집 채소 미엘린 기본 단백질. 탈수초화를 예방하는 다이어트

미엘린 기본 단백질. 탈수초화를 예방하는 다이어트

실험 기사

프로테아좀의 영향으로 미엘린 염기성 단백질 단편화 분석

A. V. Bacheva1#, A. A. Belogurov2, N. A. Ponomarenko2, V. D. Knorre2, V. M. Govorun2,

M. V. Serebryakova3, A. G. Gabibov1,2

1 모스크바 주립대학교 화학부 M. V. Lomonosov의 이름을 따서 명명됨, 모스크바

2 생유기화학연구소의 이름을 따서 명명됨. 학자 M. M. Shemyakin 및 A. Ovchinnikov RAS, 모스크바

3 단백질체 RAMS 센터, 러시아연방 물리화학연구소 Roszdrav # 이메일: [이메일 보호됨]

개요 프로테아좀은 진핵 세포에서 단백질의 표적 분해를 담당하는 고분자 단백질 복합체입니다. 프로테아좀의 기능 중 하나는 클래스 I 및 클래스 II 조직적합성 복합체 분자의 도움으로 세포막에 표시되는 펩타이드를 생성하는 것입니다. 프로테아좀이 신경 축삭의 수초에 있는 모든 단백질의 약 30%를 차지하는 수초 염기성 단백질(MBP)의 특정 분해 과정에 직접적으로 관여한다고 믿을 만한 모든 이유가 있습니다. 이 메커니즘의 세부 사항은 아직 명확하지 않습니다. 제시된 연구에서는 프로테아좀에 의한 MBP의 특정 분해 특징이 연구되었습니다.

우리는 미엘린 염기성 단백질(유비퀴틴화되지 않음)이 20S 및 26S 프로테아좀 모두에 좋은 기질임을 입증했습니다. 처음으로 Ba1b/C 및 SJL 마우스의 뇌에서 프로테아좀에 의한 MBP 단백질 분해 부위가 결정되었으며 이 신경항원의 분해 패턴에 상당한 차이가 나타났습니다. 실험적 자가면역 뇌척수염 발병 경향이 있는 생쥐의 경우 조직 적합성 복합체.

소개

자가면역성 만성 신경퇴행성 질환인 다발성 경화증(MS)은 일반적으로 젊은이와 중년층에게 영향을 미치기 때문에 심각한 의학적, 사회적 문제입니다. MS 치료 문제는 아직 해결되지 않았습니다. 오늘날 MS의 진행을 어느 정도 늦출 수는 있지만 이 병리를 치료할 수는 없는 약물이 있습니다. 다발성 경화증에서 발생하는 신경 섬유의 분해는 뉴런의 미엘린 껍질이 파괴되어 발생합니다. 미엘린을 다른 생물학적 막과 구별하는 생화학적 특성 중 하나는 지질/단백질 비율이 높다는 것입니다. 단백질은 수초의 건조 물질 질량의 25~30%를 차지합니다. 모든 미엘린 단백질의 약 30%는 소위 3개의 이소형(isoform)으로 구성됩니다. 미엘린 기본 단백질(MBP). MBP는 MS의 주요 자가항원 중 하나입니다. 이전에 우리와 다른 연구자들은 일부 단백질뿐만 아니라 촉매 항체가 MBP 분해에 참여할 수 있음을 보여주었습니다.

기초 모든 진핵 세포에는 단백질의 표적 분해를 위한 특수 세포 소기관, 즉 고분자 단백질 복합체인 프로테아좀이 있는 것으로 알려져 있습니다. 프로테아좀의 기능 중 하나는 클래스 1 및 클래스 2 조직적합성 복합체(MHC) 분자의 도움으로 세포막에 표시되는 펩타이드를 생성하는 것입니다. 프로테아좀이 MBP의 특정 분해 과정에 직접적으로 관여한다고 믿을 만한 모든 이유가 있습니다. 이 메커니즘의 세부 사항은 아직 명확하지 않습니다. 제시된 연구에서 우리는 프로테아좀에 의한 MBP의 특정 분해 특징을 연구했습니다.

20S 프로테아좀(다중촉매 단백질분해효소 복합체)은 개별적으로 분리할 수 있는 올리고머 고분자(700 kDa) 단백질분해효소인 것으로 알려져 있습니다. 이 복합체는 또한 1개 또는 2개의 조절 19S 하위 단위를 포함하는 26S 프로테아좀의 촉매 핵심이기도 합니다. 20S와 26S 프로테아좀 모두 MBP를 분해할 수 있는 것으로 나타났습니다. 사이트 특정성에 대한 질문

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쌀. 1. 시간에 따른 프로테아좀에 의한 MBP 가수분해 정도의 의존성. 명칭: o - 20S 프로테아좀, - 26S 프로테아좀, 이종 교배 쥐의 간에서 분리됨

프로테아좀에 의한 MBP의 분해는 계속 열려 있었습니다. 또한, 많은 염증성 병리학적 과정에서 프로테아제 복합체(구성적 프로테아좀)가 면역프로테아좀의 형태로 변형되는 것으로 알려져 있으며, 이는 세포내 단백질의 처리와 관련하여 대체 특이성과 촉매 효율을 가지고 있습니다. 아마도 이 "전환"은 다음과 직접적인 관련이 있습니다. 다양한 프리젠테이션정상 및 병리학적 상태의 항원. 면역프로테아좀에 의한 MBP 분해 패턴은 아직 연구되지 않았습니다.

결과에 대한 논의

프로테아좀은 에 설명된 방법에 따라 분리 및 정제되었습니다. 먼저, MBP(소 뇌에서 분자 질량이 18.5 kDa인 이소형)의 분해를 완전한 26S 복합체와 이계 교배 쥐의 간에서 분리한 촉매 20S 하위 단위를 통해 연구했습니다. 그림과 같이 1, 20S 및 26S 프로테아좀과 함께 MBP를 배양하면 MBP가 점진적으로 분해됩니다. 단 45분 후에 20S 프로테아좀은 미엘린 염기성 단백질을 완전히 가수분해한 반면, 26S 프로테아좀은 이를 위해 85분이 필요했습니다. 이러한 비율의 차이는 프로테아좀의 양이 다르기 때문일 수 있습니다. 20S 프로테아좀의 경우 효소/기질 비율은 2.7/1(단백질, μg/μg) 또는 1/14.5(mol/mol)이었고, 26S 프로테아좀의 경우 효소/기질 비율은 1/1(단백질의 경우 mcg/mcg) 또는 1/110(mol/mol)이었습니다. 프로테아좀의 양은 소혈청 알부민을 표준품으로 하여 Lowry 방법으로 추정하였다.

근친 교배 마우스의 간에서 20S 및 26S 복합체의 영향으로 얻은 MBP 가수분해물을 C4 컬럼(Waters, DeltaPak, 300A)에서 역상 HPLC로 분획으로 분리했습니다. 용리 프로파일의 일부 차이가 관찰됩니다. 특히 20S 및 26S 프로테아좀에 대해 일치하는 일부 피크에는 서로 다른 양의 물질이 포함되어 있으며, 26S 프로테아좀의 가수분해 중에 새로운 분획이 나타납니다. 따라서,

26S 프로테아좀에 의한 MBP 분해 패턴은 20S 프로테아좀과 비교하여 약간 변경됩니다. 주목할만한 차이점은 단백질 소구의 표면과 분자의 깊이에 위치한 MBP 영역의 단백질 분해에 대한 접근성이 다르고 뚜렷한 2차 구조를 가지고 있다는 점으로 설명할 수 있습니다. 26S 프로테아좀의 경우 MBP의 다른 부분에 대한 접근성은 그다지 중요하지 않습니다. 19S 하위 단위에는 분해될 단백질 분자의 변성을 담당하는 하위 단위가 포함되어 있기 때문입니다.

프로테아좀의 풀은 이질적이며 여러 유형의 거대분자 복합체로 구성되며, 촉매 하위 단위는 소위 분류될 수 있습니다. 구성적(ßl, ß2 및 ß5) 또는 면역(ßli, ß2i 및 ß5i)(그림 2). 프로테아좀의 6개 촉매 소단위는 키모트립신 유사(소수성 및 방향족 아미노산 Leu, Tyr, Phe 이후 가수분해), 트립신 유사(양전하를 띤 Lys 및 Arg 이후 가수분해), 카스파제 유사( 음으로 하전된 Asp 및 Glu 이후의 가수분해).

구성적 프로테아좀/면역프로테아좀 비율은 뚜렷한 조직 특이성을 가지며 주로 유기체의 면역 상태에 따라 달라집니다. 예를 들어, 뇌에서는 일반적으로 프로테아좀의 90% 이상이 구성적이며, 비장에서는 프로테아좀의 약 9095%가 면역프로테아좀입니다. 또한 모든 조직에서는 인터페론 감마의 영향으로 면역소단위가 집중적으로 생성되어 새로 조립된 다중촉매 복합체에 통합됩니다. 이전에는 촉매 하위 단위를 면역 하위 단위로 대체하면 가수분해 특이성이 변화하고 속도가 증가하는 것으로 나타났습니다. 면역프로테아좀은 사실상 그 능력을 잃습니다.

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쌀. 2. 평형 프로테아좀 - 면역프로테아좀. 면역 촉매 하위 단위는 감마 인터페론의 영향으로 생성됩니다.

쌀. 3. MBP의 아미노산 서열. 화살표는 SJL/J(그림 상단) 및 Ba1b/C(그림 하단) 마우스 뇌의 프로테아좀에 의한 MBP 가수분해물에서 크로마토그래피 질량 분석법을 사용하여 결정된 단백질 분해 펩타이드를 나타냅니다. 화살표의 두께는 해당 펩타이드의 발생 빈도를 나타냅니다. MBP의 면역우세 영역은 유색 직사각형으로 강조 표시됩니다.

쌀. 그림 4. 생쥐 뇌의 프로테아좀 풀에 의해 MBP 가수분해물에서 발견된 펩타이드의 길이 분포

b) SJL/J. 다이어그램의 막대는 LC-MS 질량 분석법으로 얻은 주어진 길이의 펩타이드에 대한 이온 전류의 실험값을 나타냅니다.

아스파르트산과 글루탐산 잔기 뒤의 펩타이드 결합을 가수분해하지만(카스파제 유사 활성), 가수분해는 소수성 아미노산 잔기, 특히 분지형 소수성 아미노산 잔기 뒤에서 훨씬 더 자주 발생합니다. 따라서 면역프로테아좀의 작용으로 C-말단에 소수성 아미노산을 운반하는 더 많은 수의 펩타이드가 얻어집니다. C-말단 소수성 아미노산은 MHC 클래스 I 분자에 결합하는 중요한 앵커이므로 가수분해 특이성의 변화는 MHC 분자와 복합체를 이루는 펩타이드의 생성을 증가시킵니다. MHC 분자와 관련된 단편은 외막에 존재하여 면역계 세포에 제공됩니다. 따라서 면역프로테아좀을 함유한 세포는 항원을 보다 효율적으로 제시할 것입니다.

또한, 프로테아좀의 촉매 20S 서브유닛의 알파 서브유닛은 게이트 역할을 하여 단백질과 그 분해 산물의 출입을 조절하는 축 채널을 형성하는 것으로 알려져 있습니다. 따라서 채널을 닫으면 출구를 방지하여 기질의 더욱 완전한 분해를 촉진할 수 있습니다.

부분적으로 가수분해된 폴리펩티드. 또한 채널 개방은 단백질 분해의 동역학과 시험관 내에서 생성된 가수분해 단편의 길이 분포에 큰 영향을 미친다는 것이 입증되었습니다. 채널이 열려 있으면 가수분해 속도가 증가하지만 생성된 조각의 평균 길이도 40% 증가합니다. 따라서 면역프로테아좀의 속도가 높을수록 더 긴 펩타이드, 즉 MHC 분자에 더 잘 결합하여 세포 표면에 더 효율적으로 제시되는 분해 산물이 생성됩니다.

