태아 알코올 스펙트럼 장애 - 이것이 섬모병증입니까?

배경: "태아 알코올 스펙트럼 장애"(FASD)라는 용어는 자궁 내 알코올 노출로 인해 발생하는 광범위한 신경 발달 징후를 설명합니다. 유병률은 100명 중 1명으로 추정되며 캐나다에서 330,000명 이상이 영향을 받는 것으로 추정됩니다. 캐나다 진단 지침에서는 태아기 알코올 노출로 인한 신체적 및 신경 발달적 영향을 설명합니다. 여기에는 뚜렷한 얼굴 특징, 소두증 및 신경 발달 장애가 포함됩니다.

에탄올 독성은 에탄올 노출의 농도, 지속 시간 및 타이밍과 기형 발생에 대한 표현형 번역으로 이어지는 가능한 경로와 관련하여 연구됩니다. 동물 모델에서 FASD에 대한 연구는 유전자-에탄올 상호작용에 대한 다양한 분자 경로에 관여하는 다수의 감수성 유전자를 연루시키기 시작했습니다. 그 중 일부는 DNA 손상 제어, 중추 신경계 축 형성, 세포 생존 및 증식 및 성장에서의 역할의 일부로 에탄올 기형 발생에 관여하는 것으로 보고되었습니다.

특정 유전자인 nNOS(신경 산화질소 합성 효소)의 돌연변이는 생체 내 및 시험관 내에서 알코올로 인한 신경 세포 사멸을 악화시키는 것으로 알려져 있으며 nNOS 유전자의 발현은 알코올 독성으로부터 신경 세포를 보호합니다 산화질소(NO)는 효소 산화질소 합성효소(NOS through) L-아르기닌 세 가지 NOS 이소형이 있습니다: 뉴런 NOS(nNOS, NOS-1), 유도성 NOS(iNOS, NOS-2) 및 내피 NOS(eNOS, NOS-3).NO는 다른 중요한 활동과 함께 신경 전달 및 기억 형성의 조절과 관련이 있습니다. O2가 있으면 독성을 유발할 수 있는 라디칼이 형성됩니다. 그들은 세포 신호 과정에 지장을 줄 수 있으며 병리학적 상태를 초래할 수 있습니다.

데이터에 따르면 에탄올은 뇌에서 NOS 발현 및 활동을 변경합니다.

에탄올 노출의 용량과 길이는 NO 생성, NOS 활성 또는 NOS 발현에 대한 에탄올 효과를 결정하는 주요 요인입니다.

구조적 선천성 뇌 기형은 뇌량, 소뇌 기형 및 수두증을 포함하는 정중선 뇌 기형과 함께 소두증, 이동 기형, 신경관 결함을 포함하는 FASD의 맥락에서 설명됩니다.

섬모는 세포 표면에서 발견되는 진화적으로 보존된 더듬이 모양의 소기관입니다. 섬모는 특정 섬모 수용체를 통해 체액 흐름, 빛, 냄새, 호르몬과 같은 다양한 세포외 자극을 감지하고 세포 이동 및 분열, 체액 이동, 다양한 조직의 배아 발생에 중요한 역할을 합니다. 신경 발달과 관련하여 섬모 성장 인자는 최근 배아 신경 세포 이동 및 신호 전달뿐만 아니라 중추 신경계(CNS) 정중선 및 측면화 형성에 역할을 하는 것으로 나타났습니다. 성숙한 유기체에서 섬모는 뇌실막 표면을 감싸고 있는 뇌실막 세포의 기저체에서 확장되어 뇌척수액(CSF)의 흐름을 촉진합니다.

신경계 결손은 수두증, 신경관 결손, 과다한 피질 및 소뇌 이상과 같은 정중선 결손을 포함하는 일반적인 소견과 함께 다수의 섬모병증과 강하게 연관되어 있습니다.

인간 섬모 질환의 원형은 원발성 섬모 운동 이상증(PCD)이었습니다. 지난 10년 동안 PCD에 대한 이해의 상당한 발전으로 주로 이러한 환자에서 비강 산화질소(비강 NO)가 크게 감소한다는 사실을 발견함으로써 진단이 개선되었습니다. 이 감소의 메커니즘은 ciliopathy의 일부로 iNOs 발현 감소와 관련이 있다고 제안되었습니다. 비강 NO 측정은 가장 어린 환자에서도 쉽게 시행할 수 있는 간단한 비침습적 검사입니다.

