パーキンソン病の初期とみなされるCSFタンパク質

ジョアナ・カルヴァーリョ博士 | 著 2018年11月6日

パーキンソン病の診断バイオマーカーの可能性があると考えられていた脳脊髄液中のタンパク質は、疾患の初期段階では堅牢性と再現性に欠けるため、この役割を果たすことができないことが研究で判明した。

この研究「パーキンソン病の早期診断のための潜在的なバイオマーカーとしての脳脊髄液タンパク質の評価」は、PLOS Oneに掲載されました。

パーキンソン病は慢性かつ進行性の神経変性疾患であり、主に運動制御を司る脳の領域である黒質におけるドーパミン作動性ニューロンの段階的な喪失によって引き起こされます。 通常、運動症状の存在に基づいて診断されますが、パーキンソン病の初期段階では、運動症状が病気の原因であると判断するのが難しい場合があります。

これまでの研究では、脳と脊髄を循環する脳脊髄液（CSF）中の特定のタンパク質が、病気の初期シグナルまたはバイオマーカーとして機能し、診断を支援する可能性があることが示唆されている。 しかし、CSFタンパク質が臨床現場でパーキンソン病のバイオマーカーとして完全に検証されたことはありません。

ベルギー、ドイツ、英国の研究者らは、パーキンソン病の早期診断の潜在的なバイオマーカーとして提案されている15種類のCSFタンパク質の適合性をテストした。

調査されたタンパク質のパネルは、β-アミロイド (Aβ40 および Aβ42)、α-シヌクレイン (α-syn)、タウ (p-Tau および t-Tau)、ニューロフィラメント軽鎖 (NFL)、インターロイキン 6 (IL-6)、プロテイン デグリカーゼ (DJ-1)、S100β (カルシウム結合タンパク質)、オステオポンチン (OPN)、高移動度グループ ボックス 1 (HMGB1)、ユビキチン カルボキシル末端エステラーゼ L1 (UCHL1)、Fms 関連チロシン キナーゼ 3 リガンド ( FLT3LG)、マトリックスメタロプロテイナーゼ 2 (MMP2)、およびアポリポタンパク質 AI (ApoA1)。

研究者らは、初期段階の疾患を有する80人の患者と対照となる80人の健康な人からなるグループにおいて、これらのCSFタンパク質のレベルを測定することから始めた。 試験した15種類のCSFタンパク質のうち、α-syn、DJ-1、Aβ42、S100β、p-タウ、t-タウの6種類が患者間で著しく調節不全であった。

「Aβ42、t-タウ、p-タウ、α-syn、DJ-1は対照と比較して初期臨床PD[パーキンソン病]患者で減少していましたが、S100βレベルは初期臨床PD患者で増加していました」と研究者らは書いている。

これらの候補を確認するために、研究者らは次に、進行したパーキンソン病患者30人と健康な対照者30人の独立したグループで同じ検査を実施した。 ここで、β-アミロイドの一種であるAβ42は、対照と比較してパーキンソン病患者においてそのレベルが著しく異なっていた、つまり有意に低かった唯一のCSFタンパク質であった。

「PD患者のCSFサンプル中のAβ42レベルの低下が最近報告されており、それが信頼できる候補である可能性を示唆している。しかし、今回の研究では…分析の結果、この潜在的なマーカーは診断目的には適していないことが示された」と研究者らは書いている。

最後に、これらのマーカーの組み合わせによって初期のパーキンソン病患者と健常者を区別できるかどうかを評価するために、アルゴリズムに基づく機械学習アプローチを使用して、病気の診断を改善する可能性のあるマーカーを特定しました。 このモデルに基づいて、α-syn、S100β、および UCHL1 を含む一連のマーカーが有望な候補として同定されました。

「このモデルは、α-syn が PD の特徴的なタンパク質として特徴づけられ、神経変性の進行とその​​後の運動障害に密接に関与しているという文献で発表された研究結果と一致していますが、S100β は、PD のマーカーの可能性があると考えられています。」神経変性を伴う」と研究者らは書いている。 しかし、患者と対照の2番目のグループでは「決定木は確認できなかった」。

「後期PDコホートで同定された、現在提案されているPD診断用のタンパク質CSFマーカーは、(…)PDの初期臨床段階に適用した場合、堅牢性と再現性に欠けている」と研究者らは付け加えた。

研究者らは、バイオマーカー同定への代替アプローチを模索するEU-BIOMARKAPDプロジェクトを含むさらなる取り組みが、早期パーキンソン病の臨床診断や疾患モニタリングのための潜在的なタンパク質CSFバイオマーカーの開発を支援する可能性があると考えている。