SJL 마우스는 실험적 자가면역 뇌척수염 발병에 유전적으로 취약한 것으로 알려져 있습니다. 이 병리학은 다발성 경화증의 동물 모델입니다. 면역블롯팅을 사용하여 우리는 이 계통의 쥐의 뇌에 있는 프로테아좀 풀의 구성을 연구했으며 면역프로테아좀의 함량이 Balb/C 쥐에 비해 증가한다는 것을 보여주었습니다(데이터는 표시되지 않음). 따라서 다음 단계에서는 Balb/C 및 SJL 마우스의 뇌에서 26S 프로테아좀을 분리하고 이러한 프로테아좀 샘플에 의한 MBP의 단백질 분해를 연구했습니다.

프로테아좀의 작용으로 얻은 MBP 가수분해물

쥐의 뇌에서 분리한 이 두 계통의 균주를 LC-MS(질량 분석법으로 검출하는 고성능 액체 크로마토그래피)로 연구했습니다. 그림에서. 그림 3은 미엘린 염기성 단백질의 서열을 보여주며, 이는 다양한 소스의 프로테아좀 풀에 의해 생성된 주요 단편을 나타냅니다. 해당 화살표의 두께는 분석 시 소화물 내 펩타이드의 상대적인 양을 나타냅니다.

MBP의 아미노산 서열에서 단백질의 면역우세 영역에 해당하는 다음 영역이 구별됩니다: 12-31, 82-98, 110-128 및 144-169, 단편 85-98은 소위 . 뇌염 유발 에피토프.

완전한 복합체로서 그리고 촉매적 부분으로서 이종교배된 쥐의 간에서 나온 프로테아좀에 의한 MBP의 분해는 면역원성 펩타이드의 방출로 이어지지 않았으며 이들 모두 내부에서 추가 단편화를 겪었다는 점에 유의해야 합니다. 프로테아좀의 촉매실.

두 계통 쥐의 뇌에서 프로테아좀에 의해 가수분해된 MBP에서 프로테아좀이 카스파제 유사 활성을 나타내는 사실상 유일한 가수분해 부위는 뇌염 유발 펩타이드의 시작 부분에 가까운 아미노산 잔기 Asp81-Glu82 사이의 연결이었습니다. .

SJL 마우스와 Balb/C 마우스의 뇌에서 분리된 프로테아좀에 의한 MBP 가수분해의 특성은 달랐습니다. 자가면역 마우스에서 생성된 에피토프는 면역우세 단백질 단편과 훨씬 더 잘 공존합니다. 이 풀이 MBP에 작용할 때 뇌염 유발 펩타이드 단편의 함량은 생성된 모든 가수분해 단편의 최대 4분의 1을 차지합니다. 표준 Balb/C 라인의 마우스에서는 이 수치가 2배 적습니다. 또한, 생성된 단편은 클래스 II 조직적합성 복합체의 인식 영역과 상당히 나쁜 상관관계를 갖고 있습니다.

그림에서. 그림 4는 해당 가수분해물의 펩타이드 길이 분포를 보여줍니다. 세로축은 LC-MS로 얻은 주어진 길이의 펩타이드에 대한 이온 전류의 실험값을 나타냅니다. 그림은 SJL 및 Balb/C 마우스 모두의 뇌에서 나온 프로테아좀의 경우 8개 아미노산 길이의 펩타이드에 대해 최대 분포가 발생함을 보여줍니다. 그러나 최대 평균 이온 전류의 상대 값은 다음과 같습니다.

실제로는 매우 다양하며, 이는 자가면역 계통의 마우스의 경우 주어진 길이의 단편 수가 훨씬 더 많다는 것을 나타냅니다. 짝수의 아미노산 잔기를 갖는 펩타이드가 가수분해물에서 우세하며, 4개 아미노산 잔기보다 짧은 펩타이드는 어느 것에서도 발견되지 않았습니다. 이러한 데이터는 문헌에 설명된 것과 일치하며, 세포에서 프로테아좀의 주요 역할 중 하나가 MHC 클래스 I 분자에 대한 후속 제시를 위한 펩타이드의 생성이라는 사실과도 일치합니다. 이 펩타이드에는 최대 10개 아미노산이 포함됩니다. 긴 잔여물을 적재할 수 있습니다. 가수분해물에 존재하는 더 긴 펩티드는 더 짧은 길이의 단편으로 절단되어 MHC 클래스 I 분자에 제시될 뿐만 아니라 MHC 클래스 II 분자에 대한 제시에도 참여할 수 있습니다.

따라서, 이 연구는 20S 및 26S 프로테아좀이 미엘린 염기성 단백질을 가수분해할 수 있으며, 프로테아좀/MBP의 몰비는 20S의 경우 1/14.5, 26S의 경우 1/110이고, 완전한 가수분해 시간은 45분 및 85분임을 보여줍니다. , 각각. LC-MS로 가수분해물을 분리한 후, MALDI 질량 분석법으로 단편의 질량을 측정하고, MBP의 아미노산 서열을 분석한 후 단백질 분해 부위를 확인했습니다.

우리는 미엘린 염기성 단백질(유비퀴틴화되지 않음)이 20S 및 26S 프로테아좀 모두에 좋은 기질임을 입증했습니다. 처음으로 Balb/C 및 SJL 마우스의 뇌에서 프로테아좀에 의한 MBP 단백질 분해 부위가 결정되었으며 이 신경항원의 분해 패턴에 상당한 차이가 나타났습니다. 이는 미엘린 염기성 단백질 단편이 더 잘 표현되었음을 나타낼 수 있습니다. 실험적 자가면역 질환 발병 경향이 있는 생쥐의 경우 조직 적합성 복합체에 관한 것입니다.

이 작업은 RFBR 보조금 07-04-12100-ofi, 09-04-01546-a, 07-04-92168-NTsNI_a에 의해 지원되었습니다.

NATO SFPP 982833 및 러시아 기초 과학 아카데미 상임위원회 프로그램 - 의학 2008

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6. 미엘린 단백질

미엘린의 단백질 구성은 독특하지만 뉴런과 신경교세포보다 훨씬 단순합니다.

미엘린에는 양이온성 단백질(CBM)이 다량 함유되어 있습니다. Mg = 16-18 kDa인 비교적 작은 폴리펩티드입니다. CBM은 상당한 비율의 디아미노산을 함유하고 있으며 동시에 구성 아미노산의 약 절반이 비극성입니다. 이는 한편으로는 미엘린 지질의 소수성 성분과의 긴밀한 접촉을 보장하고 다른 한편으로는 지질의 산성 그룹과 이온 결합을 형성하는 능력을 결정합니다.

나머지 미엘린 단백질의 대부분을 구성하는 소위 Folch 단백지질 단백질은 비정상적으로 높은 소수성을 특징으로 합니다. 차례로, 이들 단백질의 주요 성분은 구성 아미노산의 2/3가 비극성인 리포필린입니다. 흥미로운 점은 지질과 리포필린 접촉의 특정 선택성, 예를 들어 환경에서 콜레스테롤을 대체하는 것입니다. 이는 리포필린의 2차 구조의 특성에 따른 것으로 여겨진다.

소위 볼프그램(Wolfgram) 단백질의 비율도 상당히 큽니다. 산성 단백질지질은 디카르복실산 아미노산 잔기가 상당히 풍부하고 동시에 비극성 아미노산 잔기의 약 절반을 함유하고 있습니다.

마지막으로, 수십 개의 다른 미엘린 단백질 중에서 우리는 막의 세포외 표면에 위치한 미엘린 관련 당단백질을 주목합니다. 이는 또한 수초화 전의 희돌기아교세포와 말초신경계의 수초에서도 발견됩니다. 인간 중추신경계에서는 Mg = 92, 107, 113kDa인 세 개의 폴리펩티드 사슬로 표시되고, 말초신경계에서는 Mg = 107kDa인 하나의 단백질로 표시됩니다. MAG는 상대적으로 낮은 탄수화물 잔기 함량(분자량의 약 30%)을 갖는 당단백질에 속하지만 당단백질의 특징적인 탄수화물 세트인 N-아세틸글루코사민, N-아세틸뉴라민산, 푸코스, 만노스 및 갈락토스를 포함합니다. 분자의 단백질 부분은 글루타민산과 아슬라라그산 함량이 높은 것이 특징입니다.

볼프그램 단백질과 MAG의 기능은 미엘린 수초의 구조 구성에 대한 일반적인 고려 사항을 제외하면 알려져 있지 않습니다.

7. 신경특이적 교질단백질

단백질 S-100은 뉴런과 신경교 세포 모두에서 발견되며 후자의 비율은 약 85%로 높습니다.

1967년에 분자량이 45kDa인 신경특이적 α2-당단백질이 뇌에서 분리되었습니다. 이는 배아 발달 16주차에 인간의 뇌에 나타납니다. 탄수화물 성분에는 글루코사민, 만노스, 포도당, 갈락토스, 갈락토사민 및 N-아세틸뉴라민산이 포함됩니다. 2-당단백질은 성상교세포에만 국한되어 있지만 뉴런, 희소돌기아교세포 및 내피 세포에는 없습니다. 따라서 이는 성상교세포의 특정 마커 중 하나로 간주될 수 있습니다.

또 다른 단백질은 신경교세포에만 특징적입니다. 이는 섬유성 성상교세포가 풍부한 인간 뇌의 영역에서 분리되었으며, 이후 다발성 경화증 환자의 뇌에서도 훨씬 더 많은 양이 분리되었습니다. 이 물질은 신경교섬유성 산성단백질로 명명되었습니다. 이는 CNS에만 해당되며 PNS에서는 발견되지 않습니다. 뇌의 백질에 있는 그 함량은 회백질에 있는 것보다 많습니다. 마우스 개체 발생에서 최대 GFA 함량은 출생 후 발달 10~14일 사이에 관찰됩니다. 수초화 기간과 성상교세포 분화의 정점과 일치합니다. 단백질의 분자량은 40-54 kDa입니다. 이 단백질의 신경교 위치화로 인해 이 단백질이 이러한 세포에 대한 "마커" 단백질로 사용될 수도 있습니다.

α2-당단백질과 GFA 단백질의 기능은 알려져 있지 않습니다.

소교세포 단백질의 경우, 미엘린 구성에 이들 세포가 참여한다는 점을 명심해야 합니다. 미엘린 단백질의 대부분은 소교세포에서 발견됩니다.

Glia에는 또한 2차 전달자, 신경전달물질 전구체 및 신경특이적으로 분류될 수 있는 기타 조절 화합물의 합성에 관여하는 많은 수용체 및 효소 단백질이 포함되어 있습니다.

8. 신경계의 여러 부분에서 단백질 대사의 강도

신경 조직 내 단백질의 동적 상태에 대한 현대적인 이해는 A.V. Palladin, D. Richter, A. Laita 및 기타 연구자. 50년대 후반부터 60년대에 걸쳐 C, H, S로 표시된 다양한 생합성 전구체가 단백질 대사 연구에 사용되었습니다. 성인 동물의 뇌에 있는 단백질과 아미노산은 다음과 같습니다. 일반적으로 다른 기관이나 조직보다 더 집중적으로 대사됩니다.

예를 들어, 균일하게 표지된 C-1-6-포도당을 전구체로 사용한 생체 내 실험에서 포도당으로 인한 아미노산 형성 강도에 따라 여러 기관이 다음 순서로 배열될 수 있음이 밝혀졌습니다.

뇌 > 혈액 > 간 > 비장과 폐 > 근육 순입니다.

다른 표지된 전구체를 사용한 경우에도 유사한 그림이 관찰되었습니다. 아미노산, 특히 모노아미노디카르복실산과 주로 글루타메이트의 탄소 골격은 뇌의 C-아세테이트로부터 집중적으로 합성되는 것으로 나타났습니다. 글리신, 알라닌, 세린 등은 모노아미노모노카빅산으로부터 매우 집중적으로 형성됩니다. 글루타메이트는 아미노산 대사에서 특별한 위치를 차지한다는 점에 유의해야 합니다. 표지된 글루타메이트를 사용한 시험관 내 실험에서는 단 하나의 글루타민산만 뇌 균질액의 반응 매체에 첨가되면 아미노산의 90~95% 형성의 원천이 될 수 있음을 보여주었습니다.

