사전 형성된 섬유소 – 세포 및 동물 모델 가이드

• 더 큰 생리학적 관련성: PFF는 집적, 시딩, 확산과 같은 질병의 핵심 측면을 트랜스제닉 모델보다 더 정확하게 재현합니다.

• 더 빠른 병리 발생: PFF 주사는 신속한 응집 및 신경퇴행을 유도하여 증상 발현을 앞당깁니다.

• 정밀한 시간적·공간적 제어: 직접 주입을 통해 병리 발생을 제어하여 질병 단계를 상세히 연구할 수 있습니다.

• 비용 효율성: PFF 모델은 트랜스제닉 계통 생성 및 유지 관리에 따른 비용과 복잡성을 피합니다.

• 광범위한 적용성: PFF는 다양한 응집성 단백질(예: 타우, α-시누클레인, Aβ) 로 제작되어 다양한 신경퇴행성 질환을 모델링할 수 있습니다.

• 향상된 재현성: 표준화된 체외 준비 과정으로 일관된 시딩이 보장되며 변동성이 감소합니다.

• 유연한 사용:체외 기전 연구와 병리 및 행동의생체 내 모델 모두에 적합합니다 .

네. 저희 팀은 다양한 접종제(후원사가 제공한 물질 포함)를 이용한 정위적 뇌 주입 시술에 풍부한 경험을 보유하고 있습니다.

일측 주사는 병리학적 확산 연구에 최적이며, 대측 반구로의 전파 평가가 가능하게 합니다. 양측 주사는 더 높은 병리 부하 또는 반구 간 동등성이 필요할 때 선호됩니다. 예를 들어, 한 반구는 면역조직화학 분석에, 다른 반구는 생화학적 분석 또는 약물 노출 분석에 사용할 때와 같습니다 .

네, 가능합니다. 저희 과학자들이 이 유형의 동물 모델에 대한 구체적인 사항을 기꺼이 논의해 드릴 것입니다.

PFF의 체외시딩 및 확산은 다음과 같은 상호 보완적인 방법들로 추적할 수 있습니다:

• 면역형광 현미경: 병리학적 단백질 응집체(예: 인산화 타우 또는 α-시누클레인)를 검출하여 시간 경과에 따른 세포 내 시딩 및 확산을 시각화합니다.

• 형광 표지된 PFF: 생세포 또는 고정 세포 이미징을 통해 PFF의 흡수 및 이동을 실시간으로 추적할 수 있습니다.

• 생화학적 분석법: 분획화 및 웨스턴 블로팅을 통해 불용성 응집체의 축적을 측정하여 전파 지표로 활용합니다.

• 티오플라빈 T 및 기타 염료: 형광 강도는 섬유소 형성 및 응집 역학을 반영합니다.

• 고급 분광 기법: FRET 또는 단일 분자 형광과 같은 방법으로 초기 올리고머 종 및 응집 동역학을 정량화합니다.

• 자동화된 이미징 분석: 시딩 효율을 평가하기 위해 세포 전반에 걸친 응집체의 수, 크기 및 분포를 정량화합니다.

• 기능적 판독값: 세포 생존율 또는 신경돌기 무결성 측정을 통해 응집체 확산과 세포적 효과를 연결합니다.

이러한 접근법들을 종합하면 세포 모델에서 PFF의 흡수, 응집 및 전파에 대한 정량적 및 기전적 분석이 가능해집니다.

전유전자 PS19 마우스는 일반적으로생후8주령에 주사되며, 병리학적 변화가 2~3개월에 걸쳐 진행되도록 한다.

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알파-시누클레인: 유전적 및 신경병리학적으로 파킨슨병(PD)과 연관된 시냅스 전 신경 단백질.

알츠하이머병: 인지 기능 저하, 기억 상실 및 행동 변화를 특징으로 하는 진행성 신경퇴행성 질환이다. 뇌 내 아밀로이드 베타 플라크와 타우 엉킴의 축적, 대뇌 피질 및 피질하 영역에서의 신경세포 및 시냅스 손실과 연관된다.

아밀로이드 베타(Aβ): 아밀로이드 전구체 단백질(APP)에서 유래된 펩타이드로, 응집하여 플라크를 형성할 수 있다.

근위축성 측삭 경화증(ALS): 루게릭병으로도 알려진, 상·하 운동 뉴런을 침범하는 가장 흔한 형태의 운동 뉴런 질환이다. 이 치명적인 신경근 질환은 움직임, 말하기, 먹기, 호흡에 필요한 근육의 진행성 약화를 특징으로 한다.

성상 세포증: 뇌 손상이나 질병에 대한 반응으로, 신경교 세포의 일종인 성상 세포의 증식과 비대를 말하며, 종종 신경 퇴행성 질환에서 관찰됩니다.

뇌 위축: 뇌 전체 또는 특정 부위의 부피 또는 두께 감소.

