치매 환자의 IGF 및 기타 신경영양 인자

소개 치매 덴마크의 추정 치매 유병률은 85,000명(2011년)이며 전 세계 유병률은 3,600만 명(2010년)에 가깝습니다. 더욱이 그 숫자는 주로 인구 고령화로 인해 향후 20년 안에 두 배가 될 것으로 예측됩니다. 치매 비용은 세계 GDP의 1%를 차지하며 이는 현재 의료 시스템과 국가 경제에 도전이 될 전망입니다(1,2,3).

치매에는 다수의 진행성 퇴행성 뇌 질환이 포함됩니다. 치매는 사회적 및 직업적 기능을 손상시킬 정도로 충분히 심각한 인지, 기능 및 행동의 점진적 악화를 특징으로 합니다. 치매는 일화적 기억 상실, 명명 및 단어 찾기의 어려움, 실행증, 집행 기능 장애, 성격 및 기분의 변화를 특징으로 합니다. 치매의 가장 흔한 원인은 알츠하이머병입니다(4, 5, 6).

알츠하이머 치매의 병인은 아직 파악하기 어렵습니다. 수년 동안 알츠하이머 치매의 병태생리학적 특징은 플라크에 단백질 아밀로이드-베타의 축적과 신경섬유매듭과 관련된 인산화된 타우에 의해 유발된 독성이었습니다. 그러나 이 이론은 덜 빈번하게 유전되는 유형인 유전적 "조기 발병 가족성 알츠하이머"를 기반으로 합니다. 현재 알츠하이머 병인에 대한 가설은 실제로 아밀로이드-베타 이론의 가설과 일치하지 않습니다. 따라서 가장 일반적인 형태의 알츠하이머병을 유발하는 메커니즘에 대한 이해를 높일 필요가 있습니다. 질병에 대한 더 나은 이해는 조기 진단을 가능하게 할 수 있으며, 중요하게는 현재 사용할 수 있는 단순한 증상 옵션이 아닌 알츠하이머의 인과적 치료를 가능하게 합니다(4, 7, 8, 9).

IGF-시스템 치매에 대한 최근 연구의 주요 분야 중 하나는 인슐린과 인슐린 유사 성장 인자 시스템을 포함하는 연구 분야인 신경 영양 지원의 역할입니다. 인슐린과 IGF 시스템은 평생 동안 정상적인 체세포 성장, 발달, 조직 복구 및 재생에 중요합니다. 이전 연구에서는 대뇌 포도당 이용 및 에너지 대사 장애가 인지 장애의 초기 단계에 선행하거나 수반하는 매우 초기 이상을 나타낸다고 밝혔습니다. 그러나, 종종 인슐린 저항성을 특징으로 하는 제2형 당뇨병은 인슐린 저항성과 인지 기능 장애 사이에 상관 관계가 있음에도 불구하고 알츠하이머의 원인으로 확립되지 않았습니다.

IGF-I 및 IGF-II의 세포 신호 전달 경로는 인슐린이 사용하는 경로와 상당 부분 중복되며 세 단백질 모두 서로 다른 친화력으로 동일한 수용체에 결합합니다. 여러 연구에서 뇌척수액(CSF)과 혈장의 IGF-I 농도 사이의 비율(CSF/혈장 비율)이 알츠하이머 환자에서 감소하는 것으로 나타났습니다. 흥미롭게도 IGF-I는 아밀로이드-베타 제거를 촉진하는 것으로 보입니다.

IGF-II는 덜 연구되었지만 발달과 성인기 모두에서 뇌에서 발현되며 노화와 함께 감소합니다. 뇌에서 상대적 농도는 해마에서 가장 높습니다. (10-14). 또한, 우리 그룹은 CSF에서 IGF-II가 IGF-I 수용체를 활성화할 때 가장 중요한 성장 인자임을 나타내는 새로운 데이터를 가지고 있습니다(Mia-Maiken Kallestrup et al., 원고 준비 중).

