핵의학

  • [Eur J Nucl Med Mol Imaging.] Temporal trajectories of in vivo tau and amyloid-β accumulation in Alzheimer's disease

    [Eur J Nucl Med Mol Imaging.] Temporal trajectories of in vivo tau and amyloid-β accumulation in Alzheimer's disease 알츠하이머병 환자에서 시간에 따른 타우와 아밀로이드 축적변화

    연세의대 / 백민석, 조한나, 유영훈*, 류철형*

  • 출처
    Eur J Nucl Med Mol Imaging.
  • 등재일
    2020 Nov
  • 저널이슈번호
    47(12):2879-2886. doi: 10.1007/s00259-020-04773-3.
  • 내용

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    Abstract
    Purpose: To investigate the temporal trajectories of tau and amyloid-β (Aβ) accumulation in Alzheimer's disease (AD) by using the longitudinal positron emission tomography (PET) study.

    Methods: A total of 132 participants, who were healthy volunteers or recruited in our memory disorder clinic, completed longitudinal 18F-flortaucipir and 18F-florbetaben PET studies with a mean follow-up time of 2 years. Referencing baseline data from 57 Aβ-negative cognitively unimpaired individuals, Z-scores and their annual changes were calculated with the global cortical or regional standardized uptake value ratios measured at baseline and follow-up after correcting for partial volume effect. The temporal trajectories of tau and Aβ burden as a function of time were obtained based on the spline models from the annual changes and baseline Z-score data.

    Results: Tau burden first emerged in the Braak's stage I-II regions, followed by stage III-IV regions, and finally in the stage V-VI regions. Time intervals between two time points at which Z-score curves rose above 2 were 17.3 years for the stages I-II and III-IV and 15.2 years for the stages III-IV and V-VI. Rise in the tau curve for stages I-II preceded that for global cortical Aβ, while the rise in global cortical Aβ curve preceded that for global cortical tau. Aβ accumulation rate was attenuated during the surge in tau burden in the global cortex and reached a plateau.

    Conclusion: Sequential appearance of Aβ and tau accumulation supports a hypothetical dynamic biomarker model and Braak's hierarchical tau spreading model in AD.

     

     

    정상인 평균에서 2 standard deviation 이상 증가하는 것을 cut-off로 생각했을 때 amyloid-β는 16.2년 뒤에 유의미하게 늘어나기 시작해서 약 40여년 뒤에는 plateau에 도달하며, tau는 32.5년 뒤부터 유의미한 수준 이상으로 증가하기 시작해서 지속적으로 증가하는 패턴의 trajectory를 보이고 있다.

     

     

    Affiliations

    Min Seok Baek  1 , Hanna Cho  1 , Hye Sun Lee  2 , Jae Yong Choi  3   4 , Jae Hoon Lee  3 , Young Hoon Ryu  5 , Myung Sik Lee  1 , Chul Hyoung Lyoo  6
    1 Department of Neurology, Gangnam Severance Hospital, Yonsei University College of Medicine, Seoul, South Korea.
    2 Biostatistics Collaboration Unit, Yonsei University College of Medicine, Seoul, South Korea.
    3 Department of Nuclear Medicine, Gangnam Severance Hospital, Yonsei University College of Medicine, Seoul, South Korea.
    4 Division of RI-Convergence Research, Korea Institute Radiological and Medical Sciences, Seoul, South Korea.
    5 Department of Nuclear Medicine, Gangnam Severance Hospital, Yonsei University College of Medicine, Seoul, South Korea. ryuyh@yuhs.ac.
    6 Department of Neurology, Gangnam Severance Hospital, Yonsei University College of Medicine, Seoul, South Korea. lyoochel@yuhs.ac.

  • 키워드
    18F-flortaucipir; Alzheimer’s disease; Positron emission tomography; Tau.
  • 연구소개
    amyloid-β와 tau는 인지기능이 감소되기 전부터 대뇌피질 특정 부위에서 축적되기 시작한다. 특히 amyloid-β는 연구에 따라 다르지만 정상인 평균에서 2 standard deviation 이상으로 대뇌피질에 축적되기까지 짧게는 8년 길게는 19년 정도의 기간이 필요하고 알츠하이머병의 단계가 치매로 발전하는 시기부터는 증가가 둔화되어 plateau에 도달하는 것으로 알려져 있지만, tau가 축적되는 양상은 아직 알려지지 않았다. 본 연구에서는 amyloid-β, tau PET을 약 2년 정도의 간격을 두고 시행하여 두 가지 단백이 뇌 내에 축적되는 trajectory를 구했다. 그 결과 amyloid-β는 약 16.2년 뒤부터 정상인 평균에서 2 standard deviation 이상으로 증가하고 이후 급격히 증가하여 약 40여년 정도 뒤에는 plateau에 이르게 되고, tau는 약 32.4년 뒤부터 2 standard deviation 이상으로 증가하고 관찰할 수 있는 범위 내에서는 plateau에 도달하지 않는 것을 볼 수 있었다. 특히 entorhinal cortex를 포함하는 tau stage I-II 영역에서는 amyloid-β보다 약 3년 정도 빨리 tau가 나타났고 이어서 tau stage III-IV, V-VI 영역에서는 각각 약 15년 이상의 간격으로 tau가 축적되는 것을 관찰했다. 본 연구를 통해 기존에 알려져 있었던 알츠하이머병에서 amyloid-β와 tau가 축적되는 모델이 실제 전향적 amyloid-β, tau PET을 통해 증명했으며, 예상보다 훨씬 긴 기간에 걸쳐 병이 진행하는 것을 알 수 있었다.
  • 편집위원

    장기간 일어나는 퇴행성뇌질환의 바이오마커 관점에서의 변화를 추적하고 규명한 좋은 연구입니다.

    2021-01-05 16:53:48

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