ALS에서 증상 전 신경근접합부 결손과 보상기전 (PRE-ALS)

축삭 말단이 근육 섬유의 모터 종판을 연결하는 신경근 접합부(NMJ)는 다양한 근위축성 측삭 경화증(ALS) 설치류 모델에서 영향을 받는 첫 번째 구조입니다. 이러한 모델에서 NMJ 탈신경화 및 초기 보상 재신경분포는 가장 초기의 병리학적 사건입니다. 이러한 NMJ 형태학적 결함은 변화가 운동 뉴런 세포체 수준 및 운동 증상 발병 수준에서 볼 수 있기 훨씬 전에 발생합니다. 따라서 이러한 설치류 모델에는 질병의 "잠복기"가 있습니다.

ALS 환자에서 증상의 시작은 약 50~80%의 운동신경세포가 소실될 때 발생하는 것으로 생각되며 질병의 전임상 기간이 연장될 수 있음이 제안되었습니다. 질병의 임상적 발병 후, 현저한 NMJ 형태학적 결함의 존재와 종판의 보상적 신경지배가 ALS 환자의 근육에서 나타났지만, 증상 전 단계에서의 발생은 조사된 적이 없습니다. 동물 모델에서와 같이 질병의 무증상 발병 시 NMJ의 효율적인 재신경분포는 운동 뉴런의 손실을 보상할 수 있으며 피험자는 운동 증상이 없는 상태로 유지됩니다. NMJ의 파괴가 진행됨에 따라 보상이 비효율적이 되어 점진적인 근육 약화 및 질병의 임상적 발병으로 이어집니다. 초기, 증상 전, NMJ 병리학적 사건 및 보상 메커니즘의 식별은 따라서 운동 기능 장애를 예방하기 위한 새로운 치료 전략의 개발로 이어질 수 있습니다.

인간에서, 질병의 "잠복기"는 발현 전 ALS 돌연변이 보유자에서 조사될 수 있습니다. 실제로, C9ORF72 또는 SOD1 돌연변이(가족성 ALS와 관련된 주요 유전자 중 2개)의 무증상 보균자 집단에서, 순환하는 마이크로RNA의 조절장애는 질병 증상 발병의 예상 시간 창 훨씬 전에 발견되었습니다.

PRE-ALS 연구의 목적은 다음과 같습니다.

1차 목적: 사전 발현 C9ORF72 또는 SOD1 돌연변이 보유자로부터의 근육 표본에서 NMJ 형태의 초기 전임상 결함을 조사하고 특성화하기 위함;

보조 목표:

• 이러한 피험자의 NMJ 수준에서 재신경 분포를 조사하고 정량화합니다. 그리고
• NMJ 변경의 발달 및 보상적 부수적 재신경분포의 발달/유지와 관련된 근육 조절 장애 경로를 확인합니다.

이를 위해 두 가지 주요 ALS 관련 유전자(운동 증상이 없는 C9ORF72 및 SOD1) 중 하나에 돌연변이가 있는 10명의 피험자가 연구에 포함될 것입니다. C9ORF72 확장(C9-FTD)과 관련된 가족성 ALS 또는 가족성 전두측두엽 치매와 관련하여 수행된 증상 전 DNA 검사를 기반으로 진단된 이 피험자는 파리 ALS 센터(Dr Salachas) 및 희귀의약품 참조 센터에서 모집됩니다. 치매(Dr Le Ber). C9ORF72 유전자에 돌연변이가 있고 중간 정도의 인지 장애만 있는 피험자는 신경학적 검사 후 운동 관련이 없는 경우에도 포함될 수 있습니다.

피험자는 연구에 포함된 후 18개월 동안 임상 및 신경생리학적 추적 관찰을 받게 됩니다.

• 근력은 의학 연구 위원회의 등급 시스템에 따라 수동 근육 테스트로 측정됩니다.
• 기능적 운동 장애는 널리 사용되는 개정된 ALS 기능 평가 척도(ALSFRS-R)를 사용하여 평가됩니다.
• 운동 뉴런 손실은 ALS 환자의 운동 단위 수와 크기를 평가하는 검증된 방법인 운동 단위 수 지수(MUNIX)를 사용하여 평가됩니다.

NMJ 수준에서 잠재적인 형태학적 결함을 조사하기 위해 근육 생검을 수행할 것입니다. NMJ의 형태는 면역염색 후 공초점 현미경을 사용하여 분석하고 부수적 재신경분포는 각 대상에 대해 정량화합니다. NMJ의 전임상 구조적 결함 및/또는 재신경분포에 잠재적으로 연루된 조절이상 세포내 신호전달 경로가 동시에 조사될 것이다.

지금까지 PRE-ALS 연구는 증상이 있는 ALS 돌연변이 보유자에서 NMJ의 전임상 변화를 조사하고 운동 기능을 보존할 수 있는 근육 보상 메커니즘을 식별하는 최초의 연구가 될 것입니다. 이 작업은 ALS 돌연변이 보인자의 근력 손실 발생을 방지하고 산발성 ALS 환자의 근육 소모를 제한하기 위해 새로운 치료 전략을 식별하는 길을 열어주어야 합니다.