二酸化炭素投与と脳内老廃物除去 (COPETBI)
健康状態および外傷性脳損傷における二酸化炭素誘発性タンパク質流出の機序
調査の概要
詳細な説明
代謝廃棄物および細胞残屑の除去障害は、TBIおよびその他の神経変性疾患の特徴である。 除去は主にグリンパティック／リンパ管経路を介して起こり、これは部分的に脳脊髄液（CSF）の流入に依存している。 CSFの流れは、脳血流の低周波振動が最も顕著な睡眠中に最大となる。 研究者らは、CO2の投与による脳血流レベルの変化がCSFの流れを駆動し、最終的に脳内廃棄物の除去を促進すると提案している。 本研究は、処方されたCO2がタンパク質流出（すなわち、廃棄物除去の代理指標）を増強できるかどうか、および健康状態と疾患状態の両方でこのメカニズムを媒介する可能性のある生物学的メカニズムを検討するため、重要である。 したがって、最初の研究目的は、強力な血管拡張剤であるCO2の投与を処方して、用量依存的に脳血流の全体的な変化を模倣できるかどうかを判断することである。 基礎タンパク質レベルおよび流出（すなわち、ベースラインからの変化）は、高感度プロテオミクスプラットフォームを使用して定量化される。 第二の目的は、脳血管機能の個人差および萎縮などのその他の疾患要因が、CO2誘発性タンパク質流出にどのように影響するかを検討することである。
クロスオーバー（AB/BA）デザインを使用して、慢性TBI患者（18-82歳）およびTBI歴のない個人（健常被験者）に、呼気終末CO2を5または10 mmHg変化させる用量を投与する。 重要なことに、提案された脳血管メカニズムおよび廃棄物除去の代理マーカーは、高度なMRイメージングおよび市販のプロテオミクスプラットフォームを使用してヒトで容易に定量化でき、その臨床応用可能性を指数関数的に高めている。
研究の種類
入学 (推定)
段階
- 適用できない
連絡先と場所
研究連絡先
- 名前：Jody Roberts, MS
- 電話番号：505-272-5028
- メール：jroberts@mrn.org
研究連絡先のバックアップ
- 名前：Andrew Mayer R The Mind Research Network, PhD
- 電話番号：505-272-0769
- メール：amayer@mrn.org
研究場所
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New Mexico
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Albuquerque、New Mexico、アメリカ、87106
- 募集
- The Mind Research Network
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コンタクト：
- Jody Roberts, MS
- 電話番号：505-272-5028
- メール：jroberts@mrn.org
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主任研究者：
- Andrew Mayer, Phd
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参加基準
適格基準
就学可能な年齢
- 大人
- 高齢者
健康ボランティアの受け入れ
説明
TBIコホートの参加基準: 1) 有効なインフォームドコンセントを提供できること、2) 18〜82歳、3) 成人期（18歳以上）に発生したあらゆる重症度（軽度、中等度、重度）のTBIの病歴があること（半構造化識別法により確認: 意識喪失、外傷後健忘、めまい・混乱感の有無について質問を含む）。
健常者コホートの参加基準: 1) 有効なインフォームドコンセントを提供できること、2) 18〜82歳。
TBIコホートの除外基準: 1) 妊娠または閉所恐怖症を含むMRIスキャンの禁忌、2) 有効なインフォームドコンセントを提供できない、収監中、3) アルツハイマー病、ADRD、軽度認知障害と診断されている、4) TBI発症前の自閉症スペクトラム障害、知的障害、重篤な神経学的疾患（例: てんかん、腫瘍、その他の神経外科的処置を必要とする状態）または精神疾患（入院を要する）の既往歴、5) 現在または過去の精神病スペクトラム障害または双極性障害の診断、6) 研究手順のリスクを高める可能性のある呼吸器疾患または肺疾患（例: 重度の喘息、慢性閉塞性肺疾患、その他の重大な呼吸器障害）、7) 心臓不整脈の既往歴、8) 現在の物質使用障害の既往歴、9) 英語非流暢（スクリーナーに基づく）、10) 採血のため110ポンド未満の体重。
健常者コホートの除外基準: 1) 妊娠または閉所恐怖症を含むMRIスキャンの禁忌、2) 有効なインフォームドコンセントを提供できない、収監中、3) アルツハイマー病、ADRD、軽度認知障害と診断されている、4) 入院を要する発達障害、神経学的障害、または精神疾患の既往歴、5) 過去6か月間の定期的な物質使用（例: 尿検査で確認された現在の使用なし）、6) 30分以上の意識喪失を伴う過去の頭部外傷、7) 研究手順のリスクを高める可能性のある呼吸器疾患または肺疾患（例: 重度の喘息、慢性閉塞性肺疾患、その他の重大な呼吸器障害）、8) 心臓不整脈の既往歴、9) 英語非流暢（スクリーナーに基づく）、10) 採血のため110ポンド未満の体重。
研究計画
研究はどのように設計されていますか？
デザインの詳細
- 主な目的：基礎科学
- 割り当て：ランダム化
- 介入モデル：クロスオーバー割り当て
- マスキング：独身
武器と介入
参加者グループ / アーム |
介入・治療 |
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実験的：外傷性脳損傷（TBI）を有する個人
TBI患者（18〜82歳）が複数回の来院でETCO2の5または10 mmHGの変化を達成するために投与される可能性がある、カウンターバランスされたクロスオーバーデザイン（AB/BA）。
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本研究は、参加者がMRIを受けている間に高炭酸ガス負荷課題に応答して、脳および血液中のタンパク質に対する異なるレベルの二酸化炭素（CO2）曝露（約5または10 mmHgの変化）を調べます。
