대뇌 피질의 미세 구조 변화는 아밀로이드를 보유한 노인의 타우 축적 및 일화 기억 감소를 예측합니다

Jun 14, 2023

커뮤니케이션 의학 3권, 논문 번호: 106(2023) 이 기사 인용

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측정항목 세부정보

피질 평균 확산도(cMD)를 통해 뇌 미세 구조 변화를 평가하기 위한 비침습적 확산 강조 영상(DWI)은 인지적으로 정상적인 노인의 타우와 단면적으로 연관되어 있는 것으로 나타났으며, 이는 이것이 신경 손상의 초기 지표일 수 있음을 시사합니다. . 여기에서 우리는 cMD에 의해 측정된 국소 피질 미세 구조 변화가 아밀로이드 병리를 가지고 있는 인지적으로 정상적인 개인의 일시적인 기억 감소뿐만 아니라 국소 타우의 세로 축적과 어떻게 관련되어 있는지 조사했습니다.

Harvard Aging Brain Study에서 인지적으로 정상적인 참가자 122명이 DWI, T1w-MRI, 아밀로이드 및 타우 PET 영상, LMDR(논리 기억 지연 회상) 평가를 받았습니다. 우리는 별도의 선형 혼합 효과 모델을 사용하여 기본 아밀로이드 상태와 cMD(내후각 및 하측두엽 피질)의 상호 작용이 세로 방향 타우 축적 및 세로 LMDR과 연관되어 있는지 여부를 평가했습니다.

우리는 내후각 피질(p = 0.044)에서 세로 타우를 예측할 때 아밀로이드 상태와 기준선 cMD의 중요한 상호 작용 효과를 발견했지만 열등한 측두엽에서는 그렇지 않았습니다. 따라서 더 큰 기준선 cMD 값은 아밀로이드 양성 참가자에서 내후각 타우의 축적을 예측합니다. . 또한, 우리는 세로 LMDR(p < 0.001)을 예측할 때 내후각 피질(그러나 열등한 측두 cMD는 아님)에서 아밀로이드 상태와 기준 cMD의 중요한 상호 작용 효과를 발견하여 기준 내후각 cMD가 아밀로이드 양성의 일화 기억 감소를 예측하도록 합니다. 참가자들.

내후각 피질의 아밀로이드증과 증가된 cMD의 조합은 타우 축적 및 알츠하이머병 관련 일화 기억 저하의 단기 위험이 있는 개인을 식별하는 데 도움이 될 수 있으며 이는 임상 시험에서의 유용성을 시사합니다.

알츠하이머병 환자는 기억력과 지식을 습득하고 처리하는 능력에 문제가 있습니다. 이러한 문제를 일으키는 가장 초기의 뇌 변화를 이해하면 질병 진행 초기에 알츠하이머병이 발생할 가능성이 있는 사람들을 식별하는 데 도움이 됩니다. 본 연구에서는 뇌 속 물의 이동성을 측정하는 마커를 사용하여 이러한 변화가 어떻게 타우라는 단백질의 발달과 사람들의 기억 변화를 예측할 수 있는지 조사했습니다. 참가자들은 연구가 시작될 때 기억 장애의 징후를 보이지 않았지만 일부는 추적 기간 동안 기억력 저하를 겪었습니다. 특정 뇌 영역에서 물의 더 큰 이동성은 미래의 타우 증가와 기억력 저하를 예측했으며, 이는 이 측정이 알츠하이머병 발병 위험이 있는 사람들을 식별하는 데 사용될 수 있음을 나타냅니다.

지난 수십 년 동안 다양한 신경영상 기술이 개발된 이후, 알츠하이머병(AD)에 대한 연구는 특히 초기 바이오마커 탐색에 중점을 두었습니다. AD는 아밀로이드와 타우 뇌 병리의 존재로 생물학적으로 정의되었습니다1,2,3. 뇌척수액(CSF), 양전자방출단층촬영(PET), 자기공명영상(MRI) 등 여러 방법을 사용한 연구에서는 임상 진단 수년 전부터 발생하기 시작하는 생물학적 특징이 일관되게 나타났습니다1,2,3,4, 5. 이러한 축적은 아밀로이드증이 처음으로 응집되는 순차적 순서를 따르며1 AD1, 3의 전임상 단계 개념으로 이어졌습니다. 모든 AD 바이오마커가 동시에 검출 가능한 것은 아닙니다. 예를 들어, 타우병증의 경우 최근 연구에 따르면 비정상적인 뇌척수액은 진단하기 몇 년 전에 발견될 수 있지만 타우에 대한 PET 측정은 임상 증상과 유의미한 상관관계가 있는 분포로 진단에 더 가까운 변화를 보여줄 수 있는 것으로 나타났습니다6,7.

다양한 기술을 결합한 다중 모드 신경 영상 연구는 초기 AD 바이오마커 간의 연관성과 시너지 효과를 탐구하기 시작했습니다. 방사성 추적자를 사용하는 PET 기술과 달리 MRI는 방사선 노출이 없고 가격이 저렴하며 진료소에서 널리 사용할 수 있다는 장점이 있습니다. 이러한 MRI 기술 중에서 확산 강조 영상(DWI)은 물 분자 확산의 공간 분포를 계산합니다8. DWI는 일반적으로 백질에서 정량화되지만 최근 개발을 통해 미세구조 규모에서 AD 관련 변화를 탐색할 수 있습니다. 특히 Montal과 동료들은 피질 평균 확산도(cMD)9,10를 통해 회백질의 미세 구조 특성을 평가하는 방법을 개발했습니다. 이 접근법을 사용하여 그들은 타우가 없을 때 심각한 아밀로이드증이 있는 인지적으로 건강한 노인 참가자가 단면 분석에서 감소된 cMD를 나타냈으며9, 이는 아마도 아밀로이드 관련 염증과 관련이 있는 발견임을 입증했습니다11. 대조적으로, 아밀로이드증과 타우병증이 모두 있는 참가자는 cMD 값이 증가한 것으로 나타났습니다9. 이러한 결과는 증상 발병 추정 연도에 가까워짐에 따라 질병 스펙트럼 전반에 걸쳐 개인을 관찰하는 상염색체 우성 AD의 유사 종단 모델링을 사용하여 재현되었습니다10. 결과는 전임상 돌연변이 보균자가 먼저 감소를 보인 후 예상 발병 시간에 가까운 전임상 돌연변이 보균자의 대뇌 피질 확산도의 증가를 입증하는 변화의 2상 궤적을 보여주었습니다10. 보다 일반적으로 증가된 평균 확산성은 아밀로이드증과 타우병증9,12,13,14이 모두 있는 경우에만 관찰되며 아밀로이드 관련 염증 과정10으로 설명될 수 있습니다. 그러나 cMD는 비교적 최근에 개발된 바이오마커이기 때문에 시간이 지남에 따라 병리학적 AD 프로필과의 관계를 탐색하기 위해서는 더 많은 연구가 필요합니다.