다양한 척수 자극 방식으로 치료받은 환자의 전사체 프로필 (SCS-OMICS)

척추 수술 실패 증후군(FBSS)은 임상적 복잡성과 치료 비용 측면에서 경제적 중요성뿐만 아니라 근로 연령과 정상 기대 수명을 가진 환자의 높은 발병률 때문에 전문의에게 실질적인 도전입니다. 이 증후군은 5-40% 범위의 발병률을 가진 요천추 수술의 합병증입니다.

척수 자극(SCS)은 수년간 FBSS 환자의 치료에 안전하고 효과적으로 사용되었습니다. 처음에는 작용의 주요 메커니즘이 1965년 Wall과 Melzack이 설명한 "Gate Control Theory"에 의해 설명되었다고 믿었지만, 이를 넘어선 다른 메커니즘이 SCS로 인한 통증 완화에 기여할 수 있다는 점에 유의해야 합니다. 여기에는 수질 수준에서의 신경 흥분성 및 과민성의 억제뿐만 아니라 통증의 전달 및 조절에 관여하는 GABA, 아세틸콜린, 아데노신, 세로토닌 및 노르에피네프린과 같은 신경 전달 물질의 방출 변화가 포함됩니다. 그러나 SCS의 치료 효과를 뒷받침하는 분자 메커니즘은 아직 알려지지 않았습니다.

유전학 연구는 통증의 시작과 유지의 근간이 되는 분자 메커니즘에 대한 새로운 통찰력을 제공하는 데 사용됩니다. 이들은 가설에 의해 구동될 수 있으므로 기본 분자의 발현을 평가하거나 가설과 독립적으로 전체 게놈의 유전자 수준에서 유전자 발현을 탐색합니다. 마이크로어레이 칩은 주어진 샘플에서 수백 개의 유전자 발현을 측정합니다. 다양한 생물학적 시스템을 연구하는 데 사용되며 중추 또는 말초 신경계의 다른 부분에서 전사 수준의 광범위한 변화를 평가하는 데 사용되어 Kv9.1 소단위와 같은 새로운 통증 관련 유전자를 발견했습니다. 칼륨 채널 또는 KCNS1의.

최근 일부 동물 모델 연구에서는 SCS가 유전자 발현에 광범위한 변화를 일으킨다고 제안합니다. Tilley와 협력자들은 SCS가 인가된 전류의 양과 GABAbr1, Na/K ATPase(음의 상관관계), 5HT3r 및 VIP(양의 상관관계)의 발현 사이에 강한 상관관계가 있는 무엇보다도 5HTra, cFOS 및 GABAbr1의 발현에서 변조를 생성한다는 것을 발견했습니다. 상관관계) 수질 수준 및 후근 신경절 수준에서도. 이 저자들은 말초 신경 손상의 동물 모델에서 변경된 것으로 나타난 유전자 그룹을 분석하는 데 중점을 두었습니다. Stephens와 공동 작업자는 척수 자극기가 이식된 좌골 신경 결찰에 이차적인 신경병성 통증이 있는 쥐의 척수의 RNA seq를 수행했으며 SCS 적용 후 유전자 발현이 변경되었음을 발견했습니다. 그들은 glutamaergic 시냅스에서 단백질 밀도가 높은 시냅스 후 지원 단백질 네트워크의 발현에서 일부 핵심 유전자의 발현이 SCS 후에 하향 조절된다는 것을 확인했습니다. 이것은 이 조밀한 네트워크를 불안정하게 하여 시냅스 신호의 효율성을 감소시킬 수 있습니다. 그들은 또한 SCS가 원위 척추 분절의 뉴런과 광택 세포에 영향을 미치는 인근 척수관을 활성화할 수 있음을 발견했습니다. Vallejo와 Tilley의 그룹은 또한 신경병성 통증의 동물 모델에서 광범위한 전사체 분석을 수행했으며 SCS가 척수 및 후근 신경절 수준에서 유전자 발현의 상당한 조절을 생성한다는 것을 발견했습니다. 또는 간접적으로 신경 재생, 염증 및 면역 반응 조절 및 이온 수송 조절과 관련됩니다. 우리 그룹은 SCS로 치료한 FBSS 환자의 말초 혈액 샘플에서 얻은 림프구 RNA의 실시간 폴리머라제 연쇄 반응을 사용하여 다양한 마커(카나비노이드 수용체, 오피오이드 수용체 및 오피오이드 펩타이드에서 유래)의 유전자 발현을 분석했으며, 프로엔케팔린(proenkephalin)의 현저한 증가를 관찰했습니다. PNK) 기준선 수준과 관련하여 SCS를 따르고 시간이 지남에 따라 유지됩니다.

