCSFBの両方は、中枢神経系(CNS)で安定した環境を維持するために重要で、これが良好なメンタルヘルスには欠かせないんだ。

BBBの障害は、脳のさまざまな疾患、例えば脳卒中やアルツハイマー病、多発性硬化症などに関連してる。BBBが壊れると、有害物質が脳に漏れ込む可能性があって、炎症や他の問題を引き起こすことがあるんだ。

炎症とBBBの崩壊の関係

BBBが壊れると、脳内で炎症を引き起こすことがある。この炎症は、継続的なダメージのサイクルを引き起こし、神経変性に寄与する可能性がある。研究によると、自己免疫疾患からの炎症がBBBをさらに透過性にして、脳組織を追加の有害物質にさらすことがあるらしい。

一部の研究では、精神病を抱える人は脳脊髄液(CSF)に炎症のサインが見られることが多いことが分かってる。この炎症はニューロンのコミュニケーションに影響を与え、SSDの人の認知機能や行動にさらなる問題を引き起こすかもしれない。

血液脳関門の測定

今のところ、医者はさまざまなテストを使ってBBBの状態を推測することができる。一般的な方法の一つは、CSF中のアルブミンレベルを血液と比べることで、バリアが intact かどうかを示すんだ。ただし、この方法には限界があって、しばしばBBBよりもBCSFBを反映することが多い。

最近の研究では、SSDの人の約20%がBCSFBが壊れてる可能性があることが示唆されてる。両方のバリアがSSDにどのように関与しているか、またそれが個々にどのように影響を与えるかを理解するためには、さらに研究が必要だ。

新しい画像診断技術

BBBの健全性を評価するための有望な技術の一つは、動的造影MRI(DCE-MRI)だ。この方法は、血流に注入された造影剤を使って、物質が血管から脳組織にどれだけうまく移動するかを評価するんだ。DCE-MRIは、従来の方法と比べてBBBの健康状態をより明確に把握できるかもしれないし、脳の特定の懸念領域を特定することもできる。

現在のところ、DCE-MRIを使用した研究は限られていて、特にSSDでは少ない。ある小さな研究では、統合失調症の人が健康な人と比べて特定の脳領域でより高いBBBの透過性を持つことがわかった。ただし、これらの結果をさまざまな脳の領域で確認するためには、より大きな研究が必要だ。

現在の研究の概要

現在の研究は、SSDの人々の大規模なグループでBBBの崩壊を、健康な対照群と比較して調べることを目的としてるんだ。目標は、BBBの健全性がSSDの臨床的特徴や炎症レベルにどのように関連しているかをよりよく理解することだよ。

研究対象

合計45人のSSDの人が精神科からリクルートされ、42人の健康な対照群が年齢と性別でマッチしてるんだ。全参加者は、認知テストや炎症マーカーを測定する血液検査を含む詳細な評価を受けたよ。

データ収集

SSDの人々は、メンタルヘルスや認知能力を評価するためのさまざまなテストに参加したんだ。健康な対照群は、メンタルヘルスの履歴がないことを確認するためにスクリーニングされたよ。関連データを収集した後、研究者たちはこれらの要因がBBBの健全性にどのように関連しているかを分析したんだ。

MRI手順

MRIスキャンは、脳とBBBの詳細な画像を取得できる先進的な技術を使用して行われたよ。研究には、解剖学的参照のための構造スキャンと、BBBの漏れを評価するためのDCE-MRIシーケンスの両方が含まれてる。

統計分析

研究者たちは、SSD群と健康な対照群の違いを比較するために統計的方法を使用したんだ。年齢、性別、教育レベルなどのさまざまな要因がこれらの分析中に考慮されたよ。

研究からの結果

研究の結果、SSDの人は健康な人と比較してBBBの漏れが高いことが示されたんだ。これは、SSDの人のBBBがより壊れやすい可能性があるってことを示してる。興味深いことに、研究者たちはこの漏れが病気の初期段階の人においてより顕著であることを発見したよ。

漏れが高かったけど、SSDのグループ内でBBBの健全性と認知機能の間には有意な相関が見られなかった。このことは、BBBの状態以上に、認知能力に影響を与える他の要因があるかもしれないってことを示してる。

炎症とBBBの健全性

さらに、血液中の末梢炎症マーカーとBBBの漏れとの間には明確な関係は見られなかった。このことは、炎症がBBBの健康にどのように影響するか、そして標準的な炎症マーカーが脳の炎症の複雑さを捉えるのに十分かどうかについての疑問を生じさせるよ。

SSDにおけるBBBの崩壊を理解する

SSDの人におけるBBBの高い透過性は、遺伝的な影響、神経発達の問題、炎症プロセスなど、さまざまな要因から生じる可能性があるんだ。血管系の変化や特定の脳の領域への血流の減少が、これらのバリアが効果を失う原因になることがあるよ。

神経変性疾患でも同様のBBBの障害が見られていて、研究者たちはSSDとアルツハイマー病のような状態の間に共通のメカニズムがあるかもしれないと疑問を持っているんだ。いくつかの研究では、SSDの認知的低下がBBBの機能不全に関連している可能性が示唆されているけど、この関係の正確な性質はまだ不明なんだ。

心血管リスク要因

SSDの人は、血管や循環に影響を与える状態のリスクが高いことが多いよ。これには肥満、糖尿病、心血管疾患が含まれ、BBBの機能に影響を与えることがあるんだ。研究では、SSDの人が健康な対照群に比べてBMIが高いことがわかったよ。研究者たちは分析の際にBMIを考慮したけど、心血管の健康がBBBに与える広範な影響は完全には評価できなかったんだ。

