Dr Gwenn Smith, Johns Hopkins University School of Medicine, USA,  looked at the possibility that serotonin might provide a link between mood changes and cognition, thinking about late-life depression as a risk factor or part of  prodrome Alzheimer’s disease. In patients with late-life depression, scans showed a diffuse reduction in binding to the serotonin transporter, and a small increase in amyloid-β deposition (which was much smaller than that seen in mild cognitive impairment Alzheimer’s patients). There was a correlation between the reduction in serotonin transporter and poor performance on memory tests.

미국 존스 홉킨스 의과대학의 그웬 스미스(Gwenn Smith) 박사는 세로토닌이 기분 변화와 인지기능 간의 연관성을 제공할 가능성에 주목하며, 노년기 우울증을 전구 단계 알츠하이머병의 위험 요인 또는 일부 증상으로 지목했습니다. 노년기 우울증 환자들의 스캔 결과를 살펴보면 세로토닌 수송체에 대한 결합이 분산되어 감소하고, 아밀로이드 베타(amyloid-β) 축적량이 소폭 증가(알츠하이머병 환자의 경도 인지 장애에서 보이는 수준에 비해 훨씬 적은 증가량)하는 경향이 나타났습니다. 세로토닌 수송체 감소와 기억력 검사의 낮은 수행 점수 간에는 상관관계가 있었습니다.

The serotonin system may provide a link between mood symptoms and cognitive decline

세로토닌 시스템은 기분 증상과 인지 기능 저하 간의 연관성을 보여줍니다

In patients with early Alzheimer’s disease, localized deposition of Tau protein in the raphe appears to be an early pathological sign. In addition, the patterns of Tau deposition and reduction in the serotonin transporter map well onto one another. The presence of changes in the serotonin transporter also added to changes in levels of Tau protein and the presence of amyloid-β in predicting memory deficits in patients with Alzheimer’s disease. This was true not only at cross-sectional sampling of patients but also longitudinally, when reductions in the serotonin transporter were associated with worsening of episodic verbal memory over time. Dr Smith speculated that the serotonergic system may confer a vulnerability to cognitive changes through over-production of serotonin in the absence of the transporter, leading to oxidative stress following serotonin metabolism.

알츠하이머병 초기 환자들의 경우, 솔기핵(raphe) 내 타우 단백질(Tau protein)의 국소적인 축적이 초기 병리학적 징후로 나타나는 것으로 보입니다. 또한 타우 단백질 축적과 세로토닌 수송체 감소가 나타나는 뇌 위치들이 잘 겹쳐지는 패턴이 나타납니다. 알츠하이머병 환자들의 기억력 저하를 예측할 때, 세로토닌 수송체의 변화가 타우 단백질 수치 및 아밀로이드 베타 축적량의 변화에 추가되었습니다. 이는 환자들의 횡단연구뿐만 아니라 종단연구에서도 마찬가지로 사실로 나타났는데, 세로토닌 수송체 감소가 시간의 흐름에 따른 일화 언어 기억력(episodic verbal memory) 저하와 관련되어 있었습니다. 스미스 박사는 세로토닌 수송체가 없는 상황에서 세로토닌이 과잉 생성되고, 이어서 세로토닌 대사에 의한 산화적 스트레스가 초래되는 과정을 통해 세로토닌 시스템이 인지기능 변화 관련 취약성을 부여할 수 있다고 추측했습니다.

Prof John O’Brien, University of Cambridge, UK, discussed the Positron emission tomography (PET) of neuroinflammation and the Tau protein in Alzheimer’s disease. Patients were drawn from the NIMROD study (Neuroimaging of Inflammation in Memory and other Related Disorders), and had Alzheimer’s disease. The tracer PK 11195 binding was shown to increase in patients with mild cognitive impairment due to Alzheimer's disease, indicating that neuroinflammation (microglial activation) may be an early pathological change in this disorder.