인지 장애: 기억력, 사고력, 추론 능력 등 인지 기능의 저하.

공초점 현미경: 고해상도 3D 구조 시각화를 제공하는 영상 기법.

피질기저변성증(CBD): 비정형 파킨슨 증후군으로 나타나는 희귀 신경퇴행성 질환. CBD는 대뇌 피질과 기저핵을 침범한다. 유사한 증상으로 인해 종종 PSP로 오진된다. PSP와 CBD 모두 뇌 내 타우 단백질의 비정상적 축적이 특징인 타우병으로 간주된다.

사이토카인(Cytokine): 면역계 세포 간 신호 전달 분자로 작용하는 세포외기질 단백질( ). 사이토카인은 인터루킨(interleukins), 인터페론(interferons), 종양괴사인자(TNF), 케모카인(chemokines), 군집자극인자(colony-stimulating factors), 변형성장인자(transforming growth factors)로 분류된다. 면역 반응에서의 역할에 따라 사이토카인은 염증 촉진성(pro-inflammatory) 또는 염증 억제성(anti-inflammatory)으로 구분된다.

질병 관련 미세아교세포(DAM): 인간과 생쥐에서 보존된 특정 전사 서명을 가진 미세아교세포의 하위 집합으로, 신경퇴행성 질환에서 중요한 역할을 하는 것으로 여겨진다. 원래 알츠하이머병에서 발견되었으나, 다른 신경퇴행성 질환에서도 존재하는 것으로 보인다(Deczkowska, 2018). 이들이 질병 전반에 걸쳐 하나의 서명으로 설명되는지, 아니면 각기 다른 질병에서 별개의 서명으로 설명되는지는 여전히 연구 중이다(Paolicelli, 2022).

ELISA (Enzyme-Linked Immunosorbent Assay): 관심 대상 리간드(예: 단백질)에 대한 항체를 사용하여 액체 시료 내 리간드의존재를 검출하는 일반적으로 사용되는 분석 생화학 검사법.

엑소좀: 세포 간 다양한 생체 분자를 운반하기 위해 진핵세포가 분비하는 세포외 막 결합 소포체.

전두측두엽 치매(FTD): 뇌의 전두엽 및/또는 측두엽에 진행성 손상이 특징인 신경퇴행성 질환군이다. 이러한 손상은 성격, 행동, 언어 능력 변화 등 다양한 증상을 유발한다. FTD는 알츠하이머병과 같은 다른 유형의 치매와 구별되는데, 주로 젊은 연령층(일반적으로 45세에서 65세 사이)에 영향을 미치며, 기억 상실보다는 사회적 행동, 실행 기능 및 언어의 조기적이고 두드러진 변화로 나타납니다. FTD의 세 가지 주요 하위 유형은 행동 변이형 FTD(bvFTD), 비유창 변이형 원발성 진행성 실어증(nfvPPA), 의미 변이형 원발성 진행성 실어증(svPPA)입니다.

교육증: 뇌 손상이나 질병에 대한 반응으로 발생하는 교세포의 증식과 비대. 신경퇴행성 질환에서 흔히 관찰된다.

면역형광법(IF): 조직 샘플에서 특정 항원을 검출하기 위해 형광 표지 항체를 사용하는 면역조직화학법(IHC)과 유사한 방법.

면역조직화학(IHC): 세포 및 조직 내 특정 단백질을 신속하게 식별하는 실험실 기법. IHC는 항체가 특정 단백질을 표적화하는 능력을 활용하며, 이차 항체와 검출 시약의 샌드위치 구조를 통해 조직 절편 내 관심 단백질을 현미경 수준에서 식별 및 국소화한다.

미세아교세포(Microglia): 뇌와 척수에 존재하는 신경교세포 유형 중 하나입니다. 뇌 전체 세포의 약 10-15%를 차지하는 미세아교세포는 중추신경계의 주요 면역 세포로 기능합니다. 이 세포들은 항상성 유지, 세포 잔해 제거, 뇌 내 핵심 지원 기능 제공에 필수적입니다.

경도인지장애(MCI): 기억력, 사고력, 추론 능력 등 인지 기능의 저하로, 정상적인 노화 관련 감소 수준을 넘어섰으나 일상생활이나 독립적 기능 수행에 심각한 지장을 줄 정도는 아닌 상태. MCI 환자는 치매, 특히 알츠하이머병 발병 위험이 있다.

다발성 시스템 위축증(MSA): 산발적으로 발생하는 급속히 진행되는 성인 발병 신경퇴행성 질환으로, 임상적으로 파킨슨증(MSA-P), 소뇌성 운동실조증(MSA-C), 자율신경 기능 장애가 복합적으로 나타난다.

신경돌기 플라크: 위축성 신경돌기(퇴화하는 축삭 및 수상돌기)를 포함하는 아밀로이드 플라크.