疾患の経過を考慮する

以前の研究では、慢性的な炎症や血流の変化がBBBの健全性を時間とともに悪化させる可能性が示唆されているよ。でも、今回の研究では、SSDの初期段階(初回エピソード精神病)の人が複数のエピソードを持つ人よりもBBBの漏れが大きいことがわかった。このことは、炎症が病気の過程の初期段階でより重要な役割を果たしていることを示唆してる。

初回エピソードのSSDの人における炎症マーカーのレベルが高いことは、この考えを支持していて、初期段階の精神病における炎症の重要性を強調しているよ。それにもかかわらず、研究では標準比率で測定された炎症レベルとBBBの状態との関係は見られなかった。

結果の意義

この研究は、SSDにおけるBBBの潜在的な役割を強調する重要なものなんだ。ただ、それは同時に、BBBの健全性、炎症認知機能、全体的なメンタルヘルスの関係を明確にするために、さらなる研究が必要であることも指摘しているよ。

これらのメカニズムに対する理解の向上が、SSDの人に対するより良い診断ツールや治療法の開発につながる可能性があるんだ。末梢炎症と中枢神経系の健康に関する研究のギャップを埋めることで、BBBの機能を維持または復元することを目的としたターゲット療法を作るのに役立つかもしれない。

制限事項と今後の研究

この研究の発見は期待できるものだけど、限界を認識することも大事なんだ。サンプルサイズはこのタイプの研究としては比較的大きいけど、さらなる調査の余地があるよ。将来の研究は、BBBの機能不全の影響をよりよく理解するために、さらに大規模で多様なコホートを目指すべきだ。

さらに、時間とともにBBBの崩壊のダイナミクスを探ることが貴重な洞察を提供するかもしれない。病気の進行や治療反応に伴うBBBの健全性の変化を追跡する縦断的研究が、SSDに対処するための効果的な戦略を開発するために重要になるだろう。

結論

要するに、この研究は、健康な人と比較してSSDの人におけるBBBの健全性が損なわれている新しい証拠を提供してるんだ。観察されたBBBの漏れの増加は、さらなる調査を必要とする関連を示唆しているよ。SSDにおけるBBB、認知機能、炎症、臨床的な結果の関係を理解することで、将来の診断やターゲット療法に向けた新たな道が開かれると思う。研究が続く中で、BBBの評価を通じてSSDの理解が深まることで、メンタルヘルスの治療やケアの新しい可能性が広がるかもしれない。

オリジナルソース

タイトル: Increased blood brain barrier leakage in schizophrenia spectrum disorders compared to healthy controls in dynamic contrast enhanced magnetic resonance imaging

概要: BackgroundThere is growing evidence for inflammatory mechanisms in schizophrenia spectrum disorders (SSD) that have been associated with blood-brain barrier (BBB) disruption. Previous studies investigating the BBB in SSD focused on cerebrospinal fluid (CSF) markers, that cannot adequately assess BBB integrity. Dynamic contrast-enhanced magnetic resonance imaging (DCE-MRI) represents a sensitive method for investigating subtle barrier breakdown in vivo. So far, only one pilot study has investigated BBB breakdown in SSD with DCE-MRI, in a relatively small cohort. We hypothesized higher leakage in SSD compared to HC, indicative of a clinical sub-phenotype of SSD. MethodsForty-one people with SSD and 40 age- and sex-matched healthy controls (HC) were included in the final analyses of the cross-sectional study. DCE-MRI, clinical characterization, cognitive assessments, blood and CSF analyses were conducted. The volume transfer constant Ktrans was calculated with pharmacokinetic modelling (Patlak method), to estimate the rate of contrast agent transfer between blood and the brains extravascular space. Ktrans maps were compared between the groups to detect group differences in BBB leakage. Within the SSD cohort, the association between leakage and clinical characteristics was investigated with linear regression analyses. ResultsGroup comparisons of Ktrans maps showed higher leakage in SSD compared to HC on a whole brain level. The effect was more pronounced in first episode compared to multiple episode psychosis. No association was detected between leakage and measures of cognition, psychopathology, peripheral inflammation and albumin CSF/serum ratio. DiscussionThis is the largest study to date investigating the BBB in SSD with DCE-MRI in a multimodal approach, allowing direct exploration of the BBB, compared to a HC group. The integrity of the BBB is crucial for maintaining the brains microenvironment, and its disruption could be associated with potential immune system abnormalities. The results of this study provide the first in vivo evidence of higher BBB leakage on a whole brain level compared to HC. The disruption of the BBB in SSD, as detected through DCE-MRI, may provide insights into the diseases mechanisms and potential for targeted treatments. Further research in this area may clarify specific biological disease mechanisms and identify new therapeutic targets.

著者: Joanna Moussiopoulou, V. Yakimov, B. Rauchmann, H. Toth, J. Melcher, I. Jaeger, I. Lutz, M. Kallweit, B. Papazov, K. Seelos, A. Dehsarvi, L. Roell, M. Campana, F. Raabe, I. Maurus, P. Falkai, A. Hasan, N. Franzmeier, D. Keeser, E. Wagner

最終更新: 2023-12-13 00:00:00

言語: English

ソースURL: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.12.12.23299782

ソースPDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.12.12.23299782.full.pdf

ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。

オープンアクセスの相互運用性を利用させていただいた medrxiv に感謝します。

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