표지된 전구체를 사용하여 전체 단백질과 개별 단백질의 대사율의 차이를 조사하기 위해 수많은 연구가 수행되었습니다. C-글루타메이트를 사용한 생체 내 실험에서는 이것이 백질보다 회백질 단백질에 4~7배 더 강하게 결합되는 것으로 나타났습니다. 모든 경우에, 대뇌 반구와 소뇌의 회백질에서 총 단백질 교환 강도는 연구에 어떤 전구체가 사용되었는지에 관계없이 뇌의 동일한 부분의 백질보다 훨씬 높은 것으로 나타났습니다. 동시에, 백질의 단백질과 비교하여 회백질의 전체 단백질의 대사 강도의 차이는 일반적으로 발생할 뿐만 아니라 일반적으로 신체의 다양한 기능 상태에서도 발생합니다.

중추 및 말초 신경계의 전체 단백질에 표지된 전구체의 통합 강도의 차이를 연구하기 위한 연구도 수행되었습니다. CNS와 PNS의 다양한 부분의 구성, 대사 및 기능적 활동의 상당한 차이뿐만 아니라 이를 구성하는 단백질의 복잡성과 이질성에도 불구하고 성인 동물의 CNS의 전체 단백질이 재생되는 것으로 나타났습니다. PNS의 전체 단백질보다 훨씬 더 집중적으로.

뇌의 다양한 부분에서 단백질 대사에 대한 많은 연구가 이루어졌습니다. 예를 들어, C-글루타메이트 투여 후 뇌의 방사능 분포를 연구한 결과 대뇌 반구의 회백질이 67.5 방사능, 소뇌 - 16.4, 연수 - 4.4 및 기타 부분을 차지하는 것으로 나타났습니다. 뇌 - 약 11.7. 성인 동물에 다양한 전구체, 즉 C-글루타메이트, C-1-6-글루코스, C-2-아세테이트를 투여한 생체 내 실험에서 전체 단백질에 표지가 결합되는 강도에 따라 다양한 것으로 나타났습니다. 신경계의 일부는 다음 순서로 위치합니다: 대뇌 반구 및 소뇌의 회백질 > 시상 > 시상 > 중뇌 및 간뇌 > Varoliev pons > 연수 > 대뇌 반구 및 소뇌의 백질 > 척수 > 좌골 신경 > 미엘린.

방사선 사진법을 사용하여 중추신경계의 여러 부분에서 단백질 대사의 강도를 연구하는 연구도 수행되었습니다. 비슷한 그림이 얻어졌습니다. 라벨의 가장 강렬한 통합은 대뇌 반구와 소뇌의 회백질 단백질에서 발생했으며 척수에서는 느리고 좌골 신경의 단백질에서는 훨씬 더 느렸습니다. 피질 하 형성의 경우, 단백질 회전율의 강도는 대뇌 반구의 회색질과 백질과 소뇌의 단백질 재생 속도 사이의 평균이었습니다. 개별 피질하 형성 사이에는 백색질과 회색질의 대사 활동보다 덜 중요한 차이가 관찰됩니다.

대뇌 피질의 다양한 영역(전두엽, 측두엽, 정수리 및 후두엽)의 총 단백질도 연구되었습니다. Welsh와 VAPalladin에 따르면 대뇌 피질의 감각 영역에 있는 단백질의 전환율이 더 높고, 대뇌 피질의 측두엽에 있는 단백질의 전환율이 더 낮습니다. 같은 저자들은 더 높은 단백질 회전율이 계통발생적으로 더 젊고 기능적으로 더 활동적인 뇌 구조 형성의 특징임을 보여주었습니다.

일반적으로 뇌 단백질의 높은 회전율을 배경으로, 약간의 불활성 단백질이 특별히 언급될 가치가 있습니다. 여기에는 신피질 뉴런의 히스톤-이 세포 염색질의 양이온 단백질이 포함됩니다. 성인 신체에서는 신피질 뉴런이 증식하지 않습니다. 이에 따라 히스톤 재생 속도는 매우 낮습니다. 일부 히스톤 분획의 분자 절반이 재생되는 평균 통계 시간은 수십 일로 측정됩니다.

뇌에는 절대적으로 불활성인 단백질이 없으며, 뉴런의 개별 단백질과 단백질 복합체는 뉴런과 신경아교의 기능적 활동에 참여하는 것과 관련하여 지속적인 구조 조정을 겪습니다. 전체 단백질 분자의 합성 및 분해 외에도 특히 뇌 단백질의 아미노화 및 탈아미노화 중에 구조 변화가 발생합니다. 이는 단백질 분자의 개별 단편이 부분적으로 재생되는 것으로 간주되어야 합니다.

1. 신경 조직에서는 그 특유의 신경 특이적인 단백질이 발견되었습니다. 이들의 화학적 성질은 산성 또는 염기성, 단순 또는 복합일 수 있으며, 종종 당단백질 또는 인단백질입니다. 많은 뉴런 특이적 단백질은 하위 단위 구조를 가지고 있습니다. 발견된 뉴런 특이적 단백질의 수는 이미 200개를 넘어 빠르게 증가하고 있습니다.

2. 신경특이적 단백질은 신경 자극의 생성 및 전도, 정보 처리 및 저장, 시냅스 전달, 세포 인식, 수신 등 신경계의 모든 기능에 직간접적으로 참여합니다.

3. 신경계 조직의 국소화에 기초하여 신경세포 및 신경교 신경특이적 단백질은 독점적으로 또는 주로 구별됩니다. 세포하 위치에 따라 세포질, 핵 또는 막 결합일 수 있습니다. 특히 중요한 것은 시냅스 형성의 막에 국한된 신경특이적 단백질입니다.

4. 많은 칼륨산 결합 신경특이적 단백질이 이온 전달 과정에 관여합니다. 특히 기억 형성에 중요한 역할을 하는 것으로 생각된다.

5. 뉴런 특이적 단백질의 특별한 그룹은 신경 조직의 수축성 단백질로 대표되며, 이는 세포 구조 형성의 방향과 이동성, 여러 뉴런 구성 요소의 활성 수송을 제공하고 시냅스에서 신경 전달 물질 과정에 참여합니다.

6. 뇌에 의해 수행되는 체액 조절과 관련된 신경특이적 단백질 그룹에는 시상하부의 일부 당단백질뿐만 아니라 뉴로피신 및 펩타이드 조절제의 운반체인 유사한 단백질이 포함됩니다.

7. 다양한 신경특이성 당단백질이 미엘린 형성, 세포 접착, 신경수용, 개체 발생 및 재생 과정에서 뉴런의 상호 인식 과정에 관여합니다.

8. 다수의 신경특이적 단백질은 알려진 효소의 뇌 동종효소(예: 에놀라제, 알돌라제, 크레아틴 키나제 등)입니다.

9. 많은 신경특이적 단백질은 동물의 뇌에서 매우 활발하게 대사되며, 대사 강도는 뇌의 여러 부분에서 다르며 신경계의 기능 상태에 따라 다릅니다. 일반적으로 뇌 단백질의 재생 강도는 다른 조직 및 기관의 재생 강도보다 훨씬 높습니다.

신경계는 신체에서 가장 중요한 기능을 수행합니다. 그것은 사람의 모든 행동과 생각을 담당하고 그의 성격을 형성합니다. 그러나 이 모든 복잡한 작업은 하나의 구성 요소인 미엘린 없이는 불가능합니다.

미엘린은 신경 섬유의 전기 절연과 전기 자극 전달 속도를 담당하는 미엘린(펄프) 껍질을 형성하는 물질입니다.

신경 구조의 미엘린 해부학

신경계의 주요 세포는 뉴런입니다. 뉴런의 몸체를 소마(soma)라고 합니다. 그 안에 코어가 있습니다. 뉴런의 몸체는 수상돌기라고 불리는 짧은 돌기로 둘러싸여 있습니다. 그들은 다른 뉴런과의 통신을 담당합니다. 하나의 긴 돌기인 축색돌기가 체세포에서 확장됩니다. 그것은 뉴런에서 다른 세포로 자극을 전달합니다. 대부분의 경우 결국에는 다른 신경 세포의 수상돌기와 연결됩니다.

축삭의 전체 표면은 세포질이 없는 슈반 세포의 돌기인 수초로 덮여 있습니다. 본질적으로 축삭을 감싸는 여러 층의 세포막입니다.

축삭을 둘러싸고 있는 슈반 세포는 미엘린이 부족한 랑비에 결절로 분리됩니다.

기능

수초의 주요 기능은 다음과 같습니다.

축삭 분리;
충동 전도의 가속;
이온 흐름을 유지하여 에너지 절약;
신경 섬유 지원;
축삭 영양.

펄스의 작동 원리

신경 세포는 막으로 인해 분리되어 있지만 여전히 서로 연결되어 있습니다. 세포가 접촉하는 영역을 시냅스라고 합니다. 한 세포의 축삭과 다른 세포의 체세포 또는 수상돌기가 만나는 곳입니다.

전기 자극은 단일 세포 내에서 또는 뉴런에서 뉴런으로 전달될 수 있습니다. 이는 신경 세포막을 통한 이온의 이동을 기반으로 하는 복잡한 전기화학적 과정입니다.

평온한 상태에서는 칼륨 이온만 뉴런으로 들어가고 나트륨 이온은 외부에 남아 있습니다. 흥분되는 순간 그들은 장소를 바꾸기 시작합니다. 축삭은 내부에서 양전하를 띠고 있습니다. 그런 다음 나트륨은 막을 통한 흐름을 중단하지만 칼륨의 유출은 중단되지 않습니다.

칼륨이온과 나트륨이온의 이동으로 인한 전압의 변화를 '활동전위'라고 합니다. 천천히 퍼지지만, 축삭을 둘러싸는 수초가 축색체에서 칼륨 및 나트륨 이온의 유출과 유입을 방지하여 이 과정을 가속화합니다.

랑비에 결절을 통과하는 충격은 축삭의 한 부분에서 다른 부분으로 점프하여 더 빠르게 움직일 수 있습니다.

활동 전위가 미엘린의 파손 지점을 통과하면 충동이 멈추고 휴식 상태가 돌아옵니다.

이러한 에너지 전달 방법은 중추신경계의 특징입니다. 자율신경계의 경우, 수초가 거의 또는 전혀 덮여 있지 않은 축삭을 포함하는 경우가 많습니다. 슈반 세포 사이에는 점프가 없으며 충격은 훨씬 더 느리게 이동합니다.

화합물

미엘린층은 지질 2층과 단백질 3층으로 구성되어 있습니다. 훨씬 더 많은 지질이 들어있습니다(70-75%):

인지질(최대 50%);
콜레스테롤(25%);
글락토세레브로사이드(20%) 등

단백질층은 지질층보다 얇습니다. 미엘린의 단백질 함량은 25-30%입니다.

단백질지질(35-50%);
미엘린 염기성 단백질(30%);
볼프그램 단백질(20%).

신경 조직에는 단순하고 복잡한 단백질이 있습니다.

껍질 구조에서 지질의 역할

지질은 치수막의 구조에서 중요한 역할을 합니다. 그들은 신경 조직의 구조적 물질이며 에너지 손실과 이온 흐름으로부터 축삭을 보호합니다. 지질 분자는 손상 후 뇌 조직을 복원하는 능력을 가지고 있습니다. 미엘린 지질은 성숙한 신경계의 적응을 담당합니다. 그들은 호르몬 수용체 역할을 하며 세포들 사이에서 의사소통을 합니다.

단백질의 역할

단백질 분자는 미엘린 층의 구조에서 그다지 중요하지 않습니다. 이들은 지질과 함께 신경 조직의 건축 자재 역할을 합니다. 그들의 주요 임무는 영양분을 축삭으로 운반하는 것입니다. 또한 신경 세포로 들어가는 신호를 해독하고 반응 속도를 높입니다. 신진대사에 참여하는 것은 수초 단백질 분자의 중요한 기능입니다.