NO 측정은 즉각적인 결과를 얻을 수 있는 간단한 비침습적 검사이기 때문에 뇌 기형을 포함한 다양한 섬모병증의 암시적 진단을 위한 이상적인 선별 검사 역할을 합니다.

최근 작업에서 이 연구 그룹은 비강 NO 농도로 측정한 섬모 기능 장애와 고립된 정중선 중추신경계(CNS) 이상 사이의 연관성을 처음으로 결정했습니다. 일부는 원발성 섬모 운동이상증(PCD)의 범위 내에 있는 이전에 확립된 정상 범위에 비해 상당히 낮았습니다. 최근 연구는 신경세포간 연결성, 뇌실 형태형성 및 신경관의 적절한 형성이 중단되지 않은 섬모 기능에 의존한다는 것을 보여줍니다.

1차 섬모는 폴리시스틴-1(PC-1), PC-2, TRPV4, P2Y12 및 피브로시스틴과 같은 막 단백질의 결과로 기능합니다. 아세틸화된 알파 튜불린은 알려진 섬모 표지자입니다.

PC-1의 변형은 대사 및 지질 검사에서 지방산 산화 결함과 관련이 있는 것으로 밝혀진 다낭성 신장 질환 1형 돌연변이와 관련이 있습니다. 아세틸화된 알파 튜불린은 단백질 분석을 통해 평가됩니다.

가설: NO와 에탄올 사이의 상호작용과 초기 뇌 발달에서 섬모의 중요한 역할에 대한 최근의 인식을 고려할 때 연구자들은 섬모가 FASD로 진단된 어린이의 뇌 손상으로 이어지는 분자 경로에 관여할 수 있다는 가설을 세웠습니다. 이러한 메커니즘은 이전에 탐색된 적이 없습니다.

연구자들은 FASD 진단을 받은 환자의 비강 NO 수치와 주요 대사 산물이 건강한 대조군에 비해 감소할 것이라는 가설을 세웠습니다.

목적: 이 연구는 태아 알코올 스펙트럼 장애로 진단된 선택된 환자 그룹에서 비강 NO를 측정하는 것을 목표로 하며, 소변 샘플의 NO 경로에 관여하는 주요 대사 산물과 관련된 대사체학 및 단백체 분석과 함께 건강한 어린이와 비교합니다. 이 연구를 통해 임상의는 태아 알코올 스펙트럼 장애가 의심되는 소아 환자를 위해 잠재적으로 비침습적 선별 도구를 사용하고 조기 발달 개입을 고려할 수 있습니다.

방법: FASD 진단을 받은 5-16세 어린이 10명을 Glenrose Rehabilitation Hospital의 FASD 외래 진료소에서 모집합니다. 건강한 어린이를 위한 HICUPP 레지스트리(Pro00056156)를 통해 같은 연령대의 건강한 어린이 10명을 모집합니다.

조사관은 반대쪽 콧구멍을 열어 둔 상태에서 일회용 폼 올리브(DirectMed Inc., Glen Cove, NY)가 있는 비활성 NO 샘플링 라인을 어린이의 콧구멍에 삽입하여 비강 NO 수준을 측정합니다. 그런 다음 비강 NO 수준을 ppb(parts per billion)로 측정하는 화학발광 분석기에 의해 코에서 분당 0.3리터의 일정한 속도로 공기를 샘플링합니다. 모든 비강 NO 측정은 피험자가 앉은 상태에서 수행됩니다.

측정은 NO 분석기(CLD 88 SP, ECO PHYSICS AG, Duerten, Switzerland)를 사용하여 얻을 것입니다. 분석기는 제조업체의 사양에 따라 보정됩니다. 측정은 20-40초 동안 고정 저항기(일회용, 1mm 구멍이 있는 판지 실린더, DirectMed Inc., Glen Cove, NY)를 통해 깊은 흡기에서 호기를 통해 연구개 폐쇄 기술을 사용하거나 파티 호의 분출 장난감을 통해 수행됩니다. 비슷한 호기 저항. 두 가지 유형의 저항기 모두 뺨을 약간 부풀려야 입의 압력 > 5 cm H2O, 연구개를 닫기에 충분한 압력이 발생합니다. 기동은 ATS/ERS 지침에 따라 수행됩니다. 위의 조작에 비협조적인 환자의 경우 호흡 샘플링을 사용하여 측정합니다.

