파킨슨병 초기로 보이는 CSF 단백질

작성자: Joana Carvalho, PhD | 2018년 11월 6일

파킨슨병의 진단 바이오마커로 여겨졌던 뇌척수액의 단백질이 파킨슨병 초기 단계에서 견고성과 재현성이 부족하기 때문에 이 역할을 할 수 없다는 연구 결과가 나왔습니다.

이번 연구는 '초기 파킨슨병 진단을 위한 잠재적 바이오마커로서 뇌척수액 단백질의 평가'라는 제목으로 PLOS One에 게재됐다.

파킨슨병은 만성적이고 진행성인 신경퇴행성 질환으로 주로 운동 조절을 담당하는 뇌 영역인 흑색질의 도파민 뉴런의 점진적인 손실로 인해 발생합니다. 이는 일반적으로 운동 증상의 유무에 따라 진단되지만, 파킨슨병 초기 단계에서는 이러한 증상이 질병을 일으키는 것으로 판단하기 어려울 수 있습니다.

이전 연구에서는 뇌와 척수를 순환하는 뇌척수액(CSF)의 특정 단백질이 질병의 초기 신호 또는 바이오마커로 작용하여 진단에 도움이 될 수 있다고 제안했습니다. 그러나 CSF 단백질은 임상 환경에서 파킨슨병 바이오마커로 완전히 검증된 적이 없습니다.

벨기에, 독일, 영국의 연구자들은 초기 파킨슨병 진단을 위한 잠재적인 바이오마커로 제안된 15가지 CSF 단백질의 적합성을 테스트했습니다.

탐구된 단백질 패널은 베타-아밀로이드(Aβ40 및 Aβ42), 알파-시누클레인(α-syn), 타우(p-Tau 및 t-Tau), 신경필라멘트 경쇄(NFL), 인터루킨 6(IL-6), 단백질 탈당효소(DJ-1), S100β(칼슘 결합 단백질), 오스테오폰틴(OPN), 고이동성 그룹 상자 1(HMGB1), 유비퀴틴 카르복실 말단 에스테라제 L1(UCHL1), Fms 관련 티로신 키나제 3 리간드( FLT3LG), 매트릭스 메탈로프로테이나제 2(MMP2) 및 아포지단백질 AI(ApoA1).

연구자들은 초기 질병 환자 80명과 대조군 80명의 건강한 사람들로 구성된 그룹에서 이러한 CSF 단백질의 수준을 측정하는 것으로 시작했습니다. 테스트한 15개의 CSF 단백질 중 6개(α-syn, DJ-1, Aβ42, S100β, p-Tau 및 t-Tau)가 환자들 사이에서 상당히 조절 장애를 보였습니다.

연구진은 "Aβ42, t-Tau, p-Tau, α-syn 및 DJ-1은 대조군에 비해 초기 임상 PD(파킨슨병) 환자에서 감소한 반면, S100β 수준은 초기 임상 PD 환자에서 증가했습니다"라고 썼습니다.

이러한 후보를 확인하기 위해 연구자들은 다음으로 진행성 질환을 앓고 있는 30명의 파킨슨병 환자와 30명의 건강한 대조군으로 구성된 독립적인 그룹에서 동일한 테스트를 수행했습니다. 여기서, 베타-아밀로이드의 일종인 Aβ42는 대조군과 비교하여 파킨슨병 환자에서 수준이 현저히 다른(상당히 낮은) 유일한 CSF 단백질이었습니다.

"PD 환자의 CSF 샘플에서 Aβ42 수준의 감소가 최근 보고되어 신뢰할 수 있는 후보일 수 있음을 시사합니다. 그러나 이 연구에서 분석 결과 이 ​​잠재적 마커는 진단 목적에 적합하지 않은 것으로 나타났습니다."라고 연구원은 썼습니다.

마지막으로, 이러한 마커의 조합이 초기 파킨슨병 환자와 건강한 개인을 구별할 수 있는지 평가하기 위해 질병 진단을 개선할 수 있는 마커를 식별하는 알고리즘을 기반으로 하는 기계 학습 접근 방식을 사용했습니다. 이 모델을 기반으로 α-syn, S100β 및 UCHL1로 구성된 마커 세트가 유망한 후보로 식별되었습니다.

"이 모델은 문헌에 발표된 연구 결과와 일치합니다. 여기서 α-syn은 신경 퇴행 및 그에 따른 운동 장애의 진행에 밀접하게 관여하는 PD의 특징적인 단백질로 특징지어지는 반면 S100β는 PD의 가능한 마커로 간주되었습니다. 신경변성을 동반한다"고 연구진은 썼다. 그러나 두 번째 환자군과 대조군에서는 '의사결정나무를 확인할 수 없었다'.

"현재 제안된 PD 진단용 단백질 CSF 마커는 말기 PD 코호트에서 확인된 바와 같이 PD의 초기 임상 단계에 적용할 때 견고성과 재현성이 부족합니다."라고 그들은 덧붙였습니다.

연구자들은 바이오마커 식별에 대한 대체 접근법을 탐구하는 EU-BIOMARKAPD 프로젝트를 포함한 추가 노력이 초기 파킨슨병의 임상 진단 또는 질병 모니터링을 위한 잠재적인 단백질 CSF 바이오마커 개발을 지원할 수 있다고 믿습니다.