新しい画像化技術で脳の老廃物除去システムを可視化(New Imaging Technique Reveals the Brain’s Waste-Removal System in Action)

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2026-06-22 デューク大学(Duke)

米国のDuke Universityの研究チームは、脳内の老廃物除去システムである「グリンパティック系(glymphatic system)」の働きを高精度で可視化する新たな画像診断技術を開発した。グリンパティック系は脳脊髄液を介して代謝老廃物や不要タンパク質を除去する仕組みであり、Alzheimer’s diseaseなどの神経変性疾患との関連が注目されている。しかし、従来は生体内でその機能を定量的に評価することが難しかった。研究チームは高度なMRI解析と計算モデルを組み合わせることで、脳内の液体循環や老廃物排出の動態を詳細に評価できる手法を開発した。この技術により、グリンパティック機能の低下を早期に検出し、加齢や神経疾患との関連をより正確に調べることが可能になる。研究者らは、将来的にアルツハイマー病やその他の神経変性疾患の早期診断、病態評価、治療効果判定への応用を期待している。本成果は、脳の健康状態を評価する新しいバイオマーカー開発につながる重要な一歩とされている。

新しい画像化技術で脳の老廃物除去システムを可視化(New Imaging Technique Reveals the Brain’s Waste-Removal System in Action)
A cross-section through the brain reveals the symmetric architecture of the vascular network (cyan-green) and the tracer highlighting the glymphatic system (red-yellow) along the brain’s surface and drainage routes — imaged through the intact skull with 3D-PAULM.

<関連情報>

非侵襲的な全脳イメージングによるグリンパティックダイナミクスの解析 Noninvasive whole-brain imaging of glymphatic dynamics

Nanchao Wang, Xinyuan Yu, Matthew Lowerison, Qinzhe Li, […] , and Junjie Yao
Science Advances  Published:17 Jun 2026
DOI:https://doi.org/10.1126/sciadv.aee4926

Abstract

Cerebrospinal fluid circulation through the glymphatic system plays a crucial role in removing metabolic waste from the central nervous system. However, the mechanism underlying the brain-wide glymphatic dynamics is not yet fully understood, in part due to the lack of glymphatic imaging technologies on deep brains. Here, we report a hybrid imaging technology that integrates three-dimensional photoacoustic tomography and ultrasound localization microscopy (3D-PAULM), enhanced by a photoacoustic dye with strong optical absorption in the second near-infrared window (NIR-II). 3D-PAULM allows for continuous, noninvasive, whole-brain imaging in mice through intact skull, providing superresolution mapping of the brain vasculature and highly sensitive tracing of the NIR-II dye in the glymphatic system. Using 3D-PAULM, we investigated the glymphatic function impaired by ischemic stroke, aging, and anesthesia. Our results provide insights into glymphatic transport under various physiological as well as pathological conditions and establish 3D-PAULM as a valuable tool for preclinical glymphatic research.

医療・健康
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