炎症は、薬を服用していない双極性障害では、島嶼部の機能的接続性の低下と関連している

Inflammation is associated with decreased functional connectivity of insula in unmedicated bipolar disorder.

• Pan Chen
• Feng Chen
• Guanmao Chen
• Shuming Zhong
• JiaYing Gong
• Hui Zhong
• Tao Ye
• Guixian Tang
• Jurong Wang
• Zhenye Luo
• Zhangzhang Qi
• Yanbin Jia
• Hengwen Yang
• Zhinan Yin
• Li Huang
• Ying Wang

抄録

背景:

双極性障害（BD）を含む気分障害の病態生理におけるリスク因子として、全身性炎症や免疫異常が考えられている。これまでの神経画像研究では、双極性障害における島状部の代謝異常、構造異常、機能異常が明らかにされており、島状部が双極性障害に重要な役割を果たしていることが示唆されている。本研究では、BD患者の島下領域における炎症誘発性の機能的接続性(FC)の神経機構を解明することを目的とした。

BACKGROUND: Systemic inflammation and immune dysregulation have been considered as risk factors in the pathophysiology of mood disorders including bipolar disorder (BD). Previous neuroimaging studies have demonstrated metabolic, structural and functional abnormalities in the insula in BD, proposed that the insula played an important role in BD. We herein aimed to explore neural mechanisms underlying inflammation-induced in the insular subregions functional connectivity (FC) in patients with BD.

方法:

脳の安静時機能的磁気共鳴イメージング（rs-fMRI）データは、無治療のBD II（現在のエピソードうつ状態）患者41名と健常者68名の対照者から取得した。両側前島皮質（AI）、両側中島皮質（MI）、両側後島皮質（PI）の3組の島皮質シード領域を選択し、各サブ領域の全脳FCを算出した。さらに、IL-6およびTNF-αを含む患者およびHCのプロ炎症性サイトカインの血清レベルを検出した。そして、BD IIうつ病患者における島状小脳下領域の異常なFC値とプロ炎症性サイトカインレベルとの間の偏相関係数を算出した。

METHODS: Brain resting-state functional magnetic resonance imaging (rs-fMRI) data were acquired from 41 patients with unmedicated BD II (current episode depressed), 68 healthy controls (HCs). Three pairs of insular seed regions were selected: the bilateral anterior insula (AI), the bilateral middle insula (MI) and the bilateral posterior insula (PI), and calculated the whole-brain FC for each subregion. Additionally, the serum levels of pro-inflammatory cytokines in patients and HCs, including IL-6 and TNF-α, were detected. Then the partial correlation coefficients between the abnormal insular subregions FC values and pro-inflammatory cytokines levels in patients with BD II depression were calculated.

結果:

BD IIうつ病群では、HC群と比較して、右PIと左後頭回の間のFCが減少し、左AIと両側の島状突起（右膝蓋骨まで延長）の間のFCが増加していた。さらに、BD IIうつ病患者ではHC群に比べてIL-6およびTNF-αレベルが高く、IL-6レベルは右PIから左後腹後回までのFCと負の相関を示した。

RESULTS: The BD II depression group exhibited decreased FC between the right PI and the left postcentral gyrus, and increased FC between the left AI and the bilateral insula (extended to the right putamen) when compared with the HC group. Moreover, the patients with BD II depression showed higher IL-6 and TNF-α levels than HCs, and IL-6 level was negatively correlated with FC of the right PI to the left postcentral gyrus.

結論:

本研究では、BDにおいて、両側の島状部と島状部の間、および島状部と感覚運動部の間のFCが異常をきたしていることを明らかにした。さらに、島と感覚運動野の間のFCの異常は、炎症性サイトカインであるIL-6の上昇と関連していた。

CONCLUSIONS: Our results demonstrated that abnormal FC between the bilateral insula, and between the insula and sensorimotor areas in BD. Moreover, disrupted FC between the insula and sensorimotor areas was associated with elevated pro-inflammatory cytokine levels of IL-6 in BD.

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