このシーケンスは、O2を一定に保ちながら、ETCO2を5または10 mmHg増加させる（CO2を約5-7％増加させ、窒素を同量減少させる）ことを目標に、ガスを動的に混合します。
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実験的：健康な被験者
対照均衡クロスオーバー設計（AB/BA）で、TBIの既往歴のない個人（健康な被験者、年齢18-82歳）は、複数回の来院を通じてETCO2を5または10 mmHg変化させるように投与される可能性があります。
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本研究は、参加者がMRIを受けている間に高炭酸ガス負荷課題に応答して、脳および血液中のタンパク質に対する異なるレベルの二酸化炭素（CO2）曝露（約5または10 mmHgの変化）を調べます。
このシーケンスは、O2を一定に保ちながら、ETCO2を5または10 mmHg増加させる（CO2を約5-7％増加させ、窒素を同量減少させる）ことを目標に、ガスを動的に混合します。
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この研究は何を測定していますか？
主要な結果の測定
結果測定 |
メジャーの説明 |
時間枠 |
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脳血管反応性（CVR）、血管誘発性脳脊髄液（VE-bCSF）
時間枠：介入後2.5時間。研究終了時に全参加者のデータを報告します。
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脳血管反応性（CVR）は、時間シフトした呼気終末二酸化炭素（ETCO₂）回帰変数を用いて、機能的磁気共鳴画像法による血中酸素レベル依存性（BOLD）変化をモデル化し、ETCO₂とBOLD信号の間に時間的に遅れた正の関係を捕捉することにより定量化されます。
バルク脳脊髄液（CSF）流量の血管増強変化は、バンドパスフィルタリングされた全体的な灰白質信号とその導関数をCSFバルク流量に回帰させ、時間的に遅れた負の関係を捕捉することにより評価されます。
これらの測定値は両方とも任意単位であり、パーセント信号変化と回帰変数間の統計的適合度を計算することにより定量化されます。
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介入後2.5時間。研究終了時に全参加者のデータを報告します。
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タンパク質流出（脳内廃棄物クリアランスの代理測定）
時間枠：血液はベースライン時、高二酸化炭素症の直前に、高二酸化炭素症後45分、高二酸化炭素症後90分、および高二酸化炭素症後150分に採取されます。データは、研究終了時に全参加者について報告されます。
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脳から血液へのタンパク質流出はQuanterixプラットフォームを使用して測定され、主要なタンパク質には神経フィラメント軽鎖、脳由来タウ、グリア線維性酸性タンパク質（単位＝ピコグラム／ミリグラム）が含まれます。 神経フィラメント軽鎖（NfL）について、検出限界（LOD）は0.104 pg/mL、範囲は0.025-0.276 pg/mL、定量下限（LLOQ）は0.241 pg/mLです。グリア線維性酸性タンパク質（GFAP）について、LODは0.221 pg/mL、範囲は0.042-0.481 pg/mL、LLOQは0.467 pg/mLです。脳由来タウ（BD Tau）について、LODは0.024 pg/mL、範囲は0.007-0.059 pg/mL、LLOQは0.053 pg/mLです。すべての値はQuanterixウェブサイトのデータシートから取得されています。 |
血液はベースライン時、高二酸化炭素症の直前に、高二酸化炭素症後45分、高二酸化炭素症後90分、および高二酸化炭素症後150分に採取されます。データは、研究終了時に全参加者について報告されます。
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二次結果の測定
結果測定 |
メジャーの説明 |
時間枠 |
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症状
時間枠：初回採血（すなわちベースライン時に採取された血液）後、高炭酸ガス負荷後10分および20分、ならびに高炭酸ガス負荷後90分に採取された血液後。データは、研究終了時に全参加者について報告されます。
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参加者は、研究期間中に複数回、4つの異なる症状（現在の頭痛、現在のめまい、現在の吐き気、現在の頭のぼんやり感）をリッカート尺度（各症状0〜10の範囲）で評価するよう求められます。
症状評価は合計され、0〜40の範囲の単一の総合スコアが作成されます。
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初回採血（すなわちベースライン時に採取された血液）後、高炭酸ガス負荷後10分および20分、ならびに高炭酸ガス負荷後90分に採取された血液後。データは、研究終了時に全参加者について報告されます。
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協力者と研究者
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捜査官
- 主任研究者：Andrew R Mayer, Phd、Mind Research Network
研究記録日
主要日程の研究
研究開始 (推定)
一次修了 (推定)
研究の完了 (推定)
試験登録日
最初に提出
QC基準を満たした最初の提出物
最初の投稿 (実際)
学習記録の更新
投稿された最後の更新 (実際)
QC基準を満たした最後の更新が送信されました
最終確認日
詳しくは
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