수초화 결함

신경계의 미엘린 층의 파괴는 매우 심각한 병리학이며 이로 인해 신경 자극의 전달이 중단됩니다. 이는 종종 생명과 양립할 수 없는 위험한 질병을 유발합니다. 탈수초화 발생에 영향을 미치는 두 가지 유형의 요인이 있습니다.

미엘린 파괴에 대한 유전적 소인;
내부 또는 외부 요인이 미엘린에 미치는 영향.
탈수초화는 세 가지 유형으로 나뉩니다.
심각한;
재발;
급성 단상성.

파괴는 왜 일어나는가?

치수막 파괴의 가장 흔한 원인은 다음과 같습니다.

류마티스 질환;
식단에서 단백질과 지방의 상당한 우세;
유전적 소인;
세균 감염;
중금속 중독;
종양 및 전이;
장기간의 심한 스트레스;
나쁜 생태;
면역체계의 병리;
항정신병 약물의 장기간 사용.

탈수초화로 인한 질병

중추신경계의 탈수초성 질환:

카나반병– 어린 나이에 발생하는 유전병입니다. 이는 실명, 삼킴 및 식사 문제, 운동 및 발달 장애가 특징입니다. 간질, 대두증, 근육긴장저하증도 이 질병의 결과입니다.
빈스방거병.대부분 동맥성 고혈압으로 인해 발생합니다. 환자는 사고 장애, 치매, 걷기 및 골반 장기 기능 장애가 있을 것으로 예상됩니다.
. 중추신경계의 여러 부분에 손상을 일으킬 수 있습니다. 마비, 마비, 경련 및 운동 능력 장애가 동반됩니다. 또한 다발성 경화증의 증상으로는 행동 장애, 안면 근육과 성대의 약화, 감각 장애 등이 있습니다. 시력이 손상되고 색상 및 밝기에 대한 인식이 변경됩니다. 다발성 경화증은 또한 골반 기관의 장애와 뇌간, 소뇌 및 뇌신경의 영양 장애를 특징으로 합니다.
데빅병– 시신경과 척수의 탈수초화. 이 질병은 골반 기관의 조정, 민감성 및 기능 장애를 특징으로 합니다. 심한 시각 장애와 심지어 실명까지 나타나는 것이 특징입니다. 임상 양상에는 마비, 근육 약화 및 자율 신경 기능 장애도 포함됩니다.
삼투성 탈수초 증후군. 세포 내 나트륨 부족으로 인해 발생합니다. 증상으로는 경련, 인격 장애, 의식 상실, 혼수상태 및 사망까지 포함됩니다. 질병의 결과는 뇌부종, 시상하부 경색 및 뇌간 탈출입니다.
척수병증– 척수의 다양한 영양 장애 변화. 근육 장애, 감각 장애, 골반 장기 기능 장애가 특징입니다.
백질뇌병증– 뇌 피질하의 수초가 파괴됩니다. 환자는 지속적인 두통과 간질 발작으로 고통받습니다. 시력, 언어, 조정 및 보행 장애도 관찰됩니다. 감수성이 감소하고 성격 및 의식 장애가 관찰되며 치매가 진행됩니다.
백질이영양증– 미엘린의 파괴를 유발하는 유전적 대사 장애입니다. 질병의 경과에는 근육 및 운동 장애, 마비, 시각 및 청각 장애, 진행성 치매가 동반됩니다.

말초신경계의 탈수초성 질환:

길랭-바레 증후군은 급성 염증성 탈수초화입니다. 이는 근육 및 운동 장애, 호흡 부전, 힘줄 반사의 부분적 또는 완전한 부재가 특징입니다. 환자는 심장병, 소화 시스템 및 골반 장기의 붕괴로 고통받습니다. 마비와 감각 장애도 이 증후군의 징후입니다.
Charcot-Marie-Tooth의 신경 근위축증은 수초의 유전성 병리입니다. 감각 장애, 사지 이영양증, 척추 기형 및 떨림으로 구별됩니다.

이는 미엘린층의 파괴로 인해 발생하는 질병 중 일부일 뿐입니다. 증상은 대부분 비슷합니다. 정확한 진단은 컴퓨터나 자기공명영상검사를 통해서만 가능합니다. 진단을 내리는 데 중요한 역할은 의사의 자격 수준에 따라 결정됩니다.

쉘 결함 처리의 원리

치수막 파괴와 관련된 질병은 치료가 매우 어렵습니다. 치료의 목적은 주로 증상을 완화하고 파괴 과정을 멈추는 것입니다. 질병이 조기에 진단될수록 진행을 멈출 확률이 높아집니다.

미엘린 복원 가능성

시기 적절한 치료 덕분에 미엘린 복원 과정이 시작될 수 있습니다. 그러나 새로운 수초는 그 기능을 제대로 수행하지 못합니다. 또한 질병이 만성 단계에 진입할 수 있으며 증상이 지속되며 약간 완화됩니다. 그러나 약간의 재수초화라도 질병의 진행을 멈추고 손실된 기능을 부분적으로 회복할 수 있습니다.

미엘린 재생을 목표로 하는 현대 약물은 더 효과적이지만 가격이 매우 비쌉니다.

요법

수초 파괴로 인한 질병을 치료하기 위해 다음 약물과 절차가 사용됩니다.

베타 인터페론(질병 진행 중단, 재발 및 장애 위험 감소);
면역조절제(면역체계의 활동에 영향을 미침);
근육 이완제(운동 기능 회복에 도움)

누트로픽(전도성 활동 복원);
항염증제(미엘린 파괴를 유발하는 염증 과정 완화);
(뇌 뉴런의 손상 방지);
진통제 및 항경련제;
비타민 및 항우울제;
뇌척수액 여과(뇌척수액 정화를 목표로 하는 절차).

질병 예측

현재 탈수초화 치료는 100% 결과를 제공하지 못하지만 과학자들은 치수막 복원을 목표로 하는 약물을 적극적으로 개발하고 있습니다. 연구는 다음과 같은 분야에서 수행됩니다.

희돌기아교세포의 자극. 이들은 미엘린을 생성하는 세포입니다. 탈수초화의 영향을 받는 신체에서는 작동하지 않습니다. 이들 세포를 인공적으로 자극하면 미엘린 수초의 손상된 부위를 복원하는 과정을 시작하는 데 도움이 됩니다.
줄기세포 자극. 줄기세포는 완전한 조직으로 성장할 수 있습니다. 과육 껍질을 채울 수도 있습니다.
혈액뇌장벽 재생. 탈수초화 동안 이 장벽은 파괴되어 림프구가 미엘린에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다. 그 복원은 면역 체계의 공격으로부터 미엘린 층을 보호합니다.

아마도 곧 미엘린 파괴와 관련된 질병은 더 이상 치료할 수 없게 될 것입니다.

말초 NP에서 당지질에 대한 자가항체 결정의 진단적 중요성

미엘린 관련 당단백질에 대한 항체

황산화 글루쿠로네이트 파라글로보시드에 대한 항체

강글리오사이드에 대한 항체

강글리오사이드 M1에 대한 항체

강글리오사이드 GD1b에 대한 항체

강글리오사이드 GQ1b에 대한 항체

인터페론 β에 대한 항체

스핑고미엘린에 대한 항체

라미닌 β에 대한 항체

항달팽이 항체

항뉴런 자가항체

리보솜 단백질 P와 RNA에 대한 항체

섹션 약어

AD - 알츠하이머병

DNP - 탈수초성 신경병증

NP - 신경병증

NSP - 뉴런 특이적 단백질

PNS - 말초신경계

CSF - 뇌척수액

CNS - 중추신경계

NGF - 신경 성장 인자

신경영상 및 전기생리학적 검사 방법은 뇌 조직 손상과 관련된 상태를 진단하는 데 전통적입니다. 최근에는 신경특이단백질(NSP)(신경 조직에 특이적인 생물학적 활성 분자 및 신경계의 특징적인 기능을 수행하는 분자)의 측정을 포함하여 실험실 진단에 점점 더 많은 관심이 모아지고 있습니다. 지난 30년 동안 60개 이상의 서로 다른 뇌 NSB가 특성화되었습니다. 이들은 기능적 역할에 따라 위치-구조 원리(뉴런, 신경교, 막 관련 및 세포질 등)에 따라 분류될 수 있으며, 정상적으로 존재하는 NSB와 병리학적인 NSB의 하위 그룹도 구별할 수 있습니다. NBP 수준을 결정하는 것은 조기 진단에 도움이 됩니다. 농도의 중요한 변화는 기기 검사 방법으로 감지할 수 있는 손상보다 먼저 발생하는 경우가 많습니다. 또한 질병 경과 및 결과에 대한 예후를 평가하고 환자의 치료를 모니터링하는 것이 가능합니다.

신경특이적 단백질

미엘린 기본 단백질(MBP)

MBP는 신경 조직에 손상이 있을 때 뇌척수액(CSF)으로 방출됩니다. MBP 수준은 중추신경계 손상, 종양, 다발성 경화증, 아급성 경화성 범뇌염, 바이러스성 뇌염 및 기타 신경 장애로 인해 증가합니다. MBP 수준은 뇌졸중 후 며칠 동안 증가하며 수초의 파괴를 반영합니다. CSF로 방출된 MBP는 조직에서 발견되는 것과 동일하지 않은 것으로 가정됩니다.

뉴런 특이적 에놀라제(NSE)

NSE는 뉴런 특이적 마커입니다. 중추신경계의 세포내 효소를 말하며, 이를 통해 NSE를 사용하여 허혈 후 뇌 손상을 확인할 수 있습니다. 그러나 NSE는 일부 다른 신경학적 과정(간질, 지주막하 출혈)에서도 증가할 수 있습니다. 이는 또한 소세포폐암과 신경모세포종의 지표이기도 합니다.

S-100은 칼슘과 결합할 수 있는 성상교세포의 특정 단백질입니다. 이 단백질은 황산암모늄 포화 용액에 용해된 상태를 유지하는 능력 때문에 그 이름을 얻었습니다. S-100 단백질 계열은 18개의 조직 특이적 단량체로 구성됩니다. 단량체 중 α와 β는 신경계 세포에 고농도로 존재하는 동종이량체와 이종이량체를 형성합니다. S-100(ββ)은 신경교세포와 슈반세포에 고농도로 존재하고, S100(αβ) 이종이량체는 신경교세포에서 발견되며, S-100(αα) 동종이량체는 가로무늬근, 간 및 신장에서 발견됩니다. S-100은 신장에서 대사되며 반감기는 2시간입니다. Astroglial 세포는 뇌 조직에서 가장 많은 세포입니다. 그들은 뉴런을 위한 지원 프레임워크인 3차원 네트워크를 형성합니다. CSF 및 혈장 내 S-100(αβ) 및 S-100(ββ) 농도 증가는 뇌 손상의 지표입니다. 뇌손상 환자의 경우 조기에 발견하면 S-100B 수치가 뇌손상 정도를 반영한다. S-100 연구는 질병의 예후를 모니터링하고 결정하는 데 유용합니다.

지주막하 출혈은 CSF의 S-100 수준을 크게 증가시킵니다. 혈장 단백질 농도는 낮게 유지된다는 점에 유의해야 합니다. S-100의 농도는 인공 순환 수술을 받은 환자의 혈장에서 상당히 증가합니다. 최고 농도는 체외 순환이 끝날 때 발생하며 합병증이 없는 경우에는 감소합니다. 수술 후 환자의 S-100 농도 감소 속도가 느려지면 합병증이 발생하고 뇌 세포가 손상되었음을 나타냅니다. S-100 수준의 조기 결정 및 모니터링은 물론 S-100과 NSE의 동시 테스트를 통해 성공적인 치료가 가능한 초기 단계에서 뇌 손상의 존재를 감지하고 확인할 수 있습니다. S-100 테스트는 심정지 환자를 평가할 때 신경학적 합병증을 예측하는 데에도 사용할 수 있습니다.

뇌혈관 사고 시 혈청 및 뇌척수액의 S-100 증가는 소교세포의 활성화에 기인합니다. 뇌경색의 초기 단계에서는 경색 주변부의 소교세포가 S-100을 발현하여 활발하게 증식하며, 해당 단백질은 경색 후 3일 이내에 발현되는 것으로 나타났습니다. 이는 소교세포 상주 집단의 활성화가 허혈에 대한 뇌 조직의 초기 반응이며 손상의 초기 지표로 사용될 수 있음을 시사합니다.