검사관은 측정된 산화질소 수치를 컴퓨터 파일에 직접 입력하고 암호화된 형식으로 Glenrose Rehabilitation Hospital의 암호로 보호된 컴퓨터에 저장합니다. 참가자의 이름이나 전화번호와 같은 식별 정보는 입력되지 않습니다. 각 참가자에게는 녹음될 이름 대신 번호가 지정됩니다. 아동의 성별, 연령 및 진단과 같은 기타 식별 정보도 숫자를 사용하여 코딩됩니다.

제공된 정보를 기반으로 FASD 환자의 측정된 NO 수준을 건강한 대조군(Mateo 2011 및 Marthin 2011에 발표된 정상의 참조 범위 포함)과 비교하여 공변량의 통계 분석이 수행됩니다.

비강 산화질소 측정 외에도 조사관은 FASD 환자의 소변에서 주요 대사물질 및 단백질 수준을 측정하기 위해 대사체 및 단백질 분석을 수행할 것입니다. 이들은 섬모 침범에 대한 이 가설을 더 탐구하기 위해 건강한 대조군과 비교될 것입니다. 대사체학 분석은 NO 경로(아르기닌, 시트룰린, 오르니틴, 비대칭 디메틸아르기닌)와 수용성 NO 부산물(니트로티로신, 니트로트립토판 및 3-니트로-4-하이드록시페닐아세트산)에 관련된 주요 대사산물을 측정하는 데 사용됩니다. 섬모 기능 장애, 비타민 수치(특히. 비타민 A 및 그 부산물) 및 소변의 카테콜아민 변화(섬모의 영향을 받는 신경 기능 변경으로 인해). 대사체학 분석은 MS 기반의 표적 대사체학 방법을 사용하여 수행됩니다. 연구자들은 또한 주요 섬모체 단백질, 즉 폴리시스틴-1(PC-1)(PC-2, TRPV4, P2Y12, 피브로시스틴) 및 아세틸화 알파-튜불린의 변화를 측정하기 위해 FASD 환자의 소변에 대한 단백질 분석을 수행하고 이들을 비교할 것입니다. 건강한 아이들의 그룹에 가치. 단백질체학 분석은 MS 기반 단백질체학과 면역분석의 조합으로 구성됩니다.

데이터는 PASW Statistics 버전 19(SPSS Inc., 2010)를 사용하여 분석됩니다. 알파는 모든 분석에 대해 .05로 설정됩니다. 각 측정에서 연령 및 규범 기반 컷오프 값 이상 및 이하 점수를 받은 아동의 백분율이 계산됩니다.

두 그룹(FASD, 건강한 대조군)이 측정된 수준에서 다른지 여부를 결정하기 위해 그룹을 개체 간 요인으로 사용하여 하위 척도 점수에 대해 다변량 분산 분석(MANOVA)을 수행합니다.

샘플 크기가 작다는 점에 주목하여 조사관은 효과 크기에 대한 95% 신뢰 구간뿐만 아니라 NO 수준 및 대사체학 분석에 대한 그룹 간의 효과 크기를 보고합니다. 가설은 그룹 간에 차이가 있다는 것입니다. 조사관이 null을 증명할 수 없는 경우(즉, 통계적으로 유의미한 결과가 부족하여 가설이 입증되지 않음) 조사관은 대신 이 효과 크기를 사용하여 효과를 추정합니다. 그러나 FASD가 있는 어린이의 NO와 관련된 비강 NO 수준 및 주요 대사 산물은 건강한 대조군에 비해 감소할 것이라는 가설이 있습니다.

연구 완료 후 비식별화된 데이터는 암호로 보호된 컴퓨터의 암호화된 파일에 최소 5년 동안 보관됩니다.