미세 구조 저하의 생체 내 증거

분자정신의학(2023)이 기사 인용

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22q11.2 결실 증후군 또는 22q11.2DS는 높은 비율의 정신분열증 및 자폐 스펙트럼 장애와 뇌 전반에 걸친 광범위한 구조적 및 기능적 이상과 관련된 유전적 증후군입니다. 실험 동물 모델에서는 22q11.2DS의 비정형 뇌 발달의 기본 메커니즘으로 축삭 길이 감소 및 축삭 분기의 복잡성 감소와 같은 신경 연결성 결핍을 확인했습니다. 그러나 축삭 형태의 결함이 22q11.2DS를 가진 사람들에게서도 관찰될 수 있는지 여부는 여전히 불분명합니다. 여기에서는 축삭 형태에 민감한 맞춤형 자기공명영상 스캐너를 사용하여 22q11.2DS(12~15세) 참가자와 일반적인 개발(8~18세) 참가자의 백질 미세 구조에 대한 비교할 수 없는 생체 내 특성 분석을 제공합니다. 다양한 확산 MRI 측정 항목이 추출되어 전형적인 및 비정형 백질 발달의 미세 구조 프로파일을 제시하고 22q11.2DS를 사용하는 개인의 연결성 차이에 대한 새로운 증거를 제공합니다. 22q11.2DS에 대한 최근 대규모 컨소시엄 연구에서는 광범위한 연령대(6~52세)에 걸쳐 개인의 백질의 특징적인 미세 구조 변경으로 물의 확산 이방성이 높아지고 전체 확산 이동성이 감소하는 것으로 확인되었습니다. 우리는 축삭 형태의 결함을 식별하는 것 외에도 이 연구에 포함된 백질 영역에서 유사한 결과를 관찰했습니다. 이는 감소된 관 부피 측정과 함께 22q11.2DS의 비정상적인 미세 구조 연결이 불균형적으로 작은 직경을 가진 조밀하게 포장된 축삭에 의해 매개될 수 있다는 가설을 뒷받침합니다. 우리의 연구 결과는 22q11.2DS의 생체 내 백질 표현형에 대한 통찰력을 제공하고 신경 발달 및 정신 장애의 공유 기능에 대한 지속적인 조사를 촉진합니다.

22q11.2 결실 증후군(22q11.2DS)은 22번 염색체에서 1.5~3Mb의 미세결실로 인해 발생합니다[1]. 이는 가장 흔한 병원성 카피수 변종(CNV)으로, 2000~6000명의 출생아 중 1명의 유병률로 추정됩니다[2]. 22q11.2DS는 여러 시스템의 신경 발달을 방해하여 심장 기형, 안면 기형, 면역 결핍 및 발작/간질을 유발할 뿐만 아니라 학습 장애, ASD, ADHD, 발달 조정 장애, 정신 분열증 [3,4,5]. 이 증후군의 발생은 매우 다양한 표현성을 가지지만, 정신분열증과 같은 복합적 특발성 질환을 가진 개인에게도 존재하는 두드러진 특징을 특성화할 수 있는 독특한 기회를 제공할 수 있습니다[6].

정신분열병 환자에 대한 유전적, 사후 부검 및 신경영상 연구는 비정상적인 기능적 통합과 백질 구조적 연결의 붕괴가 이 질병 상태의 신경병리학의 주요 특징임을 나타냅니다[7,8,9]. 그러나 정신분열증은 다른 많은 신경발달 및 정신 질환과 증상 및 특성을 공유합니다. 이를 통해 생체 내 기술을 사용하여 측정할 수 있는 질병 특이적 표현형에 도전합니다. 22q11.2DS는 22q11.2DS를 가진 개인의 최대 20~40%에 영향을 미치기 때문에 정신분열증에 대한 중요한 유전적 및 발달 모델로 오랫동안 제안되어 왔습니다[3]. 유전자형 우선 접근 방식을 취함으로써 22q11.2DS가 탁월한 뇌 표현형과 어떻게 관련되는지에 대한 새로운 통찰력이 이제 소수의 개인 내에서도 가능해졌습니다[10].

신경 연결성은 22q11.2DS의 신경생물학에서 핵심 요소로 확인되었습니다[11]. 실험 동물 모델을 사용하여, 세포 에너지 생산의 중단은 증식 감소 및 축삭, 수상돌기 및 시냅스의 형태 변경과 같은 신경 세포 결함과 관련이 있습니다[12, 13]. 결과적으로 이는 장거리 백질 영역의 연결성을 낮추고 신경 활동의 동시성 장애를 초래합니다[14]. 최적의 뇌 통신을 위한 백질의 발달에는 뇌 전반에 걸쳐 활동 전위의 타이밍과 동시성을 미세 조정하기 위해 신경세포와 신경교세포 유형의 복잡한 조정이 필요합니다[15]. 여기에는 축삭 형태측정 및 패킹[16], 수초화[17], 시냅스 밀도 및 신경화학적 매개체의 미묘한 변화가 포함됩니다. 따라서 백질의 비정형 연결성을 더 잘 이해하려면 인간 연구에서 관찰된 경향에 기여할 수 있는 요인에 대한 심층적인 평가가 필요합니다.