日本量子科學技術研究開發機構量子生命和醫學部門量子醫科學研究所腦功能成像研究部的樋口真人部長和下條雅文主任研究員，與美國斯克里普斯研究所及慶應義塾大學醫學部内科學教室組成的研究團隊，成功開發出了不僅可以準確捕捉異常的神經廻路的活動，還能利用活體動物的大腦對癡呆症致病物質積累的最初階段進行成像的創新技術。
利用新開發的技術，能以導入大腦深處迴路的腦内報告器爲標誌物，對結構和活動狀態進行活體成像。（供圖：日本量子科學技術研究開發機構）
動物的大腦功能是隨着資訊被神經細胞複雜連接的迴路準確處理而形成的。另外有研究指出，在很多人類的精神和神經系統疾病中觀察到的認知功能下降主要是由特定迴路的發育異常和失功能引起的。不過，由於在技術上很難對這些神經廻路的結構和活動進行成像，或者在不傷害動物大腦的情況下使致病蛋白積累的最初階段視覺化，所以此前一直未能實施視覺化。
因此，研究團隊全球率先開發出的技術爲：透過將動物活體內不存在的標誌物「腦内報告器」導入構成特定大腦神經廻路的細胞中，然後靜脈注射與腦内報告器選擇性結合的成像劑，利用正電子發射斷層掃描法（PET）對神經廻路的活動狀態進行成像。另外，透過將腦内報告器分成兩部分，使各部分與Tau蛋白連接並在腦内表達，腦内報告器部分可以僅在Tau蛋白相互粘附時連接，能利用PET成像。由此，此前極難檢測的Tau蛋白積累的最初階段實施了高靈敏度的視覺化。
新開發的技術可以準確檢測疾病模式動物大腦的神經廻路連接和活動異常，儘早發現會傷害大腦的致病蛋白的積累等，是一種能捕捉不同階段的疾病狀態的工具。還可用於視覺化腦發育障礙模式動物存在的神經廻路發育不良，另外，預計還能用來評估冶癒藥物開墾神經廻路異常的效果以及抑制異常蛋白積累的效果，有助於開發腦部疾病的冶癒方法。
下條主任研究員表示：「該技術能用來儘早檢測造成大腦傷的致病蛋白的積累情況，可作爲在不傷害動物大腦的情況下使疾病各個階段的狀態實施視覺化的工具。將來還有望用來對冶癒藥物開墾迴路異常的效果以及抑制異常蛋白積累的效果進行影像評估，希望能將其用於腦部疾病的冶癒方法開發。」
【名詞解釋】
腦内報告器：利用哺乳動物活體大腦中不存在的無害酶分子ecDHFR爲神經細胞做標記的方法。這種酶具有僅與TMP化合物蠻力結合的性質，因此透過爲動物施用使TMP與發射螢光和放射線的物質相連的特定成像劑，可以透過螢光顯微鏡和PET視覺化由表達這種酶的特定神經細胞構成的迴路。
原文：《科學新聞》
翻譯編輯：JST客觀日本編輯部
