5xFAD 마우스의 시상(thalamus), 시상하부(hypothalamus) 및 뇌관주위 회백질(periaqueductal gray) 영역에서 P MRS. GM 용적 감소가 확인되었다.

(SM)은 심혈관 질환과 허혈성 뇌졸중에 대한 신경보호 효과로 동양의학에서 사용되어 왔다. 본 연구에서는 일시적 중대뇌동맥 폐색(transient middle cerebral artery occlusion, tMCAO) 마우스 모델을 사용하여 뇌졸중에 대한 SM의 효과를 뒷받침하는 치료 기전을 규명하고자 하였다. 그 결과, SM을 투여한 군에서는 tMCAO 시행 3일 후 뇌경색과 신경학적 결손을 포함한 급성 뇌 손상이 유의하게 완화되는 것으로 나타났다. 이는 자기공명영상(magnetic resonance imaging, MRI) 연구에서 SM 투여에 의해 뇌경색이 감소함을 확인함으로써 입증되었고, 자기공명분광법(magnetic resonance spectroscopy, MRS) 연구에서는 SM 투여가 타우린(taurine), 총 크레아틴(total creatine), 글루탐산(glutamate) 등을 포함한 뇌 대사물질의 회복을 보인다는 점으로 확인되었다. SM의 신경보호 효과는 성상교세포증(gliosis)의 감소와 인터루킨-6(interleukin-6, IL-6) 및 종양괴사인자-α(Tumor necrosis factor-α, TNF-α)와 같은 염증성 사이토카인의 상향조절과 함께, 허혈 후 뇌에서 인산화된 STAT3의 상향조절과 연관되어 있었다. 또한 SM은 tMCAO 마우스 뇌의 반주(penumbra)에서 산화 스트레스 유발로 증가한 지질 과산화의 지표인 4-하이드록시논 엔알(4-Hydroxynonenal, 4-HNE)과 말론디알데하이드(malondialdehyde, MDA)의 수치를 감소시켰다. SM 투여는 페롭토시스(ferroptosis)를 억제함으로써 허혈성 신경세포 손상을 완화하였다. 더 나아가, Western blot 및 Nissl 염색을 통해 SM 투여에 의해 허혈 후 시냅스 소실과 뉴런 손실이 완화됨을 확인하였다. 또한 tMCAO 이후 28일 동안 매일 SM을 투여하면 뇌졸중 마우스에서 신경학적 결손이 유의하게 감소하고 생존율이 개선되었다. SM 투여는 tMCAO 마우스에서 새로운 물체 인지(novel object recognition) 및 수동 회피(passive avoidance) 검사를 통해 측정한 뇌졸중 후 인지 장애도 개선하였다. 본 연구 결과는 SM이 허혈성 뇌졸중에 대해 신경보호 효과를 제공하며 치료 후보로서의 잠재력이 있음을 시사한다.

< 0.05). 관심영역에서의 뇌척수액(CSF) 추정 비율은 약 5%로 계산되었다. 적합 성능은 대체로 자체(in-house) basis set으로 수행할 때 더 우수했으며, 이는 공급업체(vendor)에서 제공한 basis set보다 더 정밀하다. 특히 Asp는 인간 뇌의 좌측 전전두피질에서 3T와 같은 고자기장 조건에서 신뢰할 수 있는 CRLB(<30%)를 가질 것으로 기대된다. Asp의 정량화는 공급업체에서 제공한 basis set으로 Asp를 적합시키는 데 부정확성이 존재하여 어려웠다.