S-100 연구의 결과는 외상성 뇌 손상, 타박상 및 뇌진탕 후 상태에서 다양한 증상의 발생 가능성을 예측하는 데 사용될 수 있습니다. S-100 단백질의 농도는 나이가 들수록 크게 증가하고 남성의 경우 여성보다 더 많이 증가한다는 점을 고려해야 합니다.

S-100은 발달 중인 뇌에서 가장 초기의 NSB 중 하나입니다. 이는 태아기 3개월에 교뇌, 중뇌, 소뇌 및 후두엽에서 이미 발견되고, 6개월에는 전두엽 피질에서 단백질 합성이 관찰됩니다. S-100이 관여하는 중추신경계의 기능은 배 발생 12~15주에 나타나기 시작하며, 출생 시에는 이미 잘 형성되어 있습니다. 많은 연구에서 학습과 기억 조절에 이 단백질이 관여한다는 사실이 밝혀졌습니다.

단백질 S-100은 저산소증 발생과 함께 자궁 내 상태가 가역적으로 악화되는 동안과 그 후에 증가합니다. 다양한 생물학적 체액의 농도는 표준 절차가 뇌 손상이나 태아 사망을 반영하기 48~72시간 전에 증가합니다. 자궁 내 태아 사망 예측을 위한 양수 내 S-100B 측정의 높은 중요성이 나타났습니다(그림). ff 1.19 µg/l, 테스트 민감도는 90.9%, 특이도는 ~100%입니다.

제대혈 S-100B 수준은 자궁내 성장 제한(IUGR)을 평가하는 데 사용될 수 있습니다(그림).

신생아의 경우 S-100 수준과 뇌실내 출혈(IVH)의 중증도 사이에 강한 상관관계가 있는 것으로 나타났습니다(그림).

출생 질식이 있는 만삭 신생아의 생후 첫 72시간 동안의 S-100B 수준은 뇌 장애의 발달과 중증도를 예측하는 신뢰할 수 있는 지표입니다.

S-100(αβ+ββ)은 악성 흑색종의 추가적인 진단 및 예후 지표로 결정될 수 있습니다.

뉴로트로핀-3(NT3) 및 뉴로트로핀-4/5(NT4/5)

신경영양인자 계열에는 신경 성장 인자(NGF), 뇌 유래 신경 영양 인자(BDNF), NT3 및 NT4/5가 포함됩니다. 그들은 CNS와 PNS에서 뚜렷한 뉴런 집단을 지원합니다. NT는 개별 세포에 생존, 분화 또는 성장 신호를 보낼 수 있는 혈류에서 발견되는 분비 단백질입니다. NT는 뉴런에서 세포사멸의 시작을 방지함으로써 작용합니다. 그들은 또한 전구 세포의 분화와 뉴런의 형성을 유도합니다. NT는 신경계의 기능과 손상된 신경 구조의 재생에 중요한 역할을 합니다.

포유류 뇌에 있는 대부분의 뉴런은 배아 발생 중에 형성되지만, 성인 뇌는 신경 줄기 세포에서 새로운 뉴런을 형성하는 신경 발생 능력을 부분적으로 유지합니다. NT는 이 과정을 제어하고 자극합니다. NT의 영양(생존 보장) 및 열대(축삭 성장 지시) 특성은 알츠하이머병, 파킨슨병, 헌팅턴병과 같은 다양한 유형의 신경퇴행성 질환뿐만 아니라 다양한 말초 신경병증의 치료에 사용할 수 있는 기초가 됩니다. 태생.

NT3는 m.m.의 성장 인자입니다. 13.6 kDa(활성 형태-이합체의 mw - 27.2 kDa). NT3는 교감신경계의 발달에 중요한 역할을 합니다. 생쥐에서는 교감 신경절과 과신경 분포 및 자발성 고혈압이 있는 기관에서 NT3 수준이 증가한 것으로 나타났습니다. 천식 환자의 경우 코르티코스테로이드는 혈청 NT3 수준을 증가시킵니다. 정신분열증 환자의 경우 전두엽 및 두정엽 피질의 NT3 농도가 크게 감소합니다. NT3는 가장 많은 수의 뉴런 집단을 자극할 수 있습니다. 이는 3개의 NT 수용체 티로신 키나제 중 2개(TrkC 및 TrkB)를 활성화합니다.

NT4/5는 출생 전후 기간에 운동 뉴런의 사멸을 예방합니다. NT4/5는 주로 TrkB 티로신 키나제 수용체를 통해 작용합니다.

뇌 유래 신경 영양 인자(BDNF)

성숙한 포유류 BDNF 분자는 mm.m. 13 kDa이고 119개의 아미노산 잔기로 구성됩니다. BDNF는 NGF와 아미노산 구성이 52% 동일합니다. 용액에서는 동종이량체로 존재합니다. BDNF는 섬유아세포, 성상교세포, 다양한 표현형과 위치의 뉴런, 거핵구/혈소판, 슈반 세포(손상 부위) 및 평활근 세포에서 발현됩니다. 혈장 내 BDNF는 pg/ml 정도의 양으로 발견되는 반면, 혈청에서는 ng/ml 정도의 양으로 존재합니다. 차이점은 혈소판 탈과립 및 혈액 응고 중에 BDNF가 방출되기 때문입니다. 다양한 포유동물에서 BDNF 구조의 동일성은 잠재적으로 다양한 동물 종에 대해 이 테스트 시스템을 사용할 수 있게 해줍니다.

적어도 2가지 유형의 BDNF 수용체가 알려져 있으며, 첫 번째는 m.m. 75 kDa(LNGFR)이고, 두 번째는 분자량이 145 kDa(TrkB)인 트로포미오신 키나제-B에 대한 고친화성 수용체입니다. LNGFR은 특정 경로를 따라 신호 전달을 향상시킬 수 있는 것으로 알려져 있습니다. 이러한 경로 활성화의 생물학적 중요성은 잘 알려져 있지 않습니다. LNGFR은 Schwann 세포가 손상 부위로 이동하는 데 참여하거나 두 수용체를 동시에 발현하는 세포에서 TrkB 활성을 조절할 수 있습니다. TrkB는 NT3 및 4에 결합하는 능력을 가지고 있습니다. TrkB 수용체의 기능은 동종이량체화를 필요로 하는 반면, 이들 수용체 모두를 동시에 발현하는 세포에서는 TrkB 및 TrkC 수용체 분자의 기능적 이종이량체가 형성된다는 증거가 있습니다. 이 세포에는 소뇌의 과립형 뉴런과 해마의 치아 핵 세포가 포함됩니다. 척수 운동 뉴런, 해마 피라미드 세포, 발달하는 뇌의 거의 모든 세포 및 흉선 세포에서 TrkB 발현의 증거가 있으며 이는 림프구 생성에서 BDNF의 역할을 나타냅니다.

BDNF의 기능적 활성은 상당히 높습니다. 발달 과정에서 신경 세포의 분화, 성숙, 생존 및 시냅스 형성에 관여합니다. 성인 신체에서 BDNF의 주요 기능은 신경 보호로, 뇌 뉴런을 허혈성 공격으로부터 보호하고 운동 뉴런을 축삭 절제로 인한 사망으로부터 보호합니다.

섬모신경영양인자(CNTF)

인간 CNTF는 m.m.의 200개 아미노산 잔기로 구성된 단일 사슬 폴리펩티드입니다. 22.7kDa. 분자는 종 전체에 걸쳐 고도로 보존됩니다. 인간, 쥐, 토끼 CNTF의 아미노산 서열을 비교한 결과, 상동성은 각각 83%와 87%로 나타났다. CNTF는 Schwann 세포와 1형 성상교세포에 국한되어 있습니다.

CNTF는 백혈병 억제 인자(LIF)와 온코스타틴 M(OSM)을 포함하는 제한된 신경생성 사이토카인 계열에 속합니다. CNTF는 뉴런과 신경교세포 발달을 위한 주요 분화 인자로 간주됩니다. CNTF는 영양성을 제공하며 손상되거나 축삭절단된 뉴런의 보호에 관여합니다. 구체적으로, 쥐의 안면 신경 축삭 절제술 후 운동 뉴런 사멸은 근위 축색 분절에 CNTF를 적용함으로써 예방되었습니다. CNTF는 아드레날린 교감 운동 뉴런에서 콜린성 특성의 시험관 유도를 입증했습니다. 이러한 효과에는 신경전달물질인 아세틸콜린의 발현과 아세틸콜린 관련 신경펩티드인 물질 P(SP) 및 혈관활성 장 펩티드(VIP)의 합성이 포함됩니다. 비자율 감각 뉴런에 대한 CNTF의 효과는 잘 알려져 있지 않습니다. 생체 내 등쪽 뿌리 신경절 세포는 SP 발현을 증가시키는 것으로 밝혀졌지만, SP 및 VIP 발현은 시험관 내에서 CNTF에 반응하여 증가하지 않았습니다. 또한 CNTF는 신경교 분화에 관여하는 것으로 생각됩니다. CNTF의 다른 효과로는 배아줄기세포의 다능성 촉진, 부신 크로마핀 세포의 생존 및 분화 유도, IL-6와 마찬가지로 정맥 주사 후 발열 유발 등이 있습니다. CNTF 연구에 대한 관심은 신경 세포 생존을 촉진하는 능력에서 비롯됩니다.

인산화된 신경필라멘트 H(pNF-H)

pNF-H는 축삭 손상의 민감한 지표입니다. 신경필라멘트는 뉴런의 세포골격의 대부분을 구성합니다. 세 가지 주요 신경섬유 단백질은 NF-L, -M 및 -H입니다. 특히 축색돌기의 농도가 높습니다. NF-H 단백질은 몇 가지 독특한 특성을 가지고 있습니다. 축삭 신경필라멘트에서 라이신-세린-프롤린 반복에 포함된 이 단백질의 세린 잔기는 고도로 인산화됩니다. NF-H(pNF-H)의 인산화된 형태는 손상된 축삭에서 방출된 후 프로테아제에 내성이 있습니다. 따라서 뇌척수액이나 혈액에서 이 단백질을 검출하면 축삭 손상 정도에 대한 정보를 제공할 수 있습니다.

pNF-H는 척수 또는 뇌 손상이 있는 경우에만 혈청 샘플에서 검출 가능합니다. pNF-H 농도는 높은 수준(>250ng/ml)에 도달할 수 있으며 부상 후 몇 주가 지나면 0 수준으로 돌아갈 수 있습니다. pNF-H는 축삭에서만 발현되기 때문에 이 결정은 축삭 손상을 평가하기 위한 편리하고 민감한 바이오마커입니다. pNF-H는 시신경염을 앓고 있는 사람의 혈장이나 악성 뇌종양이나 뇌졸중 환자의 CSF에서 검출될 수 있는 것으로 나타났습니다.

색소상피유래인자(PEDF)

PEDF는 m.m.의 당단백질입니다. ~50 kDa, 많은 생물학적 기능을 가지고 있습니다. 다양한 유형의 뉴런에 영향을 미치는 신경 보호 및 신경 영양 인자입니다. PEDF는 인간 망막모세포종 세포의 신경 분화를 강력하게 활성화시키는 것으로 나타났습니다. 이는 새와 생쥐에서 발달 중인 척수 운동 뉴런의 생존과 분화를 촉진하고 정상적인 양서류 광수용체 뉴런 발달을 지원하며 망막 색소 상피(RPE) 세포가 없을 때 옵신 발현을 촉진하는 것으로 나타났습니다.

쥐에서 PEDF는 소뇌 과립 뉴런의 생존 인자로, 세포사멸과 글루타메이트 신경 독성으로부터 보호합니다. 또한 글루타메이트로 인한 퇴화로부터 운동 뉴런과 해마 뉴런 발달을 보호합니다. 이는 세포 배양에서 과산화물에 의한 사망으로부터 망막 뉴런을 보호하는 것으로 나타났습니다.

