급성 허혈성 뇌졸중의 진단 도구로서의 혈장 유리 지방산 프로필

허혈성 뇌졸중은 미국에서 사망의 세 번째 주요 원인이자 장기 장애의 주요 원인입니다. 즉각적인 치료는 허혈성 뇌졸중의 결과에 중요한 역할을 할 수 있으며 많은 경우 예후를 개선하는 데 도움이 될 수 있습니다. 즉각적인 치료에 영향을 미치는 요인 중 하나는 허혈성 뇌졸중의 빠르고 정확한 진단입니다.

이미징 기술이 주요 진단 도구로 남아 있지만 고급 이미징 연구는 관리 결정을 늦출 수 있으며 때때로 사용할 수 없습니다. 또한, 이미징 연구는 종종 기존 병변과 급성 또는 진행 중인 과정을 구별할 수 없습니다. 따라서 혈장 바이오마커와 같은 추가 진단 및 예후 도구는 허혈성 뇌졸중의 조기 관리에 도움이 될 것입니다. 중요한 것은 허혈성 뇌졸중에 대해 FDA가 승인한 유일한 치료법은 뇌졸중 발병 후 3-4.5시간 이내에 tPA를 투여하는 것입니다. 따라서, 허혈성 뇌졸중에 대한 이상적인 바이오마커는 정맥 혈전용해를 위한 이 창 내에서 쉽게 검출할 수 있습니다.

지금까지 연구된 잠재적인 뇌졸중 바이오마커의 대부분은 펩타이드/단백질 특성을 갖고 있으며 이 요구 사항을 충족하지 않습니다. 그 이유 중 하나는 펩타이드와 단백질을 포함한 친수성 기질이 BBB(Blood-Brain Barrier)를 쉽게 통과하지 못하기 때문입니다. 따라서, 뇌 특이적 펩타이드/단백질은 급성 뇌졸중 상태의 치료 창 내에서 혈장에서 유의하게 증가할 것 같지 않지만 오히려 BBB 완전성 손실과 관련된 뇌졸중의 진행 동안 천천히 증가할 것입니다. 그 결과, S100b 및 뉴런 특이적 에놀라제를 포함하여 가장 일반적으로 사용되는 뇌 특이적 단백질 바이오마커는 10-18시간 전에는 혈장에서 증가하지 않으며 손상 후 24시간 전에는 경색 부피와 상관관계가 없습니다. 연구된 많은 다른 뇌 특이적 단백질은 유사한 한계를 가지고 있지만 급성 뇌졸중 상태에서 증가된 코펩틴과 같은 단백질은 뇌에 대해 매우 비특이적이며 생리적 스트레스의 보다 일반적인 마커 역할을 할 수 있습니다. 또 다른 유망한 접근법은 급성 허혈성 뇌졸중의 병인을 식별하기 위해 혈액 유전자 발현 분석을 활용하는 것입니다. 그러나 RNA 발현 측정의 타이밍과 RNA 발현의 역학은 "이상적인 허혈성 뇌졸중 바이오마커" 요구 사항을 충족하기 위해 이 접근법에 제한을 추가할 수 있습니다.

또는 지질 바이오마커가 이러한 한계를 극복할 수 있습니다. 지질은 소수성이며 BBB를 쉽게 통과하고 뇌 습윤 중량의 약 10%를 차지하는 매우 풍부하며 뇌 특정 프로파일을 가지며 뇌 지질의 변경은 허혈성 손상 즉시 발생합니다. 최근 표적 정량화를 사용하여 뇌 특이 스핑고지질이 급성 뇌 손상에 대한 유망한 바이오마커로 확인되어 뇌졸중을 진단하기 위해 지질 바이오마커를 사용할 가능성을 입증했습니다.

현재 프로젝트에서 연구자들은 허혈성 뇌졸중의 바이오마커로 혈장 유리 지방산 프로파일링을 사용하는 새로운 접근 방식을 제안합니다. 이 새로운 접근법은 급성 허혈 상태에서 뇌 지질 구성 및 대사의 잘 문서화된 특징을 기반으로 합니다. 첫째, 뇌는 포유류 뇌에서 최대 20%의 지방산을 구성하는 최고 농도의 아라키돈산, 도코사헥사엔산 및 아드레날린산 중 하나를 가진 혈장 및 기타 조직과는 다른 인지질 지방산 조성의 고유한 특징을 가지고 있습니다. 이러한 다중불포화 지방산은 주로 인지질의 sn-2 위치에서 에스테르화되며 A2 패밀리의 포스포리파제에 의해 방출됩니다. 둘째, 지질은 인간 뇌에서 건조 중량의 절반 이상을 구성하여 지방 조직 다음으로 신체에서 두 번째로 큰 지질 함유 기관이 되므로 지방산의 상당한 잠재적 공급원을 나타냅니다. 셋째, 급성 허혈성 손상 시 뇌 포스포리파제(주로 A2 계열)가 즉시 활성화되어 자유 형태의 인지질에서 sn-2 위치로부터 다중불포화 지방산이 신속하게(분 내에) 방출됩니다. 지방산의 소수성 때문에 BBB에 쉽게 침투할 수 있으며 혈장에서 발견될 것으로 예상됩니다. 넷째, 식이 지방산은 에스테르화된 형태로 순환되는 반면 지방 조직에서 방출되는 유리 지방산은 다른 지방산 프로필을 가지므로 뇌 유리 지방산은 혈장의 다른 지방산 풀과 구별됩니다.

허혈성 뇌졸중에 대해 FDA 승인을 받은 유일한 치료법은 조직 플라스미노겐 활성화제(tPA, IV rtPA로도 알려짐, 팔의 IV를 통해 제공됨)이며 뇌졸중 발병 3-4.5시간 이내에 투여됩니다. tPA는 혈전을 용해하고 혈류가 부족한 뇌 부분으로의 혈류를 개선함으로써 작용합니다. 이미징 기술이 주요 진단 도구로 남아 있지만 고급 이미징 연구는 관리 결정을 늦출 수 있으며 때때로 사용할 수 없습니다. 또한, 이미징 연구는 종종 기존 병변과 급성 또는 진행 중인 과정을 구별할 수 없습니다. 따라서 혈장 바이오마커와 같은 추가 진단 및 예후 도구는 허혈성 뇌졸중의 조기 관리에 도움이 될 것입니다.