마이크로어레이를 이용한 게놈의 대규모 연구의 이점을 이용하여 우리는 FBSS 및 강장제 또는 기존 SCS로 치료합니다. 이 연구는 프로젝트 PI16/01364(유럽 지역 개발 기금/유럽 사회 기금 "A way to make Europe"/"Investing in your future" 공동 출자)을 통해 Instituto de Salud Carlos III에서 자금을 지원받았습니다. 이 프로젝트는 발렌시아 대학 종합 병원의 임상 연구 윤리 위원회의 승인을 받았습니다. 이 연구는 현지 규정, Good Clinical Practice 지침, 헬싱키 선언의 원칙은 물론 개인 데이터 보호와 의료 정보 및 문서에 관한 권리와 책임을 관리하는 현행 법률 및 규정을 준수했습니다. 우리 그룹은 FBSS에 영향을 받고 SCS로 치료받은 환자(반응자 환자)의 혈액에 대한 전사체 분석을 수행했습니다. 우리는 치료에 대한 반응과 치료 효과의 잠재적인 바이오마커 역할을 할 수 있는 차별적인 유전자 발현을 찾기 위해 시스템 이식 전과 후 다른 시간에 샘플을 얻었습니다. 우리는 또한 SCS가 효과적이지 않은 환자(비반응자)의 transcriptomic 분석을 수행하여 SCS 요법에 대한 반응의 잠재적인 바이오마커의 차별적 표현을 찾을 의도로 반응하는 환자와 결과를 비교했습니다. 마지막으로 FBSS 진단을 받은 환자의 표현을 통증이 발생하지 않고 대조군으로 사용된 척추 개입 환자 그룹과 비교했습니다. 우리는 질병 발생의 가능한 바이오마커를 찾기 위해 두 집단 사이의 유전자 발현의 차이를 찾으려고 노력합니다. 우리는 SCS로 치료받은 FBSS 환자 ​​30명(그 중 7명은 비반응자, 23명은 반응자)과 15명의 대조군 환자를 포함했습니다. 샘플 기간의 모집 및 분석을 완료했으며 현재 최종 결과 해석 및 해당 출판물의 개발 단계에 있습니다. 결과가 확정적이지는 않지만 예비 분석에 따르면 대조군 환자와 SCS로 치료한 FBSS 환자를 비교할 때 기준선에서 190개 이상의 차별적으로 발현된 유전자(p < 0.05)가 있습니다. 우리는 또한 SCS 치료 시작 전후에 이식된 환자에서 차등적으로 발현되는 750개 이상의 유전자를 발견했습니다.

가설

FBSS와 관련된 생화학적 및 분자적 과정은 SCS를 겪고 있는 환자에서 발생하는 변화와 마찬가지로 알려져 있지 않습니다. transcriptomic 분석은 만성 통증의 기본 메커니즘에 대한 통찰력을 제공하는 유망한 도구로 보입니다. RT-PCR로 RNA를 정량화하면 연루된 차등 유전자를 식별하고 확실한 결론을 내릴 수 있습니다.

우리의 가설은 통증과 관련된 임상 상황에서 다른 유전적 발현이 발생해야 하며 이러한 변경이 척수 자극으로 성공적으로 치료된 환자에서 차등적으로 수정되어야 한다는 사실에 기반합니다.

상태 또는 병리학의 진화에 대한 이러한 가능한 바이오마커의 식별과 그 치료는 보다 정확한 치료 전략을 수립하는 데 크게 기여할 것이며 치료에 대한 반응의 예측 바이오마커 역할을 하여 향후 치료 전략 개발을 위한 치료 표적 선택을 안내할 수 있습니다.

연구 목적

이러한 가설과 이전에 우리 그룹에서 얻은 희망적인 결과를 바탕으로 조사관은 SCS 시스템의 DTM 프로그래밍이 이에 대한 반응 및 진화의 바이오마커를 찾는 의도로 기존 프로그래밍과 다른 표현 수준 효과를 생성하는지 여부를 비교하는 것을 목표로 합니다. 프로그래밍 양식.

연구자들은 또한 이러한 차이가 상당히 다른 임상 결과와 관련될 수 있는지 여부와 다른 양식의 효과 강도와 상관 관계가 있는지 연구하는 것을 목표로 합니다.