신경교섬유성 산성 단백질(GFAP)

GFAP는 세포골격 단백질 계열의 구성원이며 성숙한 CNS 성상교세포의 주요 8-9 nm 중간 필라멘트입니다. GFAP는 m.m.을 갖는 단량체 분자입니다. 40-53 kDa 및 등전점 5.75.8. 중추신경계 외부에서는 발견되지 않는 매우 특이적인 뇌 단백질입니다. GFAP는 외상성 뇌 손상 후 혈액으로 매우 빠르게 방출되는 것으로 나타났습니다(손상 심각도의 지표 역할 및 결과 예측 역할을 할 수 있음). 그러나 뇌 손상이 없는 다발성 외상에서는 GFAP 방출이 발생하지 않습니다. CNS에서 손상(부상, 질병, 유전적 장애 또는 화학적 모욕으로 인한 것인지 여부) 후 성상교세포는 전형적인 행동으로 성상교증으로 반응합니다. Astrogliosis는 GFAP의 빠른 합성이 특징입니다. GFAP 수치는 일반적으로 나이가 들수록 증가하는 것으로 알려져 있습니다. 외상성 뇌 손상 후 CNS에서 높은 특이성과 조기 방출로 인해 GFAP는 조기 진단에 매우 유용한 지표가 될 수 있습니다.

알츠하이머병

알츠하이머병(AD)은 85세 이상 인구의 약 절반에 영향을 미치는 진행성 노인성 치매입니다. 이 질병의 징후로는 대뇌 피질과 해마의 초기 신경 세포 손실과 관련된 기억 상실 및 기타 행동 이상 등이 있습니다. AD는 뇌 조직의 세포외 플라크 및 세포내 신경섬유매듭의 존재를 특징으로 합니다.

고급당화산물(RAGE) 수용체

RAGE는 면역글로불린(Ig) 슈퍼패밀리에 속하는 다중리간드 유형 I 막횡단 당단백질입니다. RAGE는 당뇨병, 알츠하이머병(AD), 전신성 아밀로이드증 및 종양 성장을 비롯한 다양한 병리학적 과정에 관여하는 것으로 제안되었습니다. RAGE는 성장, 신경 생존 및 재생, 전염증성 반응과 같은 생리학적 기능에 관여할 수 있습니다. RAGE의 높은 발현은 발달 중에, 특히 CNS에서 관찰됩니다. RAGE 리간드에는 고급 당화산물(AGE), 아밀로이드-β(Aβ), HMG-1(암포테리신이라고도 알려짐) 및 일부 S-100 계열 단백질이 포함됩니다. Aβ는 AD의 주요 신경형태학적 특징 중 하나인 노인성 또는 아밀로이드 플라크의 주요 구성요소입니다. RAGE는 아밀로이드의 특징적인 β 시트 구조에 대한 수용체이며, 그 수준은 AD 뇌의 Aβ 근처에서 국소적으로 증가하는 것으로 밝혀졌습니다. Aβ와 내피 세포, 뉴런 및 미세아교세포에 발현된 RAGE의 상호작용은 활성 산소종의 형성과 전염증 인자의 생성을 유도하며, 이는 AD의 신경변성 과정의 기초가 되는 제안된 메커니즘입니다. 최근 연구에서는 혈액뇌관문(Blood-Brain Barrier)을 통과하는 Aβ의 수송과 CNS에서의 축적에 RAGE가 관여할 가능성이 있음을 보여주었습니다.

RAGE와 그의 리간드 HMG-1의 상호작용은 세포 운동성을 조절하는 것으로 나타났습니다. 예를 들어, HMG-1/RAGE는 신경모세포종 세포의 축삭 성장을 자극할 수 있습니다. HMG-1/RAGE 결합을 차단하면 동물 모델에서 종양 성장과 전이가 억제됩니다. 또한, RAGE 및 S-100 농도는 다발성 경화증 및 실험적 자가면역 뇌척수염(EAE)에서 증가하는 것으로 나타났습니다.

니카스트린

니카스트린은 709개의 아미노산으로 구성된 I형 막관통 당단백질로, 최근 프로테아제(프레세닐린-1 및 -2)로 형성된 AD 관련 다중단백질 복합체의 핵심 구성 요소로 설명되었습니다. 이 복합체의 형성은 가족성 AD 환자의 뇌 플라크에서 발견될 수 있는 신경독성 β-아밀로이드 펩타이드(아밀로이드라고도 함) 형성의 마지막 단계입니다. 아밀로이드 단백질은 막에 결합된 베타아밀로이드 전구체 단백질(βAPP)로부터 두 단계를 거쳐 형성됩니다. β-APP는 먼저 프로테아제인 β-세크레타제(BACE-2)에 의해 절단된 다음 후속 γ-세크레타제 처리에 의해 아밀로이드 단백질이 방출됩니다. 프레세닐린-1과 프레세닐린-2는 신경독성 β-아밀로이드 펩타이드의 형성에 필요한 프로테아제 촉매 활성을 갖는 것으로 나타났습니다. 니카스트린은 β-APP에 결합하는 것으로 알려져 있으며 β-아밀로이드 펩타이드의 형성을 조절할 수 있습니다. 이는 AD의 발병기전에서 니카스트린의 직접적인 역할을 나타내며 이를 치료적 개입의 잠재적인 표적으로 간주할 수 있게 해줍니다.

β-아밀로이드(Ab40, Ab42)

AD 플라크의 주요 단백질 성분은 40-43개의 아미노산 잔기로 구성된 펩타이드인 베타-아밀로이드이며 효소 β-세크레타제 및 γ-세크레타제에 의해 전구체 단백질(APP)에서 절단됩니다.

mm이 높을수록 펩타이드 분비가 증가합니다. (Aβ42 또는 Aβ43)은 특정 유전자 돌연변이, 특정 ApoE 대립 유전자의 발현 또는 아직 알려지지 않은 다른 요인의 참여로 발생합니다. APP의 단백질 분해 절단과 그에 따른 Aβ의 출현이 AD 진행에 중요한 요인일 수 있을 뿐만 아니라 Aβ의 응집도 이 질병의 발병에 중요할 수 있으며, 이는 다음에서 발견되는 치밀한 플라크의 발생으로 이어질 수 있습니다. AD 환자의 뇌. Aβ42 또는 Aβ43은 더 낮은 mmw를 갖는 펩티드보다 훨씬 더 큰 정도로 응집되는 경향이 있는 것으로 나타났습니다. Aβ42/Aβ43 농도의 증가는 Aβ의 비정상적인 축적을 초래하고 AD의 뇌 조직의 신경 독성과 관련이 있는 것으로 나타났습니다. 천식 환자의 경우 CSF의 Aβ42 수준 감소가 예후 인자입니다. Aβ 펩티드의 측정은 또한 AD의 마우스 모델에서 인간 Aβ를 확인하는 데 사용될 수 있습니다. Aβ 펩타이드에 대한 세포 반응을 연구하기 위해 다양한 펩타이드 단편을 식별하면 신경 세포 사멸로 이어지는 초기 사건에 대한 통찰력을 얻을 수 있습니다. Aβ 펩타이드는 다양한 신호 전달 경로를 활성화할 수 있습니다. 예를 들어, 원섬유형 Aβ는 최근 티로신 키나제인 Lyn과 Syk를 활성화하여 프롤린이 풍부한/칼슘 의존성 티로신 키나제 Pyk2를 활성화하는 신호 전달 계통을 시작하는 것으로 나타났습니다.

Aβ 펩타이드는 응집되는 경향이 있으므로 진단 키트의 품질은 제조업체마다, 로트마다 다를 수 있습니다. BioSource International은 Aβ 1-40 또는 42의 정량 측정을 위한 고감도 및 고특이적 ELISA 키트를 개발했습니다.

클라미디아 폐렴

PCR 방법을 사용한 독립적 연구에 따르면 천식 환자의 89-92%가 Ch 항원에 양성 반응을 보였습니다. 폐렴 (뇌). 항원 Ch. pneumoniae는 치매를 유발하는 다른 뇌 병변이 있는 환자의 뇌와 달리 AD 환자의 뇌에서 세포외 플라크에서 확인되었습니다.

Ch. pneumoniae는 단핵구를 감염시켜 편뇌장벽을 통과하는 이동을 증가시킵니다. Ch. pneumoniae는 β-카텝신, N-카드헤린, VE-카드헤린 및 기타 세포-세포 접착 분자의 조절 장애를 유발합니다. ELISA를 사용하여 AD 및 파킨슨병 환자의 혈청에서 항체를 측정한 결과 다음과 같은 결과가 얻어졌습니다.

알츠하이머병: IgA - 45%, IgG - 36% 양성 결과;

파킨슨병: IgA - 35%, IgG - 83% 양성 결과.

알츠하이머병: 산화 스트레스의 역할

산화 스트레스(OS)가 AD 발병에 중요한 역할을 하는 것으로 나타났습니다. AD는 OS의 강화와 병행하여 노년기 또는 노년기에 발생합니다. 말기 환자의 AD의 주요 특징은 대뇌 피질의 신경섬유매듭(NFT)과 β-아밀로이드(노인) 플라크입니다. 많은 연구에 따르면 AD 환자의 초기 단계에서는 OS의 다양한 징후가 관찰될 수 있습니다. 즉, 핵산, 단백질 및 지질에 대한 산화적 손상과 OS의 다양한 바이오마커의 존재도 나타났습니다(그림). 현재 산화 스트레스에 대한 보호를 기반으로 이 질병의 진행을 예방하거나 늦추기 위한 새로운 치료법에 대한 수많은 연구가 진행 중입니다.

송과선의 기능 상태 표시

송과선은 신체의 신경액 조절의 중앙 시스템의 일부입니다. 송과선은 낮과 밤의 변화에 대한 정보를 신체의 모든 생명 유지 시스템에 전달하는 것뿐만 아니라 계절 및 일주기 리듬을 구성하고 생식 기능을 조절하는 데 선도적인 역할을 합니다. 송과선의 기능 상태를 평가하려면 현재 혈액 내 멜라토닌과 세로토닌, 그리고 소변 내 멜라토닌 대사 산물(멜라토닌 황산염)을 확인하는 것이 필요합니다.

멜라토닌과 멜라토닌 황산염

멜라토닌 또는 N-아세틸-5-메톡시-트립타민은 송과선의 주요 호르몬입니다. 이는 세로토닌의 중간 대사산물인 N-아세틸세로토닌으로부터 송과선에서 합성됩니다. 혈중 멜라토닌 수치는 개인별로 상당한 변동이 있으며, 혈중 멜라토닌 최대 수치는 자정부터 오전 4시 사이에 관찰됩니다. 멜라토닌 분비의 조절은 노르에피네프린을 통해 조절 효과를 발휘하는 교감 신경계의 조절을 받습니다. 멜라토닌의 반감기는 45분입니다. 이는 연구 목적으로 멜라토닌 생산 기간을 결정하기 위해 짧은 간격으로 혈액 샘플을 수집해야 함을 의미합니다. 또한 검체 수집을 위해 밤새 환자의 수면을 방해하면 혈중 멜라토닌 수치에 영향을 미칠 수 있습니다. 이러한 문제는 소변 내 멜라토닌 대사산물인 멜라토닌 황산염(6-설파토키멜라토닌)과 6-히드록시글루쿠로나이드의 수준을 측정함으로써 피할 수 있습니다. 멜라토닌의 80~90%는 황산염의 형태로 소변으로 분비됩니다. 요중 멜라토닌 황산염 농도는 검체 수집 기간 동안 총 혈중 멜라토닌 수치와 밀접한 상관관계가 있습니다.

현재 멜라토닌의 생리학적, 병리생리학적 역할에 대한 연구가 활발히 진행되고 있습니다. 혈액 내 멜라토닌 수준의 장애는 수면 장애, 우울증, 정신 분열증, 시상 하부 무월경 및 일부 유형의 악성 신 생물에 해당합니다. 성조숙증은 송과선에 종양이 존재하여 발생할 수 있습니다. 종양이 실질의 효소 활성 요소에서 발생하면 신경과민증 또는 신경과민증 현상이 우세합니다. 송과선에서 멜라토닌 분비가 부족하면 FSH 생산이 증가하고 결과적으로 난포의 지속, 다낭성 난소 증후군 및 전반적인 에스트로겐 과다증이 발생합니다. 이러한 배경에서 자궁 섬유종증과 기능 장애 자궁 출혈이 발생할 수 있습니다. 반대로 송과선의 기능항진은 에스트로겐 저하증과 성 불감증을 유발합니다. 조증 상태의 환자에서는 혈액 내 멜라토닌 수치의 증가와 소변에서의 배설이 관찰됩니다.