파킨슨병(Parkinson's disease, PD)은 주요 운동 증상과 기타 비운동 증상을 특징으로 하는 신경퇴행성 질환이다. 여러 연구에서는 확산 자기공명영상(diffusion magnetic resonance imaging) 처리 기법을 통해 백질의 변화가 있는지 탐지함으로써 PD에서 다양한 뇌 영역을 조사하였으며, 이를 통해 fractional anisotropy 및 quantitative anisotropy와 같은 확산 지표를 산출할 수 있다. 본 연구에서는 새로 진단된 PD 환자군과 건강한 대조군 간에 피질하 및 피질 영역 전반의 전 뇌 부위에서 각 부위의 quantitative anisotropy를 비교하였다. 또한 PD에서 각각의 신경심리학적 기능장애에 의해 가장 영향을 받는 영역을 확인하기 위해, 각 영역의 quantitative anisotropy와 해당 신경심리검사 점수 간의 상관관계를 평가하였다. 그 결과 기저핵(basal ganglia), 변연계(limbic system), 뇌간(brain stem)과 같은 일부 피질하 구조뿐만 아니라 측두엽(temporal lobe), 후두엽(occipital lobe), 인슐라 엽(insular lobe)과 같은 일부 피질 구조에서도 유의한 quantitative anisotropy 차이를 확인하였다. 더불어 기저핵, 소뇌(cerebellum), 뇌간과 같은 일부 피질하 구조의 quantitative anisotropy가 운동 기능장애와 가장 높은 상관관계를 보인 반면, 측두엽과 후두엽과 같은 피질 구조는 PD에서 후각 기능장애와 가장 높은 상관관계를 보였다. 또한 본 연구는 건강한 대조군보다 초기 단계 PD에서 더 높은 확산 지표 값이 관찰됨을 통해 잠재적 신경 보상 가능성에 대한 근거를 제시하였다. 본 연구의 결과는 PD의 병태생리에 대한 이해를 향상시킬 것으로 기대한다.

P MRS 데이터. 본 연구의 주요 기여는 저랭크(저차원) 잡음 제거 방법이 소용적(single-voxel) MRS 데이터에 대해 효과적임을 입증한 데 있다. 우리는 본 결과가 저농도 대사산물의 정밀 정량을 위한 데 유용할 것이며, 전임상 MRS 연구에서 데이터 획득용 복셀 크기와 스캔 시간을 추가로 줄이는 데 기여할 것으로 기대한다.

배경: 파킨 상호작용 기질(parkin-interacting substrate, PARIS, ZNF746로도 알려짐)은 전사 억제자이며, 그 축적과 인산화는 파킨슨병(PD)에서 핵심적인 병리학적 역할을 한다. PARIS에 의한 PGC-1α 또는 MDM4의 전사 억제는 미토콘드리아 기능장애와 p53 의존적 뉴런 손실에 기여한다. PD 발병에서 PARIS의 중요한 역할에도 불구하고, 도파민성 뉴런에서 PARIS의 축적에 의해 영향을 받는 편향되지 않은 전사체(transcriptomic) 프로파일은 아직 탐색되지 않았다. 방법: 우리는 DAT-PF-tTA 드라이버 마우스를 이용하여, 도파민성 뉴런에서 PARIS를 발현하도록 Tet-Off 조건부 형질전환 마우스를 제작하였다. 조건부 PARIS 형질전환 마우스는 점진적인 도파민 세포 소실, 신경염증, PGC-1α 억제, 그리고 미토콘드리아 단백질체(proteome) 변화 등 PD 관련 병리학적 소견을 특징으로 한다. 운동 장애는 pole 및 rotarod 검사를 통해 평가하였다. PARIS 형질전환 마우스에 L-DOPA 및 c-Abl 억제제를 투여하여 치료 효능을 평가하였다. 전사체 프로파일 및 유전자 온톨로지(gene ontology) 클러스터는 PARIS 형질전환 마우스와 연령 일치 대조군의 복측 중뇌(ventral midbrain)에서 벌크(bulk) 및 단일 핵(single-nucleus) RNA-seq로 분석하였다. 결과: 마우스에서 조건부 도파민성 PARIS 발현은 강력하고 선택적인 도파민성 뉴런 퇴행, 신경염증, 그리고 선조체(striatum) 도파민 결핍을 초래하였으며, 그 결과 L-DOPA에 반응하는 운동 장애가 나타났다. 이전 보고들과 일관되게 PARIS는 도파민성 PGC-1α 발현을 억제하고, 미토콘드리아 표지 단백질의 발현을 교란하며, 도파민성 뉴런에서 COXIV로 표지된 미토콘드리아를 감소시켰다. PARIS 형질전환 마우스에서 c-Abl 활성의 약리학적 억제는 PD 관련 병리학적 특징을 상당 부분 예방하였다. 편향되지 않은 전사체 분석은 PARIS에 의해 조절되는 차등 발현 유전자(differentially expressed genes, DEGs)를 집합적으로는 물론 세포 유형 특이적 방식으로도 확인하였고, PD 병인과 연관된 풍부(enriched) 생물학적 경로를 함께 나타냈다. 단일세포 수준 해상도의 전사체 분석은 도파민성 세포에서 PGC-1α 및 여러 미토콘드리아 관련 표적 유전자의 억제를 확인하였다. 또한 우리는 서로 다른 교세포(glial cell) 하위 집단과 PD 병인과 연관된 DEGs를 확인하였다. 결론: 조건부 PARIS 형질전환 마우스는 PD의 강력하고 도파민성 뉴런-선택적인 병리학적 특징을 재현하며, 단 수개월 내에 항증상(antisymptomatic) 및 질병-변형(disease-modifying) 치료 전략의 전임상 평가를 가능하게 한다. 이 새로운 PD 마우스 모델을 바탕으로, 우리는 PARIS에 의해 조절되는 편향되지 않은 벌크 및 단일 핵 전사체 프로파일을 제공하며, 이는 잠재적으로 PD 병인에 기여할 수 있다. 병리 유도 능력이 유연하고 전 전사체(whole transcriptome)를 제공하는 PD 마우스 모델은 번역(translation) 기반 PD 연구에 유용한 자원이 될 수 있다.

