CADASIL(Cerebral Autosomal Dominant Arteriopathy with Subcortical Infarcts and Leukoencephalopathy)은 뇌의 작은 혈관에 영향을 미쳐 다양한 신경학적 증상을 유발하는 희귀한 유전성 질환이다. 가장 흔한 증상은 비정상적인 대뇌 백질 형태와 백질 뇌증이며, 뇌 허혈, 인지장애, 정서불안, 편두통, 뇌졸중 등도 자주 나타난다. CADASIL을 진단하는 가장 좋은 방법은 NOTCH3 돌연변이에 대한 유전자 검사지만, 유전자 검사가 항상 가능한 것은 아니며 모든 CADASIL 환자가 병원성 NOTCH3 돌연변이를 가지고 있는 것은 아니다. 따라서 CADASIL의 진단과 치료에 도움을 줄 수 있는 혈액 기반 바이오마커 발굴 연구가 필요하다.
본 연구는 CADASIL 환자의 혈장 단백질 분석을 통해 진단 및 모니터링을 위한 바이오마커를 발굴하고, CADASIL 환자의 질병 관리 및 치료에 대한 근거를 제공하여 삶의 질 향상에 기여하는 것을 목표로 한다. 건강한 대조군과 뇌졸중 환자 그룹을 포함한 세 가지 그룹(각 그룹당 남성 5명, 여성 5명, 총 10명)의 유사한 연령(67±12.5세)을 가진 대상자로부터 혈장 샘플을 수집하였다. Multi Affinity Removal System Human 14 (MARS14) column (100 x 4.6 mm, Agilent Technology, Palo Alto, CA, USA)을 사용하여 수집한 혈장 샘플에서 상위 14개의 고농도 혈장 단백질을 제거하고, column에서 제거되지 않은 나머지 혈장 단백질을 이용하여 전처리를 진행하였다. Suspension Trap(S-Trap) 방법으로 정제된 단백질을 trypsin/LysC를 이용하여 37℃에서 16시간 동안 소화시켰다. Dionex UltiMate 3000 RSLCnano 시스템 (Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, USA)과 Q Exactive HF-X 질량분석기 (Thermo Fisher Scientific)를 사용하여 전처리가 완료된 샘플을 분석하였고, Proteome Discoverer (Thermo Fisher Scientific, ver 2.3) 및 Sequest HT 알고리즘을 갖춘 소프트웨어를 사용하여 1,902개의 혈장 단백질에 대한 스펙트럼을 획득하여 정량적 분석을 수행하였다. 이를 통해, 각 그룹에 대한 정량적 및 정성적 정보를 추출하고 차별적으로 발현된 단백질 (differentially expressed proteins, DEPs)을 확인하였다. 또한 주성분 분석, 벤 다이어그램 분석 및 volcano plot 분석을 통해 추가적인 통계 결과를 도출하였고, DEP 정보를 이용한 gene ontology (GO) 분석을 통해 후보 경로를 분석하였다. 이를 토대로 본 연구에서 밝혀진 잠재적인 CADASIL 혈장 바이오마커와 그동안의 연구에서 밝혀진 잠재적 바이오마커의 발현 결과를 비교했다. 그 결과, 이전 연구와 차별적으로 발현된 잠재적 바이오 마커로는 small glutamine-rich tetratricopeptide repeat-containing protein alpha (SGTA)와 Treacle protein (TCOF1)이 있다. SGTA는 두 군에 비해 CADASIL 환자에서 유의하게 증가한 반면, TCOF1은 감소하는 경향을 보였다. 이러한 단백질 후보는 추가 검증 연구와 함께 환자 혈장을 사용하여 CADASIL 관리 및 치료에 활용될 수 있으며 CADASIL 환자의 관리 및 치료에 기여할 것으로 기대된다.