注意欠陥・多動性障害の学童期における大脳基底核の組織鉄濃度の低下は、大脳辺縁系に限局していることが明らかになった

Reduced basal ganglia tissue-iron concentration in school-age children with attention-deficit/hyperactivity disorder is localized to limbic circuitry.

抄録

大脳基底核におけるドーパミン関連の異常は、注意欠陥/多動性障害（ADHD）に関与しているとされている。鉄はドーパミン作動性機能を支える重要な役割を担っており、脳内鉄および血清フェリチンレベルの低下は、小児におけるADHD症状の重症度と関連があるとされています。さらに、大脳基底核はADHDの精神病理に関与する中枢脳領域であり、運動機能や報酬機能、情動反応に関与している。本研究では、拡散テンソル画像（DTI）を再利用し、8-12歳の小児におけるADHDの診断と性別が大脳基底核内の鉄沈着に及ぼす影響について検討した。さらに、脳内鉄量とADHDの症状の重症度や情動症状との関連性を検討した。ADHDの子どもでは、診断に関係なく、線条体の両側辺縁領域の鉄分量が減少し、男性では感覚運動線条体小領域の鉄分量が減少していることが観察された。サンプル全体では、すべての領域で鉄沈着量は年齢とともに増加した。脳行動解析の結果、診断群全体において、両側の辺縁系線条体の組織鉄レベルの低さはADHD症状の重症度と相関し、左側の辺縁系線条体の組織鉄レベルの低さは不安、うつ、感情症状の重症度とのみ相関することが明らかになった。本研究は、ADHDの神経生物学的基盤に光を当て、特に辺縁系領域における組織鉄欠乏の局在を明らかにし、DTIを脳鉄分析に再利用するための支持を与えるものである。本研究は、ADHDの診断と治療におけるバイオマーカーとしての鉄と性差のさらなる研究の必要性を明らかにするものである。

Dopamine-related abnormalities in the basal ganglia have been implicated in attention-deficit/hyperactivity disorder (ADHD). Iron plays a critical role in supporting dopaminergic function, and reduced brain iron and serum ferritin levels have been linked to ADHD symptom severity in children. Furthermore, the basal ganglia is a central brain region implicated in ADHD psychopathology and involved in motor and reward functions as well as emotional responding. The present study repurposed diffusion tensor imaging (DTI) to examine effects of an ADHD diagnosis and sex on iron deposition within the basal ganglia in children ages 8-12 years. We further explored associations between brain iron levels and ADHD symptom severity and affective symptoms. We observed reduced iron levels in children with ADHD in the bilateral limbic region of the striatum, as well as reduced levels of iron-deposition in males in the sensorimotor striatal subregion, regardless of diagnosis. Across the whole sample, iron-deposition increased with age in all regions. Brain-behavior analyses revealed that, across diagnostic groups, lower tissue-iron levels in bilateral limbic striatum correlated with greater ADHD symptom severity, whereas lower tissue-iron levels in the left limbic striatum only correlated with anxious, depressive and affective symptom severity. This study sheds light on the neurobiological underpinnings of ADHD, specifically highlighting the localization of tissue-iron deficiency in limbic regions, and providing support for repurposing DTI for brain iron analyses. Our findings highlight the need for further investigation of iron as a biomarker in the diagnosis and treatment of ADHD and sex differences.