平成 30 年 6 月 19 日

東北大学病院東北大学大学院医学系研究科
東北大学加齢医学研究所

世界初のアルツハイマー型認知症に対する超音波治療の医師主導治験―認知症に対する自己修復能力の活用―【発表のポイント】
 アルツハイマー型認知症注 1 は、高齢化の進展に伴い全国的に増加の一途を辿っている。
 アルツハイマー型認知症は、いくつかの症状改善薬が開発されているものの、未だ根治的な治療方法がなく新たな治療法の開発が求められている。
 今回、低出力パルス波超音波注 2 を応用することで、血液脳関門注 3 の影響を受けることなく、自己修復能力を活性化して治療効果が期待できる革新的な低侵襲性治療を開発した（図 1）。
【概要】
東北大学大学院 医学系研究科 循環器内科学分野の下川 宏明（しもかわ ひろあき）教授、進藤 智彦（しんどう ともひこ）助教、江口 久美子（えぐち くみこ）医師、
東北大学加齢医学研究所 老年医学分野 荒井啓行（あらい ひろゆき）教授らの研究グループは、低出力パルス波超音波（low-intensity pulsed ultrasound：LIPUS）注 2 がマウスのアルツハイマー型認知症モデルにおいて認知機能低下を抑制する可能性があることを見出し、2018 年 6 月より、世界で初めて臨床の現場で探索的医師主導治験を開始します。
アルツハイマー型認知症注 1 は認知症の代表的な病態の一つであり、いくつかの症状改善薬が開発された現在もその根本的な解決策となる治療法が確立されていません。認知症に対する治療法の開発は、超高齢社会の進展に伴う認知症患者の急激な増加と相まって、世界的に大きな課題となっています。そのような中、新世代の低侵襲治療とされる LIPUS 治療が、認知症に対する新たな治療手段として研究が始まっています。

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下川教授らの研究グループは、以前より虚血性心疾患に対する LIPUS 治療の有効性と安全性を動物実験レベルで報告してきました（図 2）。この低出力パルス波超音波を全脳に照射すると、進行性の認知機能低下が抑制される可能性があることを、マウスを用いた二つの認知症モデルから見出しました（図 3）。アルツハイマー型認知症の動物モデルでは、その二大病理の一つであるアミロイドβの蓄積を有意に減少させました（図 4）。また、この治療法は、物理刺激を用いた革新的なアプローチであり、薬物では通過しにくい血液脳関門注 3 の影響を全く受けることなく十分な治療効果を得ることができます。
本研究は、現在根治的な治療法のないアルツハイマー型認知症において、認知機能の低下を抑制しうる新たな治療方法を見出した重要な研究であり、2018 年 6月から世界で初めて実際に臨床の現場でその有効性と安全性を評価する探索的医師主導治験が始まります。本治験は、独立行政法人 医薬品医療機器総合機構（PMDA）からの指導を受けて行われ、また国立研究開発法人 日本医療研究開発機構（AMED）の革新的医療シーズ実用化研究事業において課題名「認知症に対する経頭蓋超音波治療装置の開発」で支援を受けて実施されます。
【研究内容】
認知症に対する新たな治療法の確立は、現在喫緊の課題の一つといえます。高齢化の進展は本邦のみに止まらず、世界的に拡がりを見せており、それに伴いアルツハイマー型認知症をはじめとした脳血管性認知症やレビー小体病、パーキンソン症候群など認知機能の低下を生じるあらゆる認知症が増加の一途を辿っています。その中でもアルツハイマー型認知症は二つの病理学的特徴を持っており、一つはアミロイドβ（Aβ）から成る老人斑、もう一つは微小管関連蛋白質であるタウ蛋白から成る神経原線維変化と言われており、これらの病理変化によって神経細胞の脱落が起きると言われています。その病態発症機構としては、現在アミロイド仮説が最も支持されています。アミロイド仮説とは、Aβがその前駆体蛋白質（amyloid precursorprotein：APP） から切り出され、これが異常凝集することで神経細胞を傷害するというものです。しかし、近年様々な研究からその発症機構がより複雑であることが判明し、以前のアミロイド仮説で提案されているような単純な仮説からは遠ざかっているのが現状です。また、従来は脳に蓄積する不溶性の Aβ線維が神経毒性を発揮すると考えられていましたが、近年ではより毒性の強い凝集体として、可溶性オリゴマーに注目が集まっています（オリゴマー仮説）。
これらの病態仮説に対して、現状では根本的な治療法がないことが大きな課題となっていました。現在、アルツハイマー型認知症に対する治療の主流は家族や介護者からの支援的ケアと言われており、内服薬としてはコリンエステラーゼ阻害薬やグルタミン酸拮抗薬が用いられます。これらは根本的な治療薬ではなく、神経伝達物質に作用する「症状改善薬」と言われています。この「症状改善薬」に対して、アルツハイマ