양적 및 리듬 모두에서 멜라토닌 생산의 위반은 초기 단계에서 비동기화로 이어지는 유발점이며, 이어서 유기 병리가 발생합니다. 결과적으로 멜라토닌 생산이 중단된다는 사실 자체가 다양한 질병의 원인이 될 수 있습니다. 가장 강력한 내인성 항산화제 중 하나인 멜라토닌을 고려하는 데이터가 수집되었습니다. 더욱이, 주로 특정 세포 구조에 국한되어 있는 대부분의 다른 세포내 항산화제와는 달리, 멜라토닌의 존재와 그에 따른 항산화 활성은 핵을 포함한 모든 세포 구조에서 결정됩니다.

세로토닌

세로토닌은 주로 소장의 장크로마핀 세포, 뇌의 세로토닌 작용성 뉴런 및 혈소판에서 형성되는 트립토판 대사의 중간 생성물입니다. 순환 혈액의 거의 모든 세로토닌은 혈소판에 집중되어 있습니다. 순환 세로토닌 농도의 변화는 만성 두통, 정신분열증, 고혈압, 헌팅턴병, 듀센형 근이영양증 및 초기 급성 충수염에서 관찰됩니다. 혈청 세로토닌 수치의 측정은 카르시노이드 증후군의 진단 평가에 임상적으로 매우 중요합니다.

신경계의 자가면역 질환

다발신경병증(신경병증, NP)은 병인(혈관, 알레르기, 독성, 대사 등) 또는 임상 증상(감각, 운동, 감각운동, 단일신경병 등)에 따라 분류될 수 있습니다. 말초 신경병증의 일반적인 징후로는 사지의 약화, 감각 상실 또는 통증이 있습니다. 말초 신경병증의 정확한 진단을 위해서는 질병을 식별, 확인, 분류 및 모니터링할 수 있는 임상 징후, 병력 및 실험실 테스트의 결합된 분석이 필요합니다.

최근 몇 년 동안 많은 당접합체가 다양한 NP에 대한 추정 표적으로 간주되었습니다. 점점 더 자주 NP는 임상적, 전기생리학적 기준뿐만 아니라 항당지질 항체에 의해 인식되는 항원의 유형에 따라 면역화학적으로 특징지어집니다. 당접합체에는 당단백질(예: MAG)과 당지질(예: 강글리오사이드, SGPG, 설파타이드 또는 설포지질)이 모두 포함됩니다. 그들은 모든 조직에서 발견되며 신경 섬유의 수초의 구성 요소입니다. 다양한 당지질 중에서 지금까지 세 가지가 NP 진단 및 치료 선택에 중요한 임상적 중요성을 보여주었습니다(그림). 개인의 임상 특징과 혈청에 존재하는 다양한 당접합체에 대한 항체 유형 사이에는 유의한 상관관계가 있었습니다.

자가면역 말초 NP에서 자가항체의 주요 표적은 SGPG(sulfated glucuronate paragloboside)와 GM1 강글리오사이드입니다. 첫 번째는 주로 단클론성 IgM 감마병증과 관련된 NP 탈수초를 위한 표적입니다. 두 번째는 운동 신경병증, 주로 다초점 운동 신경병증의 주요 표적입니다. 항-GQlb IgG 항체는 밀러-피셔 증후군(길랭-바레 증후군의 변형) 환자 하위 그룹의 특징입니다. 에피토프 구조를 밝히는 것은 항체의 병리학적 역할을 결정하는 데에도 중요할 수 있습니다.

많은 경우 자가항체의 IgG 클래스와 IgM 클래스를 별도로 정의하는 것이 매우 중요합니다. IgG 항체는 급성 신경병증에서 더 흔히 나타나는 반면, IgM 항체는 만성 질환에서 더 자주 나타납니다.

말초 신경에 있는 세 가지 주요 당접합항원의 구조 및 위치 A. 자가항체에 접근할 수 있는 5개의 세포외 Ig 유사 도메인, 막횡단 도메인 및 세포질 꼬리를 포함하는 미엘린 관련 당단백질. B. 올리고당 사슬이 미엘린 막의 지질 이중층에 가깝게 위치하는 황산화 당지질 및 강글리오시드 GM1.

말초 NP에서 당지질에 대한 자가항체 결정의 진단적 중요성:

이는 자가면역 NP의 다양한 하위군을 식별하기 위한 전기진단 방법에 중요한 추가 요소입니다. 다양한 신경학적 증상은 항당지질 항체의 프로필에 의해 결정됩니다.

면역학적 장애(예: 단클론성 감마병증의 NP, 다초점 운동 NP 또는 길랭-바레 증후군)에 기반한 NP의 정확한 감별 진단 가능성.

단클론성 감마병증과 관련된 NP에 대한 치료 제어.

신경면역학 분야의 과학적 연구를 수행합니다.

미엘린 관련 당단백질에 대한 항체(항-MAG)

MAG는 세포 접착 분자에 속하며 희소돌기아교세포와 슈반 세포에서 발현됩니다. 이는 희소돌기아교세포와 뉴런 사이의 상호작용을 중재하는 역할을 합니다. 축삭이 수초화되면서 수초를 형성하는 세포의 외부 표면과 인접한 표면에서도 발견됩니다. 말초 NP 및 IgM 단클론 감마병증 환자의 50% 이상이 MAG에 결합하는 IgM 단클론 항체를 가지고 있습니다.

항-MAG 항체의 측정은 IgM 관련 NP를 CIDP(만성 염증성 탈수초성 NP)와 같이 일반적으로 발생하는 다른 후천성 다발신경병증과 구별하는 데 필수적입니다. 두 장애 모두 서서히 진행될 수 있으며 형태학적 및 전기생리학적 연구에서 주로 탈수초성 NP(DNP)로 나타날 수 있습니다. 또한, 이들 질환에서는 뇌척수액 내 단백질 농도가 증가하는데, 이 지표는 수행되는 면역억제요법의 유효성을 판단하는 데 사용될 수 있다.

테이블. 특정 자가항체와 관련된 말초 신경병증

임상증후군/특이항체	MAG SGPG	GM1	아시알로- GM1	GM2	GD1a	GD1b	GQ1b
길랭-바레 증후군(GBS)		+++ IgG IgG>IgM 20-30%	(+)	+ IgM 6%	+ IgG 5%	+ IgG 2%
GBS 옵션: AMSAN 및 AMSAN		+++	+		+++	+
안근마비를 동반한 GBS							++ IgG
운동실조증후군을 동반한 GBS						++
CMV 감염의 합병증인 GBS				+ IgM			+++ IgG >90%
밀러-피셔 증후군
다초점 모터 신경병증(MMN)		++ IgM 20-80%	(+)			+
패배증후군 하부 운동 뉴런		(+) IgM 5%	+
신경병증 관련 항MAG/SGPG IgM 모노클로- 최종감마병증	+++ m-IgM 50%
운동신경병증, IgM 관련 단클론성 감마병증		+++ m-IgM 10%				+++
감각실조성 신경병증 및 CANOMAD 증후군						+++ m-IgM	+++ m-IgM
만성 염증성 탈수초성 다발신경병증(CIDP)	++ m-IgM	+

기호:

당지질에 대한 항체의 역가 수준 결정: (+) - 약하게 양성, + - 보통 양성, ++ - 양성, +++ - 매우 양성;

. [%] - 당지질에 대한 자가항체가 있는 환자의 비율.

. 세포의 파란색은 IgG 클래스 또는 IgG 항당지질 항체의 우세를 나타냅니다. 주황색은 IgM 클래스를 나타냅니다.

사용 예 1: GBS의 GM1에 대한 항체는 종종 높은 역가로 검출되며 IgG isotype이 우세합니다. GM1 IgG는 환자의 20~30%에서 검출됩니다.

사용 예 2: GD1b에 대한 IgM 단일클론 항체는 일반적으로 감각실조성 신경병증 및 CANOMAD 증후군에서 높은 역가로 존재합니다.

황산화 글루쿠로네이트 파라글로보시드(SGPG)에 대한 항체

글루쿠로닐 설페이트(즉, HNK-1 에피토프)가 포함된 올리고당 서열 SGPG는 황산화 파라글로보시드 글루쿠로네이트 및 그 유도체와 단백질, 주로 수초 관련 단백질, CNS의 수초-희소돌기아교세포 당단백질(MOG) 및 말초 수초 단백질(PMP22)에 공통적입니다. ) PNS에서는 아세틸콜린에스테라제의 이소형 및 신경 세포 접착 분자(NCAM)와 같은 여러 접착 분자의 하위 그룹입니다. 단백질 특이성과 관계없이 IgM 항-SGPG는 DNP 및 일부 운동 신경 질환의 생물학적 샘플에서 거의 항상 검출되는 것으로 여겨집니다. 전형적인 감각 NP에서는 항-MAG 및 항-SGPG 항체가 모두 검출되는 반면, 축삭 NP에서는 단클론 IgM-항-SGPG 항체만 존재하는 것으로 나타났습니다. 환자의 경우 HNK-1 에피토프에 대한 항체 역가와 탈수초화 정도 사이에는 관계가 있습니다.

강글리오사이드에 대한 항체(GanglioCombi)

GanglioCombi 키트는 인간 혈청에서 강글리오사이드 asialo-GM1, -GM2, -GD1a, -GD1b 및 -GQ1b에 대한 자가항체를 검사하기 위한 것입니다. 강글리오사이드는 탄수화물과 지질 성분으로 구성된 산성 시알릴화된 당지질 계열을 형성합니다. 그들은 주로 원형질막의 외부 표면에서 발견됩니다. 탄수화물 잔기의 외부 위치는 이들이 자가면역 신경 질환에서 항원 표적으로 작용한다는 것을 시사합니다. 탄수화물 항원에 결합하는 항체는 다양한 말초 NP에서 발견되었습니다. PNS 조직에서 강글리오사이드의 발현에는 상당한 이질성이 있습니다. GM1과 GD1은 주로 운동 신경에 존재하며, GQ1b는 안구 근육의 운동 뇌신경에서 증가된 양으로 검출됩니다. 감각 신경에서는 GD1b의 높은 발현이 관찰됩니다. 특정 항강글리오시드 항체의 수준과 길랭-바레 증후군(GBS)의 다양한 변종 사이에는 명확한 상관관계가 있는 것으로 나타났습니다. 항강글리오시드 항체 수치가 높은 환자는 치료 예후가 좋습니다.

강글리오사이드 M1에 대한 항체(항GM1 자가항체)

다초점 운동 신경병증(MMN)은 하부 운동 뉴런의 축삭을 따라 자극 전달이 차단되는 것이 특징입니다. 임상적 특징에 기초하여 MMN과 근위축성 측삭 경화증(ALS)을 구별하는 것은 매우 어렵습니다. MMN은 ALS와 달리 치료가 가능한 질환이므로 조기에 감별하는 것이 매우 중요합니다. ALS 환자에서는 높은 역가의 항GM1 항체가 사실상 검출되지 않지만 MMN 환자의 80% 이상이 이러한 항체를 가지고 있습니다. MMN에서는 항GM1 항체의 IgG 및 IgM 이소형을 동시에 측정하는 것이 권장됩니다. 항GM1 항체는 건강한 사람, 특히 노년층의 약 5%에서 발생하며, 이 항체의 생산은 정상적인 면역 체계 활동의 징후일 수 있습니다. 항-GM1 항체의 측정은 혈청전환 역학과 MMN 치료의 효과를 모니터링하여 질병의 재발 가능성을 예방하고 원인을 알 수 없는 다발신경병증의 모든 사례에서 진단을 확인하는 데 사용됩니다. 이 검사는 운동 장애가 있는 모든 환자, 특히 운동 NP, 길랭-바레 증후군(GBS) 및 근위 하부 운동 뉴런 질환이 있는 환자에게 권장됩니다.

