miR206とmiR423-3pの急速進行性および緩徐進行性筋萎縮性側索硬化症患者における調節の差異

本論文は2024年の「Neuromolecular Medicine」誌に掲載され、タイトルは「miR206と423-3pの急速進行性および緩徐進行性筋萎縮性側索硬化症（ALS）患者における調節の差異」です。著者はAntonio Musarò、Gabriella Dobrowolny、Chiara Cambieri、Laura Libonati、Federica Moret、Irene Casola、Gaia Laurenzi、Matteo Garibaldi、Maurizio InghilleriおよびMarco Ceccantiで、主にイタリアのローマにあるSapienza University of Romeとその関連機関に所属しています。

研究背景

筋萎縮性側索硬化症（ALS）は、上位および下位運動ニューロンの神経変性を特徴とする稀な神経筋疾患で、通常診断後3年以内に死亡し、5年生存率は20-25%、20年生存率は約5%です。効果的なバイオマーカーの開発に多大な努力が払われてきましたが、ALSの多くの側面はまだ不明です。これまでのところ、臨床実践において完全に信頼でき、代替不可能な診断および予後バイオマーカーはありません。他の神経変性疾患とは異なり、ALSの急速な進行と前症状モデル（アルツハイマー病の軽度認知障害など）の欠如により、信頼できるバイオマーカーの探索はさらに困難です。

検討されるバイオマーカー

脳脊髄液と比較して、血液中のNFLレベルは良好な感度を示していますが、多くの場合、特にALS様の状態では特異性の問題が残っています。その他の要因の中で、マイクロRNA（microRNA、miRNA）の研究が広く注目を集めています。miRNAは保存された非コード性の一本鎖短RNA配列で、遺伝子発現の転写後調節において重要な役割を果たし、組織特異性を持っています。

研究目的

本研究の主な目的は、特定のmiRNAと臨床および神経生理学的スコアの関係を評価し、ALSの進行の独立または依存的な予測因子としてのそれらの役割を探ることです。

研究方法

サンプル選択

研究では、イタリアのローマのSapienza University of Romeの稀少神経筋疾患センターから45名のALS確定診断患者を選択しました。患者は入院後6ヶ月以内のALS Functional Rating Scale-Revised（ALSFRS-R）の変化率（進行指数）に基づいて22名の急速進行群と23名の緩徐進行群に分類され、ベースラインALSFRS-Rスコア、年齢、発症タイプ（脊髄または延髄発症）に関してバランスが取られました。

臨床および実験データの収集

ベースラインと6ヶ月後のフォローアップ時に、各患者の発症から診断までの期間、ALSFRS-Rスコア、上肢および下肢のMedical Research Council（MRC）スコア、右足底および左尺骨神経の複合筋活動電位（CMAP）、努力性肺活量（FVC）、血清クレアチンキナーゼ（CK）レベルが記録されました。すべての上記変数の月間変化は、進行傾斜を計算することで評価されました。

miRNAの抽出およびリアルタイム分析

Qiagen社のmiRNeasy Serum/Plasma Kitを使用して200μLの血清から循環miRNAを抽出し、相対定量のために抽出過程で1.43μLのSpike-in Kitを添加しました。その後、Mircury® LNA® RT Kitを使用して逆転写を行い、QuantStudio™ 7 Flex Real-Time PCR Systemを用いて定量PCRを実施しました。各miRNAの相対レベルは、相対発現量の2−ΔΔCT法を用いて計算し報告されました。

データ分析

独立サンプルのt検定を用いて急速進行群と緩徐進行群間の個々のmiRNAレベルの差異を評価し、Pearson係数および曲線推定モデルを回帰分析に、ROC曲線を急速進行群と緩徐進行群を区別する最適なmiRNAカットオフ値の計算に使用しました。データ分析にはIBM SPSSバージョン27.0を使用し、統計的有意性はp < 0.05に設定されました。

研究結果

急速進行群と緩徐進行群は年齢、性別、ベースラインALSFRS-Rスコアなどの点でバランスが取れていました。両群の患者の月間ALSFRS-R進行指数、MRCスコアの変化、FVCなどに有意な差が見られました。miR206レベルは急速進行群で緩徐進行群よりも有意に高く、miR423-3pは緩徐進行群でMRCスコアの進行指数と負の相関を示しました。

miR206レベル

急速進行群では、miR206レベルが緩徐進行群よりも有意に高く、一定の感度と特異性を示しました。調整後、高いmiR206レベルと早期診断の患者が急速な進行率と関連していることが分かりました。

miR423-3pレベル

高いmiR423-3pレベルは、緩徐なMRC進行と独立して関連しており、つまり良好な予後を示しています。miR423-3pはBIMタンパク質を下方制御することが証明されており、このBIMは抗アポトーシスタンパク質で、緩徐進行ALSマウスモデルで下方制御されていることが示されており、BIM介在の運動ニューロンアポトーシスを抑制する保護作用を持つ可能性があることを示唆しています。

結論

これらのデータは、特定のmiRNAがALSの予後因子として機能する可能性があることを示し、病因と適応メカニズム、および可能な分子標的に関するいくつかの手がかりを提供しています。miR206レベルの増加とmiR423-3pレベルの減少は、ALS患者の急速な進行と関連しています。これらのmiRNAがALSのバイオマーカーとして、臨床実践に重要な価値をもたらす可能性があります。