영국 캠브리지대학교의 존 오브라이언(John O’Brien) 교수는 알츠하이머병 환자의 신경염증 및 타우 단백질을 검사하는 양전자방출 단층촬영술(PET)에 대해 발표했습니다. 기억력 및 기타 관련 장애에서의 염증에 대한 신경영상( Neuroimaging of Inflammation in Memory and other Related Disorders , NIMROD) 연구에 참여한 환자들 중 알츠하이머병 환자를 대상으로 연구를 진행했습니다. 알츠하이머병으로 인한 경도 인지 장애를 가진 환자들의 경우 표지자 PK 11195 결합이 증가했으며, 이는 신경 염증(소교세포 활성화)이 해당 장애 환자에게서 나타나는 초기 병리학적 변화일 수 있음을 나타냅니다.

Data from this study were also used to provide evidence for how Tau protein spreads throughout the brain. Measures of functional connectivity using resting state fMRI, indicated an association between Tau and the degree of connectivity of brain areas – the greater the number of connections between areas the greater the amount of Tau protein present. This result is consistent with a prion-like, transneuronal spread of Tau throughout the brain from the original ‘seeded’ area.

또한 이 연구의 데이터는 타우 단백질이 뇌 전체에 어떻게 퍼져나가는지에 대한 근거를 제시하기 위해서도 활용되었습니다. 휴지 상태 fMRI를 이용한 기능적 연결성 측정은 타우 단백질과 뇌 부위간 연결성 수준의 관련성을 보여주었으며, 부위간 연결성이 높을수록 타우 단백질 수가 많았습니다. 이 결과는 신경세포원 통과 확산(transneuronal spread)을 통하여 타우 단백질이 처음 생성된 부위로부터 뇌 전체로 퍼지는, 프리온 유사(prion-like) 방식과 동일한 방식입니다.

There is evidence that Tau protein shows a prion-like, transneuronal spread in the brain

타우 단백질은 뇌에서 프리온 유사 신경세포원 통과성으로 확산함을 보여주는 증거가 있습니다

Dr Masafumi Ihara,  National Cerebral and Cardiovascular Center, Japan, discussed models of vascular dementia and some possible approaches to its treatment. White-matter changes are a shared pathology across the various subtypes of vascular dementia, and white-matter hyperintensities contribute to the presentation of Alzheimer's disease. Prof Ihara is using hypoperfusion/ischaemic injury animal models of vascular dementia, which mirror well many of the changes seen in patients with vascular dementia. These several hypoperfusion models show good reproducibility of the white matter changes characterized by blood-brain barrier disruption, glial activation, oxidative stress, and oligodendrocyte loss following chronic cerebral hypoperfusion with or without ischemic stroke. Transgenic mice over-expressing the peptide hormone adrenomedullin showed facilitation of the recovery of cerebral blood flow following such ischaemic surgery. This recovery appeared to result from rich collateral growth from the arteries, and capillary outgrowth in the white matter. These changes restored and maintained white-matter integrity after the ischaemic injury, as well as preventing the development of behavioural deficits in working memory tasks. Professor Ihara stated that adrenomedullin is therefore a potential treatment for vascular dementia.

일본 국립순환기질환연구센터(National Cerebral and Cardiovascular Center)의 마사후미 이하라(Masafumi Ihara) 박사는 혈관성 치매 모델과 실현 가능한 몇 가지 치료 접근법에 관해 발표했습니다. 백질의 변화는 혈관성 치매의 여러 하위 유형에서 공통적으로 나타나는 병리학적 증상이며, 백질 과집중은 알츠하이머병의 발병 요인 중 하나입니다. 이하라 교수는 혈관성 치매 환자들에게서 발견되는 변화를 잘 반영한 혈관성 치매 저관류/허혈성 증상의 동물 모델을 활용했습니다. 이 몇 가지 저관류 모델은 허혈성 뇌졸중을 수반하거나 수반하지 않는 만성 대뇌 저관류에 따른 뇌혈류장벽의 손상, 교세포 활성화(glial activation), 산화적 스트레스, 희소돌기교세포(oligodendrocyte) 손실 등이 나타나는 백질의 변화를 제대로 재현했습니다. 펩타이드 호르몬인 adrenomedullin이 과다 발현된 형질 전환 쥐의 경우, 허혈성 수술 후 대뇌 혈류 회복이 촉진되었습니다. 이러한 회복은 동맥으로부터의 풍부한 측부 혈관 생성과 백질 내 모세혈관 생성으로 인해 가능한 것으로 보였습니다. 이러한 변화들로 인해 허혈성 손상 이후 백질의 온전성이 회복 및 유지되고, 작업 기억 능력 수행 시 행동 장애가 예방되었습니다. 이와 같은 결과를 바탕으로 이하라 교수는 adrenomedullin이 혈관성 치매의 잠재적 치료제가 될 수 있다고 말했습니다.