목적: 생체 내 양성자 자기공명분광법(MRS)은 콜린 대사(choline metabolism)를 분석하는 비침습적 방법으로, 유방암 예후 예측에 사용되어 왔다. 강한 콜린 피크는 공격적인 종양 생물학의 대리지표가 될 수 있으나, 임상적 관련성은 불분명하다. 본 연구는 양성자 MRS로 측정한 총 콜린(total choline, tCho)이 호르몬 수용체(HR) 양성, HER2 음성 조기 유방암 환자에서 후기(나중기) 재발을 예측할 수 있는지 평가하였다. 방법: 연구 코호트는 2011년 3월부터 2014년 7월까지 1차 수술 전 진단적 단일 복셀(single-voxel) 양성자 MRS(3.0T 스캐너)를 시행받은 261명의 HR+/HER2- 유방암 환자를 포함하였다. tCho 화합물 피크 적분값(tChoi)과 다른 예후 인자들 간의 연관성을 분석하였고, tChoi가 10년 무병생존(disease-free survival, DFS) 및 전체생존(overall survival, OS)에 미치는 영향을 평가하였다. 또한 tChoi의 임상적 의의는 Harrell의 C-index를 사용하여 분석하였다. 결과: HR+/HER2- 연구군의 평균 tChoi는 15.47이었으며, 생존 분석을 위한 tChoi의 절단값(cut-off)은 15로 설정하였다. 10년 DFS는 tChoi <15와 ≥15 사이에서 유의한 차이를 보였고(p = 0.017), 후기(5–10년; p = 0.02) 재발에서는 유의한 차이가 나타났으나 초기(0–5년; p = 0.323) 재발에서는 그렇지 않았다. Cox 회귀분석 결과 tChoi는 10년 DFS를 유의하게 예측하였다(p = 0.046, OR 2.69). 또한 후기 재발에 대해서는 예측 경향을 보였다(위험비 HR 4.36, p = 0.066). Harrell의 C-index에서 Ki-67 지표(AUC = 0.597)와 림프혈관 침범(lymphovascular invasion, AUC = 0.545) 역시 생존을 예측하는 것으로 나타났으며, 정규화(normalized)된 tChoi를 추가하였을 때 AUC가 0.622로 개선되었고(p = 0.014), 이는 예측력의 향상을 시사한다. 결론: 생체 내 MRS로 산출한 tChoi는 HR+/HER2- 조기 유방암 환자에서 예후를 예측하는 인자였다. 이 지표는 다른 알려진 예후 인자들과 함께 사용할 때, 예후를 예측하기 위한 유용한 비침습적 도구가 될 수 있다.

