精神疾患の診断のためのメンタレクソ的アプローチ

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Med. Hypotheses.2020 May;143:109823. S0306-9877(20)30360-1. doi: 10.1016/j.mehy.2020.109823.Epub 2020-05-12.

精神疾患の診断のためのメンタレクソ的アプローチ

Mentalexo approach for diagnosis of psychiatric disorders.

Ahmet Topuzoğlu
Can Ilgın

PMID: 32460206 DOI: 10.1016/j.mehy.2020.109823.

抄録

はじめに:

精神疾患は社会に大きな負担と障害をもたらしています。液体生検は、スクリーニングプログラム、診断、予後層別化、治療モニター化のための強力な機会を提供します。これまでの液体生検の研究は、適切なスクリーニング方法がなく、主にいくつかの悪性腫瘍に焦点を当てていましたが、このアプローチは、中枢神経系疾患の疾患負担を軽減するためにも大きな可能性を秘めています。中枢神経系疾患の診断には、生化学的・機能的な情報を、緊密に包まれたコンパートメントから受け取る方法がないことが主な制約となっています。

INTRODUCTION: Psychiatric disorders cause a high burden of disease and disability for the society. Liquid biopsies provide potent opportunities for screening programs, diagnosis, prognostic stratification and treatment monitorization. Previously, the liquid biopsy studies were mainly focused on the several malignancies without proper screen methods, but this approach has also a strong potential for decreasing disease burden in CNS pathologies. The main restriction for the diagnosis of CNS diseases is the lack of the methods to receive biochemical/functional information form a tightly enveloped compartment.

考え方・理論:

本提案では、中枢神経系（CNS）細胞由来のエクソソームを検出することで、迅速かつ安価な診断プラットフォームの開発を目指しています。本研究では、精神疾患に特異的で感度の高いセンサーデバイスの開発を目指し、メンテナンスコストを最小限に抑えることを目的としています。

THE HYPOTHESIS/THEORY: In this proposal, we aim to develop a fast and cheap diagnostic platform based on the detection of exosomes originating from the central nervous system (CNS) cells. We intended to develop a sensor device with minimum maintenance costs, which is highly specific and sensitive for psychiatric diseases.

ヒプソシス/アイデアの検証:

本提案の背景を説明するために、まず液体生検の概念とその精神疾患への応用について概説した。次に、細胞外小胞(EV)の検出方法について、従来からの方法と新規の方法を紹介した。さらに、中枢神経系に由来するエクソソームの検出法とその内容を解析する方法について検討した。また、EVの検出と可視化のためのイメージング技術についても概説した。

EVALUATION OF THE HYPOTHESIS/IDEA: In order to give background information for our proposal; we began with reviewing the concept of liquid biopsies and adaptation of this concept for psychiatric disorders. Then we discussed the conventional and novel methods for the detection of extracellular vesicles (EV). Furthermore, we discussed the detection of exosomes originating from central nervous system and methods analyzing the content of the EVs. Additionally, we reviewed the imaging techniques for detection and visualization of EVs.

帝国データ:

我々は、インシリコ研究ツール（MetaCore™バージョン6.37、Clarivate Analytics、ExoCartaデータベース）を用いて、適切な疾患特異的エクソソソームマーカーを検出しました。我々は、EVの免疫捕捉と抗体共役蛍光体を用いた表面抗原の検出に基づいたEV検出のためのデザインを提案した。また、パスウェイネットワーク、RDOCマトリックス、エクソソソームデータベースなどのバイオインフォマティクス手法を用いて、エクソソソーム抗原の検出チャネルを増やすデザインを提案しました。本研究では、この手法をうつ病や依存症に応用し、適切なエクソソームマーカーの探索を行った。

EMPIRICAL DATA: We used in silico research tools (MetaCore™ version 6.37, Clarivate Analytics, and ExoCarta database) to detect appropriate disease specific exosomal markers. We proposed our design for the detection of EVs based on the immune-capture of EVs and detection of surface antigens via the antibody conjugated fluorophores. We also proposed a design to increase the channels for detection of exosomal antigens by using bioinformatics methods, including pathway networks, RDOC matrices and exosome databases which we called "Mentalexo" approach. We applied this approach on depression and addiction disorders in order to find appropriate exosomal markers.

研究開発の結果と考察:

本提案は、精神疾患におけるエクソソームの検出に焦点を当てた新しい診断装置の構想に貢献できるものと考えています。

CONSEQUENCES OF THE HYPOTHESIS AND DISCUSSION: We believe that our proposal may contribute to the conception of new diagnostic devices focusing on the detection of exosomes in psychiatric conditions.