메모리 메모리는 새로 학습된 불안정한 정보가 더 강력해지고 파괴에 탄력적이 되는 통합의 문제입니다. 이 과정은 전사 인자인 de novo RNA 및 단백질 합성과 cAMP 반응 요소 결합 단백질(CREB) 및 CCAAT 인핸서 결합 단백질(C/EBP)의 기능에 따라 달라집니다. 이전 연구에서는 간 및 기타 조직에서 IGF-II 유전자의 프로모터 영역에 C/EBP에 대한 결합 부위가 있음을 보여주었습니다(10).

IGF-II와 기억 치매의 퍼즐을 풀기 위해서는 치매 초기 단계에서 바이오마커의 초기 변화를 설명하고 가능한 병인과 가능한 치료법을 밝히는 것이 중요합니다. 쥐와 기억에 대한 실험은 이미 이를 향한 첫 걸음을 내디뎠을 것입니다. 쥐에게 IGF-II를 투여하면 기억력이 크게 향상되고 망각을 방지한다는 것이 입증되었습니다. 또한 억제 회피 학습(피험자가 특정 상황을 발생과 연관시키는 것을 배우는 패러다임)은 IGF-II의 해마 발현을 증가시킵니다. 마지막으로 중요한 것은 훈련 또는 기억 검색 후 해마에 재조합 IGF-II를 주사하면 기억력 유지가 크게 향상되고 망각을 방지한다는 것입니다(10).

신경 영양 성장 인자:

인간의 성인 뇌는 용량이 제한되어 있지만 새로운 뉴런을 생성할 수 있습니다. 아마도 이 능력은 충분한 신경 영양 성장 인자에 달려 있습니다. 신경 영양 인자에는 신경 성장 인자(NGF) 및 뇌 유도 신경 영양 인자(BDNF)가 포함됩니다.

BDNF는 뉴런 생존, 시냅스 가소성 및 기억에 중요하며 알츠하이머병의 초기 단계에서 BDNF 수치가 증가하는 경향과 관련이 있습니다. 알츠하이머병의 초기 단계에서 BDNF의 증가는 신경퇴화에 대한 보상의 반영일 수 있습니다. 알츠하이머병이 진행되는 동안 BDNF 수치는 건강한 노인 수준으로 감소합니다.

NGF는 뉴런의 성장을 유도하고 다른 성장 인자와 상호 작용하여 뉴런 증식을 유지합니다. 혈청, CSF 또는 뇌의 NGF 수준은 알츠하이머 환자에서 정상 노인 환자까지 다르지 않은 것으로 보이지만 뇌 영역마다 다른 것으로 보입니다. 마지막으로 BDNF와 NGF의 발현 패턴은 아밀로이드 농도와 높은 상관관계가 있습니다(15).

분화 클러스터 163(CD-163) CD-163은 헤모글로빈-합토글로빈 복합체에 대한 거대분자와 단핵구-대식세포 활성화의 지표에서 그 수준을 인식하고 섭취하는 스캐빈저 수용체입니다. 가용성 형태의 수용체는 sCD163이라고 하며 혈장에서 발견됩니다. 혈장 sCD163 수준은 광범위한 염증성 질환에서 상향 조절됩니다(16).

가설 치매 환자는 뇌척수액에서 IGF-I, IGF-II, NGF, BDNF 및 sCD-163의 조절되지 않은 농도 및/또는 활성을 가지고 있습니다.

목적 알츠하이머 환자의 뇌척수액 및 혈청 내 IGF-I, IGF-II, BDNF, NGF 및 sCD-163의 농도 및 생물학적 활성을 대조군(명시되지 않은 신경학적 증상 또는 질환이 있는 환자)과 비교하여 정의합니다.

방법 연구 모집단 모든 참여 환자는 18세 이상이어야 합니다. 급성 세균성 신경 감염 및 급성 출혈의 경우 연구에서 제외됩니다. 이 프로젝트의 연구 모집단에는 치매가 있거나 의심되는 모든 환자가 포함되며, 이들은 오르후스 대학 병원 신경과에서 요추 천자를 받을 것입니다. 그들의 진단 작업.