H-MRS에서 GWI 환자에서 만성 대사 이상은 추가로 10년 동안 지속되었으나 단시간 에코 시간(short echo time)에서만 검출 가능했다. NAA/tCr의 감소가 주로 [NAA]의 감소가 아니라 [tCr]의 증가로 인한 것이라는 점은, GWI의 원인 요인 및 치료 표적으로 미토콘드리아 기능장애—ATP 고갈 및 신경염증—를 시사하는 최근 연구들과 일치한다.

산소-포도당 결핍(oxygen-glucose deprivation, OGD) 모델. OGD 이후 AM(아데노신 모노포스페이트) 처리에 의해 마우스 신경아세포종 세포에서 세포 생존율이 개선되었으며, 이는 주로 반응성 산소종(reactive oxygen species, ROS)을 감소시켜 나타난 것으로 보인다. 마우스는 뇌졸중 후 AM을 단기(0–2일) 또는 장기(0–27일)로 처리하였다. 뇌경색 크기는 2,3,5-트리페닐 테트라졸륨 클로라이드(2,3,5-triphenyl tetrazolium chloride, TTC) 염색 절차와 함께 자기공명영상(magnetic resonance imaging, MRI)으로 평가하였다. 이노시톨(inositol, Ins), 글리세로포스포콜린+포스포콜린(glycerophosphocholine+phosphocholine, GPc+PCh), N-아세틸아스파르테이트+N-아세틸아스파르틸글루탐산(N-acetylaspartate+N-acetylaspartylglutamate, NAA+NAAG), 크레아틴+포스포크레아틴(creatine+phosphocreatine, Cr+PCr), 글루타민+글루탐산(glutamine+glutamate, Glx) 등 신경보호 대사산물은 자기공명 분광법(magnetic resonance spectroscopy, MRS)으로 분석하였다. 교증(gliosis)은 GFAP 및 Iba-1 면역조직화학적 마커로 평가하였고, 신경학적 결손은 수정 신경학적 중증도 점수(modified neurological severity scores, mNSS)로 정량화하였다. 운동 및 인지 기능은 실린더(cylinder), 회전도(rotarod), 및 새로운 물체 인지(novel object recognition, NOR) 검사로 평가하였다. AM 처리는 PTB 및 tMCAO 모델에서 급성 및 만성 단계 모두에서 허혈성 손상을 유의하게 감소시키고 신경학적 결과를 개선하였다. 또한 AM은 신경보호 대사산물의 수준을 증가시키고, 교증을 감소시키며, 유도성 산화질소합성효소(inducible nitric oxide synthase, iNOS)의 감소로 확인되는 산화 스트레스를 낮췄다. 이러한 결과는 AM의 항산화 특성과, 신경학적 결손을 완화하고 교증을 감소시키며 산화 스트레스를 완화함으로써 허혈성 뇌졸중 후 회복을 촉진할 수 있는 강력한 치료 잠재력을 강조한다.

5xFAD 마우스의 시상(thalamus), 시상하부(hypothalamus) 및 뇌관주위 회백질(periaqueductal gray) 영역에서 P MRS. GM 용적 감소가 확인되었다.

