遺伝子要因は非侵襲的脳刺激法の効果に寄与するのか？―システマティックレビュー―

研究内容の概要：

一次運動野への非侵襲的脳刺激法（NIBS）は、脳の可塑性を誘導することができ、脳卒中などの脳疾患に対する新たなリハビリテーションツールとして注目されています。しかし、近年、その可塑性誘導の効果には大きな個人差があることが報告されており、脳由来神経栄養因子（BDNF）の遺伝子タイプ（Val/Val, Val/Met, Met/Met）が、その個人差の一部に寄与しているとされております。そこで私たちは、BDNF遺伝子タイプが一次運動野へのNIBSの効果に及ぼす影響を調査した先行研究を用いてシステマティックレビューを行いました。NIBSの効果は、経頭蓋磁器刺激によって誘発される運動誘発電位を指標としました。その結果、1827文献が集められ、最終的に17文献（M1の興奮性を高めるNIBSプロトコール, 27データ）と10文献（M1の興奮性を下げるNIBSプロトコール, 14データ）が本レビューに採用されました。その結果、両方のNIBSにおいて、3分の2以上のデータ（70.4%–78.6%）でNIBSにおけるBDNF遺伝子タイプの影響が観察されませんでした。このことから、BDNF遺伝子タイプがNIBS効果のバラツキに及ぼす影響は比較的小さいことが明らかになりました。

本研究成果は、国際誌『Frontiers in Human Neuroscience』に掲載予定です。

 

研究者からのコメント：

一次運動野へのNIBSは、脳の可塑性を誘導するリハビリテーションツールとして、徐々にリハビリテーション現場に普及し始めています。しかし、その効果のバラツキが近年、問題となっており、その要因の一部を明らかにするためにBDNF遺伝子タイプがNIBS効果に及ぼすのか否かをシステマティックレビューにて調査を行ないました。

 

本研究成果のポイント：

① PubMedおよびWeb of Scienceを使用して、NIBSによるBDNF遺伝子タイプの影響を調査した研究をシステマティックレビューに採用した。また、NIBSの効果は、経頭蓋磁器刺激によって誘発される運動誘発電位を指標とした。最終的に1827の文献から21文献までに絞り、フルテキストの評価を行った。

 

図1. PRISMAフローチャート

Abbreviations: cTBS, continuous theta burst stimulation; iTBS, intermittent theta burst stimulation; NIBS, noninvasive brain stimulation; PAS, paired-associative stimulation; QPS, quadri-pulse transcranial magnetic stimulation; rTMS, repetitive transcranial magnetic stimulation; tDCS, transcranial direct current stimulation; tRNS, transcranial random noise stimulation.

 

② 一次運動野の興奮性を増大させるNIBSでは、27データのうち、6%でBDNF遺伝子タイプの影響が観察された。一方、一次運動野の興奮性を低下させるNIBSで14データのうち、21.4%でBDNF遺伝子タイプの影響が観察された。このことから、従来から報告されていたBDNF遺伝子タイプの影響は、NIBS効果に対して大きな影響はないことが示された。

 

図2. BDNF遺伝子タイプがNIBS効果に及ぼす影響

A) 興奮性を高めるNIBSプロトコール; B) 興奮性を下げるNIBSプロトコール。

Abbreviations: A-tDCS, anodal transcranial current stimulation; C-tDCS, cathodal transcranial current stimulation; cTBS, continuous theta burst stimulation; iTBS, intermittent theta burst stimulation; NIBS, noninvasive brain stimulation; NS, not significant; PAS, paired-associative stimulation; QPS, quadri-pulse transcranial magnetic stimulation; rTMS, repetitive transcranial magnetic stimulation; SD, significant difference; tDCS, transcranial direct current stimulation; tRNS, transcranial random noise stimulation.

 

③ 約3分の1のデータでBDNF遺伝子タイプの影響が観察されたが、その中のほとんどのデータは遺伝子タイプのVal/Valで亜型のMet carriersよりも期待されるNIBS効果が高いことが示された。

 

原著論文情報：

Ryoki Sasaki, Sho Kojima, Hideaki Onishi. Do brain-derived neurotrophic factor genetic polymorphisms modulate the efficacy of motor cortex plasticity induced by noninvasive brain stimulation? A systematic review. Frontiers in Human Neuroscience. In press.