대조군에는 이 연구와 관계없이 진단 작업의 일환으로 Aarhus 대학 병원 신경과에서 요추 천자를 받을 불특정 신경학적 증상 또는 질병이 있는 환자가 포함됩니다.

환자는 연구 프로젝트에 대한 정보를 받고 참여에 대한 내용을 제공하도록 요청받을 것입니다. 참여는 척수액 2-3ml와 여분의 혈액 샘플(10ml)을 추출하여 IGF 시스템 구성 요소 및 신경 영양 인자 분석에 사용됩니다. 참가자는 어떤 형태의 지불도 받지 못하지만 교통비를 보상받을 수 있습니다.

진단 정밀 검사 및 결과적으로 연구 프로젝트 동안 항상 환자의 정신 및 신체 상태를 고려합니다. 연구과제는 개인정보의 처리에 관한 법률에 따라 진행됩니다.

오르후스 대학 병원 신경과의 치매 클리닉에서는 매주 약 3명의 환자에게 요추 천자를 진단 도구로 사용합니다. 이 환자들 중 약 1/3~1/2이 알츠하이머 진단을 받게 될 것으로 추정되며 이 환자들은 궁극적으로 36~40주 동안 프로젝트에 포함됩니다. 전체적으로 연구 기간 동안 이것은 50-60명의 환자를 포함할 수 있게 할 것입니다.

분석 척수액과 혈청은 의학 연구소에서 분석됩니다. 척수액과 혈액 샘플은 Aarhus University Hospital의 연구 바이오뱅크에 보관됩니다. 모든 샘플이 수집되는 동시에 모든 생화학 분석을 수행할 계획입니다. 해당 분야에 대한 지식이 있는 경우 본 프로젝트 이후 5년간 샘플을 보관할 예정입니다. 샘플을 다른 프로젝트에 사용할 경우 국립보건연구윤리위원회와 덴마크 데이터 보호청은 다시 한 번 신청을 요구할 것입니다.

IGF-I 및 IGF-II의 면역학적 농도는 검증된 사내 분석에 의해 측정됩니다. 또한 Aarhus 대학 병원은 뇌척수액에서 IGF-I 및 -II의 생체 활성을 측정할 수 있는 고유한 기술을 보유하고 있습니다. 이 기술은 2003년에 개발된 세포 기반 사내 생물 검정을 기반으로 합니다. 이 방법은 IGF-I 및 IGF-II의 대부분이 단백질에 결합되어 생물학적 불활성으로 간주된다는 점을 고려합니다. 생물학적 검정은 시험관 내에서 IGF-IR을 자극하는 혈청 및 뇌척수액의 능력을 측정할 수 있으며, 이는 방법을 훨씬 더 구체적으로 만듭니다. 우리 그룹의 파일럿 조사는 뇌척수액에서 생물학적 IGF-IR 활동을 측정하는 것이 가능하다는 것을 보여주었습니다. 다음이 입증되었습니다.

i) 뇌척수액의 생물학적 IGF in vitro 활성은 주로 IGF-II에서 비롯됩니다. ii) 생물학적 활성은 IGF 결합 단백질의 농도가 낮기 때문에 단순한 농도 측정에 비해 예상보다 훨씬 높습니다.

IGF-결합 단백질의 면역학적 농도는 상업적 또는 사내 개발된 면역분석 및 리간드 블로팅 기술에 의해 측정될 것이다.

척수액 및 혈청 내 NGF, BDNF 및 sCD-163의 농도는 이미 확립된 기술로 분석되고 척수액은 분광법으로 검사됩니다.

임상 검사 임상 검사는 치매 검사의 자연스러운 부분으로 수행됩니다. 여기에는 병력 및 객관적 검사, CT 스캔 및 MMSE(소형 정신 상태 검사) 및 ACE(Adenbrooke 인지 검사)를 포함한 인지 검사가 포함됩니다. 의심스러운 경우 신경생리학자가 보다 광범위한 검사를 수행합니다. 의료 기록 형태의 임상 검사 정보는 질병의 진행을 포함하여 진단으로서 치매의 가능성을 평가하고 이에 따라 IGF-I, IGF-II, NGF, 뇌척수액의 BDNF 및 sCD-163.