(SM)은 심혈관 질환과 허혈성 뇌졸중에 대한 신경보호 효과로 동양의학에서 사용되어 왔다. 본 연구에서는 일시적 중대뇌동맥 폐색(transient middle cerebral artery occlusion, tMCAO) 마우스 모델을 사용하여 뇌졸중에 대한 SM의 효과를 뒷받침하는 치료 기전을 규명하고자 하였다. 그 결과, SM을 투여한 군에서는 tMCAO 시행 3일 후 뇌경색과 신경학적 결손을 포함한 급성 뇌 손상이 유의하게 완화되는 것으로 나타났다. 이는 자기공명영상(magnetic resonance imaging, MRI) 연구에서 SM 투여에 의해 뇌경색이 감소함을 확인함으로써 입증되었고, 자기공명분광법(magnetic resonance spectroscopy, MRS) 연구에서는 SM 투여가 타우린(taurine), 총 크레아틴(total creatine), 글루탐산(glutamate) 등을 포함한 뇌 대사물질의 회복을 보인다는 점으로 확인되었다. SM의 신경보호 효과는 성상교세포증(gliosis)의 감소와 인터루킨-6(interleukin-6, IL-6) 및 종양괴사인자-α(Tumor necrosis factor-α, TNF-α)와 같은 염증성 사이토카인의 상향조절과 함께, 허혈 후 뇌에서 인산화된 STAT3의 상향조절과 연관되어 있었다. 또한 SM은 tMCAO 마우스 뇌의 반주(penumbra)에서 산화 스트레스 유발로 증가한 지질 과산화의 지표인 4-하이드록시논 엔알(4-Hydroxynonenal, 4-HNE)과 말론디알데하이드(malondialdehyde, MDA)의 수치를 감소시켰다. SM 투여는 페롭토시스(ferroptosis)를 억제함으로써 허혈성 신경세포 손상을 완화하였다. 더 나아가, Western blot 및 Nissl 염색을 통해 SM 투여에 의해 허혈 후 시냅스 소실과 뉴런 손실이 완화됨을 확인하였다. 또한 tMCAO 이후 28일 동안 매일 SM을 투여하면 뇌졸중 마우스에서 신경학적 결손이 유의하게 감소하고 생존율이 개선되었다. SM 투여는 tMCAO 마우스에서 새로운 물체 인지(novel object recognition) 및 수동 회피(passive avoidance) 검사를 통해 측정한 뇌졸중 후 인지 장애도 개선하였다. 본 연구 결과는 SM이 허혈성 뇌졸중에 대해 신경보호 효과를 제공하며 치료 후보로서의 잠재력이 있음을 시사한다.

< 0.05). 관심영역에서의 뇌척수액(CSF) 추정 비율은 약 5%로 계산되었다. 적합 성능은 대체로 자체(in-house) basis set으로 수행할 때 더 우수했으며, 이는 공급업체(vendor)에서 제공한 basis set보다 더 정밀하다. 특히 Asp는 인간 뇌의 좌측 전전두피질에서 3T와 같은 고자기장 조건에서 신뢰할 수 있는 CRLB(<30%)를 가질 것으로 기대된다. Asp의 정량화는 공급업체에서 제공한 basis set으로 Asp를 적합시키는 데 부정확성이 존재하여 어려웠다.

파킨슨병(Parkinson's disease, PD)은 주요 운동 증상과 기타 비운동 증상을 특징으로 하는 신경퇴행성 질환이다. 여러 연구에서는 확산 자기공명영상(diffusion magnetic resonance imaging) 처리 기법을 통해 백질의 변화가 있는지 탐지함으로써 PD에서 다양한 뇌 영역을 조사하였으며, 이를 통해 fractional anisotropy 및 quantitative anisotropy와 같은 확산 지표를 산출할 수 있다. 본 연구에서는 새로 진단된 PD 환자군과 건강한 대조군 간에 피질하 및 피질 영역 전반의 전 뇌 부위에서 각 부위의 quantitative anisotropy를 비교하였다. 또한 PD에서 각각의 신경심리학적 기능장애에 의해 가장 영향을 받는 영역을 확인하기 위해, 각 영역의 quantitative anisotropy와 해당 신경심리검사 점수 간의 상관관계를 평가하였다. 그 결과 기저핵(basal ganglia), 변연계(limbic system), 뇌간(brain stem)과 같은 일부 피질하 구조뿐만 아니라 측두엽(temporal lobe), 후두엽(occipital lobe), 인슐라 엽(insular lobe)과 같은 일부 피질 구조에서도 유의한 quantitative anisotropy 차이를 확인하였다. 더불어 기저핵, 소뇌(cerebellum), 뇌간과 같은 일부 피질하 구조의 quantitative anisotropy가 운동 기능장애와 가장 높은 상관관계를 보인 반면, 측두엽과 후두엽과 같은 피질 구조는 PD에서 후각 기능장애와 가장 높은 상관관계를 보였다. 또한 본 연구는 건강한 대조군보다 초기 단계 PD에서 더 높은 확산 지표 값이 관찰됨을 통해 잠재적 신경 보상 가능성에 대한 근거를 제시하였다. 본 연구의 결과는 PD의 병태생리에 대한 이해를 향상시킬 것으로 기대한다.