강글리오시드 GD1b에 대한 항체(항-GD1b 자가항체)

항-GD1b 자가항체 검사는 안근마비(항-Q1b 참조)가 없고 감각 NP가 있는 길랭-바레 증후군(GBS) 환자, 특히 운동실조를 동반한 만성 대섬유 감각 NP 환자의 임상 평가에 유용할 수 있습니다. 항-GM1 항체는 건강한 사람, 특히 노인의 약 5%에서 발생합니다. 항-GD1b 자가항체에 대한 검사는 유용할 수 있습니다: 염증성 DNP의 특징이 있지만 항-GM1 자가항체에 음성인 환자를 선별하기 위해; 급성 및 만성 염증성 DNP에 대한 치료 효과를 모니터링합니다. 원인을 알 수 없는 NP 진단의 보조 수단으로 사용됩니다. 운동 장애가 있는 모든 환자, 특히 운동 NP에서 이 분석을 수행하는 것이 좋습니다.

강글리오시드 GQ1b에 대한 항체(항-GQ1b 자가항체)

밀러-피셔 증후군(MFS)은 GQ1b 항원에 대한 다클론 혈청 IgG 항체의 존재와 밀접한 관련이 있으며, 이는 급성기 MFS 환자의 90% 이상의 혈청에서 발견될 수 있습니다. 질병의 급성 단계 동안 항체 역가는 매우 높은 수준에 도달하고 회복되면 완전히 사라집니다. 항-GQIb 자가항체는 건강한 헌혈자, 안근마비가 없는 길랭-바레 증후군(GBS) 환자, 기타 면역학적 또는 신경학적 질환이 있는 환자에서는 검출되지 않습니다. MFS는 임상적, 신경생리학적 특징이 중복되는 GBS의 변형입니다. MFS와 GBS의 유사성은 최근 안근마비 환자의 GBS 환자에서 항-GQ1b의 존재로 확인되었습니다. 어떤 경우에는 IgA 및 IgM 자가항체가 MFS에서도 검출될 수 있지만 그 정도는 적고 단기간 동안만 검출됩니다. 안근마비를 동반하고 GQ1b에 대한 자가항체가 있는 MFS 또는 GBS 환자의 대부분은 Campylobacter jejuni 감염의 병력이 있습니다. 이 발견은 C. jejuni와 GQ1B의 표면 에피토프 사이의 분자 유사성과 MFS가 이전 C. jejuni 감염에 의해 시작된다는 가설을 뒷받침합니다.

항인터페론 β 항체(항-IFNβ 항체)

최근에는 재발 완화 다발성 경화증(RRMS) 치료에 재조합 인터페론 베타(rIFNβ) 치료법이 사용되었습니다. 외인성 물질을 지속적으로 장기간(한 달에서 몇 년까지) 투여하면 면역 반응이 유발될 수 있습니다. IFNβ로 치료받은 RRMS 환자 중 다수는 항-IFNβ 항체가 발생하여 약물의 치료 효과를 감소시킵니다. 다발성 경화증 환자의 경우 항-IFNβ 항체 중 극히 일부만이 IFNβ의 면역조절 효과를 중화할 수 있는 것으로 나타났습니다. 길랭-바레 증후군(GBS)의 감각 NP에서 이러한 항체의 측정도 표시됩니다.

스핑고미엘린(SM)에 대한 항체

SM(스핑고미엘린)은 스핑고신, 지방산, 인산, 콜린을 함유한 인지질입니다. SM은 막과 지단백질 입자의 천연 성분입니다. SM은 뇌와 신경 조직에 대량으로 존재합니다. 실험용 쥐에서 SM 생합성을 억제하면 대조군에 비해 혈장 콜레스테롤(CH) 농도가 46%, 중성지방이 44% 감소합니다. 또한, LDL과 초저밀도지단백(VLDL) 입자의 콜레스테롤 함량은 감소하고, 고밀도지단백(HDL)의 콜레스테롤 농도는 증가합니다. 실험실 동물에 대한 연구에 따르면 SM 합성을 억제하면 죽상동맥경화증 병변과 대식세포 침윤의 심각도가 크게 감소하는 것으로 나타났습니다. 스핑고지질 합성의 억제는 이상지질혈증과 죽상동맥경화증의 치료에 유망한 방향일 가능성이 높습니다. 스핑고지질에 대한 항체는 자가면역 탈수초화의 발병에 관여하며 다발성 경화증 및 자가면역 뇌척수염에서 발견됩니다.

라미닌 β에 대한 항체

라미닌은 기저막, 상피 조직, 신경, 지방 세포, 평활근, 줄무늬 근육 및 심장 근육을 둘러싸는 세포외 기질의 주요 당단백질입니다. 이 다기능성, 다중 도메인, 고분자량 당단백질은 사슬 간 이황화물 다리로 서로 연결된 3개의 폴리펩티드(A, B1 및 B2)로 구성됩니다. 라미닌은 세포 접착, 성장, 이동 및 증식, 신경돌기 성장, 종양 전이 및 세포 분화 가능성을 촉진합니다. 라미닌에 대한 재조합 인간 항체는 혈관 내피의 발달을 차단하는 것으로 알려져 있습니다.

항달팽이관 항체(항-68 kD, hsp-70)

청력 상실은 여러 가지 이유로 발생할 수 있습니다. 일부 유형의 청력 상실은 조기에 진단하고 적절하게 치료하면 되돌릴 수 있습니다. 일반적으로 신경 손상으로 인한 난청이라고 불리는 감각신경성 청력 상실(SNHL)은 감염과 같은 유전적 요인이나 후천적 요인으로 인해 발생할 수도 있고, 면역학적 원인으로 인해 발생할 수도 있습니다. 대부분의 경우 SNHL의 원인을 확인할 수 없습니다. 이러한 경우를 특발성 SNHL이라고 합니다. 면역억제 요법에 매우 잘 반응하는 특발성 SNHL 환자의 하위 그룹이 있습니다. 그러한 환자를 확인하기 위한 실험실 테스트에는 내이 68 kDa(hsp-70) 항원에 대한 혈청 항체가 포함되어야 합니다. 양측성 급속 진행성 SNHL 환자의 22%와 메니에르병 환자의 30%가 이 항원에 대한 항체를 가지고 있습니다. 항-68 kDa(hsp-70) 항체는 또한 양측성 메니에르 증후군 환자의 약 60%, 단측성 메니에르 증후군 환자의 35%에서 발생합니다. 설명할 수 없는 진행성 청각 장애가 있는 환자 그룹에서 청력 상실이 면역적 원인에 의한 것일 가능성은 약 30%입니다. 특발성 양측 SNHL 환자 279명으로 구성된 대규모 코호트를 대상으로 한 최근 연구에서 90명(32%)의 항-68 kDa(hsp-70) 항체 양성 사례가 확인되었습니다(여성 63% 포함).

면역억제요법으로 청력이 개선된 환자에게서 68 kDa 항원에 대한 항체가 확인되었습니다. 활성 단계에서 진행성 양측 SNHL 환자의 89%가 68 kDa 항원에 대한 항체를 갖고 있는 반면, 비활성 질환 환자의 경우 결과는 항상 음성인 것으로 나타났습니다. 양성 결과가 나온 환자 중 75%가 스테로이드 치료에 반응한 반면, 68 kDa 항원에 대한 항체가 음성인 환자는 18%였습니다.

특발성 양측 SNHL(IPBSNHL)에서 항-68 kDa(hsp-70) 항체의 빈도

질병	환자	% 긍정적인
IPBSNHL	72	58
이경화증	11	0
코건증후군	8	0
건강한 사람	53	2

Moscicki RAet al. JAMA 272:611-616, 1994

항-68kD(hsp-70) 항체와 질병 활성도의 상관관계

후향적 연구에서, hsp-70 항원에 대한 항체 검사는 코르티코스테로이드 치료에 대한 반응을 가장 잘 예측하는 것으로 나타났습니다.

항뉴런 자가항체

중추신경계의 자가면역질환은 면역체계의 항종양 반응으로 인해 발생하는 신생물외신경질환으로 간주됩니다. 이러한 질병에는 부종양성 뇌척수염(PE), 감각 신경병증(PSN), 진행성 소뇌 변성(PCD), 부신생물성 근경련 및 운동실조(POMA) 및 스티프만 증후군이 포함됩니다.

임상 증상으로는 기억 상실, 감각 상실, 뇌간 기능 장애, 소뇌, 운동 또는 자율 신경 기능 장애(PE 또는 PSN)가 있습니다. 비자발적 경련성 안구 운동, 근간대경련 및 운동실조(POMA). 그러한 상태를 확실하게 진단하는 것은 매우 어려운 작업입니다. 불행하게도 대부분의 경우, 환자가 신경학적 증상을 경험할 때까지는 종양생성증후군을 일으키는 종양이 발견되지 않습니다. 부종양성 장애는 환자의 혈청에 신경세포 자가항체가 존재하는 것이 특징입니다. 그러한 항체의 검출은 임상의에게 유용합니다. 기저 종양의 존재를 확인합니다. 부종양성 신경 질환은 소세포 폐암, 신경모세포종, 유방암, 난소암 및 고환암에서 발생할 수 있습니다. 부종양증후군에서는 다음과 같은 자가항체가 검출됩니다.

1. 항-Hu - 소세포 폐암과 관련된 제1형 뉴런의 핵에 대한 항체(항뉴런 핵 항체, ANNA-1)는 PE의 발생을 유도합니다.

2. 항요 - 난소암이나 유방암과 관련된 퍼킨제 세포 항체(PCA-1)는 PCD의 발생을 유도합니다.

3. 항-Ri - 신경모세포종(어린이) 및 나팔관암 또는 유방암(성인)과 관련된 신경 유형 II(ANNA-2)의 핵에 대한 항체는 POMA의 발생을 유도합니다.

이러한 항체의 존재는 부신생물 증후군의 임상 진단을 확인하고 기저 종양에 대한 표적 검색으로 이어집니다.

이러한 표지자는 실제 부종양 증후군과 부종양 증후군과 유사한 신경계의 다른 염증성 질환을 구별하는 데 도움이 됩니다.

웨스턴 면역블로팅은 세포의 핵이나 세포질에 존재하는 다양한 신경 항원에 대한 자가항체를 검출하기 위한 동시 스크리닝 및 확증 테스트를 허용하는 민감한 기술입니다. Anti-Hu 및 Anti-Ri 반응은 각각 35-40 kDa 및 55 kDa 영역에서 쉽게 관찰할 수 있습니다.

리보솜 단백질 P와 RNA에 대한 항체

전신홍반루푸스(SLE)는 다양한 순환 자가항체가 존재하는 것을 특징으로 하는 자가면역 질환입니다. SLE로 고통받는 환자는 종종 정신 질환을 경험하며 그 범위는 매우 넓습니다. 이 질병의 CNS 관련 증상은 다수의 SLE 환자에서 발생하며 정신분열증과 유사한 행동 이상을 유발합니다. SLE를 앓고 있는 정신과 환자의 약 90%는 리보솜 단백질 P에 대한 순환 자가항체를 가지고 있습니다. 이는 리보솜 인단백질 P0(38kDa), P1(19kDa) 및 P2(17kDa)에 대한 자가항체 그룹입니다. 리보솜 단백질 P에 대한 자가항체의 증가는 정신병 에피소드가 시작되기 전에 나타날 수 있습니다. 또한, 이러한 환자의 경우(다양한 문헌 데이터에 따르면) 17~80%의 빈도로 28S rRNA에 대한 RNA에 대한 자가항체가 검출됩니다. 항리보솜 P 자가항체는 일반적으로 항RNA 자가항체와 공존합니다. 항-RNA 항체와 질병 활성도 사이에는 상관관계가 있는 것으로 나타났습니다. 따라서 항리보솜 P와 항RNA 자가항체 둘 다 SLE에서 CNS 장애의 발병에 기여합니다.