ー型認知症を根本的に治療できる可能性を持った「疾患修飾薬」の開発が急務となっています。一方で、近年、アルツハイマー型認知症は、高血圧、脂質異常症、糖尿病、加齢など、動脈硬化を主体とする血管病と共通の危険因子を有することが分かりました。高血圧、脂質異常症、糖尿病、加齢などの動脈硬化の危険因子は、長期間暴露されることにより血管内皮機能の障害をもたらします。この血管内皮機能の障害は、さまざまな神経疾患の病因と密接に関連することが報告されています。血管内皮細胞は、ニューロン、グリア細胞など様々な細胞種と共に、脳組織の構造を維持する細胞外マトリックスに包まれ複雑な神経ネットワークを構築します。下川教授らの研究グループは、この血管内皮機能の修復・改善を治療標的とすることが、アルツハイマー型認知症の予防または治療として応用できないかと考えました。
このような中、近年、低出力パルス波超音波（low-intensity pulsed ultrasound：LIPUS）は、細胞・組織障害が非常に少ない低侵襲治療として様々な分野で注目され始めています。下川教授らの研究グループは、狭心症や心筋梗塞などの虚血性心疾患において、超音波が血管内皮細胞表面の窪み構造（カベオラ）を伸展させることで、細胞膜表面の機械刺激受容体を刺激し、内皮型一酸化窒素合成酵素（endothelial nitric oxide synthase：eNOS）の発現および血管新生を誘導することを報告しています（図 2）。これらの成果をもとに、同グループは企業と連携して経頭蓋超音波治療装置を開発しました（図 5、6）。
2018 年 6 月から、軽度アルツハイマー型認知症の患者さんを対象として、プラセボ治療群を対照群とする単施設盲検無作為化比較試験（探索的医師主導治験）を東北大学病院にて開始します。治療は 3 ヶ月毎に行い、全観察期間は 18 ヶ月となります（図 7）。主な有効性評価項目は、認知機能試験（MMSE、ADAS-J cog、CDR／CDR-SB）と行動試験（NPI-Q、Zarit）であり、安全性の評価として頭部 MRI 検査を実施します。
この治験の結果をもとに、将来的には検証的治験の実施、薬事承認申請を目指します。この治療法の有効性が認められれば、世界初のアルツハイマー型認知症に対する「疾患修飾療法」として、革新的な治療装置となることが期待されます。
【用語説明】
注 1．アルツハイマー型認知症：
アルツハイマー病を原因とする認知症の一つ。アミロイドβの蓄積による老人斑と、タウ蛋白のリン酸化による神経原線維変化を二大病理とする進行性の神経変性疾患である。全ての認知症の中で半数以上の割合を占める。
注 2．低出力パルス波超音波：
人間の可聴域を超える周波数（20kHz 以上）を持った波は超音波と呼ばれ、媒質を振動して伝導する縦波（疎密波）から構成される。パルス波は、連続的に音波を発信し続ける連続波とは対照的に、断続的に音波を発信する照射方法であり、生体内の機械的振動によって生じる熱の発生を抑えられるため、連続波よりも高い強度での照射が可能になる。
注 3．血液脳関門：
血液と脳組織の間にあり、両者の物質交換を制御する機構のことを指す。これにより血中の不要な物質は容易に脳組織へは浸透できないようになっている。しかし、アルツハイマー病をはじめとする頭蓋内病変の治療においては、この血液脳関門の存在により治療薬が組織まで到達しにくいという問題もある。

【論文題目】
1. Eguchi K, Shindo T, Ito K, Ogata T, Kurosawa R, Kagaya Y, Monma Y, Ichijyo, S,Kasukabe S, Miyata S, Yoshikawa T, Yanai K, Taki H, Kanai H, Osumi N,Shimokawa H. Whole-brain Low-intensity pulsed ultrasound therapy improvescognitive dysfunctions in mouse models of dementia -Crucial roles of endothelial
nitric oxide Synthase. Brain Stimulation (2018),
https://doi.org/10.1016/j.brs.2018.05.012
2. Ogata T, Ito K, Shindo T, Hatanaka K, Eguchi K, Kurosawa R, Kagaya Y, MonmaY, Ichijo S, Taki H, Kanai H, Shimokawa H. Low-intensity pulsed ultrasoundenhances angiogenesis and ameliorates contractile dysfunction ofpressure-overloaded heart in mice. PLOS ONE. 2017;12:e0185555.
3. Shindo T, Ito K, Ogata T, Hatanaka K, Kurosawa R, Eguchi K, Kagaya Y, Hanawa
K, Aizawa K, Shiroto T, Kasukabe S, Miyata S, Taki H, Hasegawa H, Kanai H,Shimokawa H. Low-intensity pulsed ultrasound enhances angiogenesis andameliorates left ventricular dysfunction in a mouse model of acute myocardial
infarction. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2016;36:1293-1301.
4. Hanawa K, Ito K, Aizawa K, Shindo T, Nishimiya K, Hasebe Y, Tuburaya R,Hasegawa H, Yasuda S, Kanai H, Shimokawa H. Low-intensity pulsed ultrasoundinduces angiogenesis and ameliorates left ventricular dysfunction in a porcine
model of chronic myocardial ischemia. PLoS One. 2014;9:e104863.

図 1.アルツハイマー型認知症を対象とした経頭蓋超音波治療装置の開発コン
セプト

図 2. 虚血性心疾患を対象とした LIPUS 治療の基礎研究

図 3. 二つの認知症マウスモデルに対する LIPUS の全脳照射の有効性

図 4. LIPUS 頭蓋内照射による認知機能改善効果のメカニズム

図 5. 経頭蓋超音波治療装置の開発（開発の流れ）

図 6. 経頭蓋超音波治療装置（模擬治療風景）

図 7. 治験治療のスケジュール【問い合わせ先】(研究・治験に関すること)
東北大学大学院医学系研究科循環器内科教授 下川 宏明（しもかわ ひろあき）
電話番号：022-717-7152

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東北大学病院広報室
電話番号：022-717-7149
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