Emerging risks for the development of vascular dementia include infection and inflammation. In a cohort of patients following stroke, and in the general population, the presence of cnm+ S. mutans was strongly associated with cerebral microbleeds. In these populations, there were no overall effects of the presence of this bacterium on cognitive function, but there was a slight decline associated with its presence. As the collagen-binding protein cnm is specific to S. mutans, Prof Ihara proposed that this molecule could provide a target for immunotherapy in vascular dementia in the future.

감염과 염증이 혈관성 치매 발병의 위험 요인으로 새롭게 주목되고 있습니다. 뇌졸중을 겪은 코호트 및 일반 집단 모두에게서 구강미생물(cnm+ S. mutans)의 존재 여부는 대뇌 미세출혈과 밀접한 관련이 있었습니다. 이 인구집단에서  해당 미생물의 존재가 인지 기능에 전반적으로 미치는 영향을 없었으나, 이 미생물의 존재가 인지 기능의 소폭 감퇴와 관련성이 있었습니다. 콜라겐 결합 단백질인 cnm은 뮤탄스균(S. mutans)에만 특이적으로 있는 물질이므로, 이하라 교수는 이 분자가 향후 혈관성 치매의 면역 요법 치료에서 표적이 될 수 있다고 제안했습니다.

Bacterial infection may prove a treatment target for vascular dementia in the future

세균성 감염이 향후 혈관성 치매의 치료 표적이 될 수 있습니다

Professor Hochang Benjamin Lee,Yale University School, USA,  introduced the concept of using cardiovascular conditions as a way to study late-life stress and mood symptoms. Surgery is a common late-life stress, and coronary artery bypass graft (CABG) is the most common cardiac surgery. Delirium occurs in about 20–30% of patients following CABG. It was found that age, pre-operative depression and mild cognitive impairment were all independent predictors of the incidence and severity of post-CABG delirium. Therefore these factors may be useful in screening patients before surgery to estimate risk of delirium.

미국 예일대학교 호창 벤자민 리(Hochang Benjamin Lee) 교수는 노년기 스트레스 및 기분 증상에 관한 연구 방법으로 심혈관 상태를 이용하는 개념을 소개했습니다.  수술은 노년기 스트레스의 흔한 원인이며, 관상동맥 우회술(CABG)은 가장 흔한 심장 질환 수술입니다. 관상동맥 우회술을 받은 환자 중 약 20~30%는 섬망을 경험합니다. 연령, 수술 전 우울증, 경도 인지 장애는 모두 관상동맥 우회술 후 섬망의 발생 및 중증도의 독립적 예측 인자로 나타났습니다. 따라서 이 요인들은 수술 전 환자의 섬망 발생 위험도를 예측하기 위한 스크리닝에 활용될 수 있습니다.

Chronic cerebral hypoperfusion is a risk factor for cognitive decline

만성적인 대뇌 관류저하는 인지기능 저하의 위험 요인입니다

Chronic cerebral hypoperfusion is a risk factor for cognitive decline. Patients with heart failure show a reduction in cerebral blood flow, alongside high rates of cognitive impairment and an increased risk of dementia. In patients who received a left-ventricular assist device, their cognitive scores improved substantially after surgery, which may have resulted from the increased cerebral blood flow. Thus, improving blood flow, as well as general well being may be ways to counteract cognitive impairment in the elderly.

만성 대뇌 관류저하는 인지기능 저하의 위험 요인입니다. 심부전 환자들은 대뇌 혈류가 감소하고, 동시에 인지기능 장애 확률과 치매 발병 위험도가 증가합니다. 좌심실 보조 장치를 장착한 환자들은 수술 후 인지 기능 점수가 대폭 향상되었으며, 이는 대뇌 혈류가 증가한 덕분인 것으로 보입니다. 따라서 전반적인 웰빙뿐만 아니라 혈류 개선이 노인들의 인지 장애에 대응하는 방안이 될 수 있습니다.