신경퇴행: 신경세포 손실을 초래하는 복잡한 다인성 과정.

신경섬유 엉킴: 뉴런 내부에서 타우 단백질이 비정상적으로 축적된 상태. 건강한 뉴런에서는 타우 단백질이 미세소관의 구조를 안정화시키는 데 도움을 주지만, 알츠하이머병과 같은 특정 신경퇴행성 질환에서는 타우 단백질이 과인산화되어 서로 뭉쳐져 꼬인 실 모양의 구조물인 엉킴을 형성한다.

경신경섬유 경단백질(NfL; NF-L): 신경세포에서 구조와 형태를 제공하는 단백질인 신경섬유 단백질의 네 가지 하위 단위 중 하나입니다. 혈액 및 뇌척수액 내 경신경섬유 경단백질 수치는 신경축삭 손상의 지표 역할을 할 수 있습니다.

신경 영상: MRI 및 PET 영상과 같은 기술을 활용하여 신경계 내 구조적 및 기능적 구성 요소의 이미지를 생성하는 과정.

신경염증: 중추신경계(CNS) 내 염증 반응으로, 주로 미세아교세포와 성상세포의 활성화를 수반합니다. 이 과정은 감염, 외상성 뇌손상, 독성 대사산물, 자가면역 질환 등 다양한 요인에 의해 유발될 수 있습니다.

파킨슨병(PD): 다음을 특징으로 하는 신경퇴행성 질환: (a) 흑질의 도파민 신경세포 손실과 관련된 휴식성 진전, 운동감속, 강직, 자세 불안정 등 운동 관련(운동) 증상; (b) 불안, 우울증, 무관심, 환각, 변비, 기립성 저혈압, 수면 장애, 후각감퇴/후각상실, 인지 장애 등 비운동 증상.

사전 형성 섬유소(PFF): 특정 조건 하에서 배양하여 응집된 변형 섬유소를 생성하는 재조합 단량체 단백질(예: 알파-시누클레인).

진행성 초핵성 마비(PSP): 비정형 파킨슨 증후군 범주에 속하는 신경퇴행성 질환이다. PSP의 전형적 증상으로는 보행, 균형, 안구 운동, 삼킴 장애가 포함된다. 이러한 운동 증상 외에도 행동 변화 및 실행 기능 장애와 같은 비운동 증상도 흔히 나타난다. PSP의 유병률은 다양하며, 10만 명당 1.4명에서 8.3명 사이로 추정됩니다 (Ichikawa-Escamilla, 2024).

단백질병증: 단백질 구조 이상 질환 또는 단백질 변형 질환이라고도 하며, 특정 단백질이 구조적으로 비정상적으로 변해 독성을 띠거나 정상 기능을 상실하는 질환군입니다.

단백질 응집체: 잘못 접힌 단백질들이 엉킨 실타래처럼 세포 내부 또는 주변에 뭉쳐진 덩어리.

반응성 성상세포: 중추신경계의 병리적 상태에 대한 반응으로 다양한 분자 상태 중 하나를 취하는 성상세포를 포괄하는 용어이며, '반응성 성상세포증식'의 일부로 정의된다. Escartin 등 (Escartin, 2021)의 합의 성명서에서정의됨 .

반응성 미세아교세포: 특정 상태에 반응하거나 대응하는 미세아교세포. Paolicelli 등 (Paolicelli, 2022)이 권장하지 않는 용어인 "활성화된" 미세아교세포 대신제안한 명칭으로 , 미세아교세포가 건강 및 질병 상태에서 다양한 "반응성 상태"를 가질 수 있음을 강조한다.

시공간 패턴: 공간적 요소와 시간적 요소를 모두 지닌 패턴.

타우(Tau): 뇌 내 뉴런의 안정성과 기능 유지에 핵심적인 역할을 하는 단백질. 주로 뉴런에서 발견되며, 세포 골격의 일부인 미세소관을 안정화시킵니다. 미세소관은 세포 형태 유지, 세포 내 수송 가능성, 세포 분열 촉진에 필수적입니다. 타우의 과인산화는 다양한 신경퇴행성 질환에서 관찰되며, 비정상적으로 인산화된 분자들은 타우가 미세소관으로부터 분리되도록 유도한다. 이렇게 분리된 타우 단백질들은 응집하여 불용성 섬유소인 신경섬유 엉킴(neurofibrillary tangles)을 형성할 수 있다. 타우 응집에 의해 영향을 받는 질환을 타우병증이라고 하며, 알츠하이머병, 진행성 초핵성 마비, 전두측두엽 치매(FTD), 피질기저부 퇴행 등이 포함됩니다.

43kDa의 전사 활성 반응 DNA 결합 단백질(TDP-43): RNA 처리 조절에 관여하는 TARDBP 유전자에 의해 암호화되는 고도로 보존된 핵 RNA/DNA 결합 단백질입니다.