Power 치매 환자의 뇌척수액에서 IGF의 생체 활성은 이전에 결정되지 않았습니다. 파일럿 데이터는 건강한 사람(n=9)에서 IGF-II의 생체 활성이 57 ± 13 ng/ml(평균 ± 표준 편차)임을 나타냅니다. 환자 그룹의 차이가 26ng/ml(̴ 2 x SD)로 설정된 경우 그룹당 10명을 포함하면 ANOVA를 사용하여 프로젝트에 90%의 검정력과 5%의 유의 수준을 제공합니다. 따라서 프로젝트에 15명의 환자를 포함하도록 선택되었습니다.

통계 프로그램 ANOVA는 통계 분석에 사용됩니다. 데이터의 정규 분포에 따라 파라메트릭 또는 비모수 테스트가 사용됩니다. 모든 통계 분석에서 5% 유의 수준이 사용됩니다.

관점 앞서 언급한 바와 같이 치매 비용은 이미 세계 GDP의 1%를 차지하고 있으며 치매 유병률은 향후 20년 이내에 두 배가 될 것으로 예상됩니다. 질병의 진행성 특성은 치매 사례의 약 43%가 높은 수준의 관리(요양원과 동일)가 필요함을 의미합니다. 따라서 예방, 발병 지연, 진행 지연 및 잠재적 치료 가능성은 환자와 가족의 안녕뿐만 아니라 의료 시스템의 경제에도 중요한 요소임이 분명합니다. (2,17) 이 연구 프로젝트는 IGF 시스템에서 질병으로서의 치매의 최근 이론을 기반으로 하지만, 다른 연구와 달리 우리는 생체 활성뿐만 아니라 농도를 측정할 수 있습니다. 이것은 잠재적으로 치매의 역동성에 대한 더 많은 지식을 제공하여 치매의 병인 및 의학적 목표에 대한 더 많은 이해를 잠재적으로 드러낼 것입니다.

윤리적 고려 일반적인 윤리적 고려 이 연구 프로젝트에 참여하는 환자에게 수행되는 테스트는 요추 천자 및 혈액 샘플입니다. 이 두 검사는 이 연구와 관계없이 진단 정밀 검사의 일부로 수행됩니다.

12%의 발병률을 가진 요추 천자 후 두통을 포함하여 요추 천자를 수행하는 데 약간의 위험이 있지만 젊은 환자에서 가장 일반적입니다. 대부분의 경우 두통은 지속 시간이 짧고 혈액 패치를 적용하면 치유될 수 있습니다. 요추 천자에 바늘을 사용하면 일시적인 요추 통증 및 축적이 발생할 수 있음 치매 환자에 대한 윤리적 고려 해당 환자 그룹은 확장된 윤리적 고려를 야기 앞서 언급한 바와 같이 치매의 증상은 기억 상실, 올바른 단어 찾기 및 사람들이 말하는 내용을 이해하는 데 어려움을 겪습니다. 따라서 환자가 프로젝트 참여 여부에 대해 독립적인 결정을 내릴 수 있는지 의문입니다(6).

모든 치매 환자는 치매에 대한 표준 진단 작업의 일부로 수행되는 모든 검사를 받게 됩니다. 따라서 본 연구는 본 연구의 윤리적 측면을 옹호하는 추가적인 조사를 도입하지 않는다. 이 프로젝트와 관련된 낮은 위험, 가벼운 치매 형태, 질병의 높은 유병률 및 심각성을 고려할 때 우리는 이 프로젝트가 윤리적으로 수용 가능하다고 평가합니다. 또한 치매의 병인과 가능한 표적을 조사하는 것이 매우 중요합니다.

Aim 이 연구의 긍정적, 부정적 및 결정적이지 않은 결과가 발표될 것입니다. 그 결과는 연구 연도 보고서의 기초가 되며 영문 피어 리뷰 저널에 게재할 기사가 됩니다.