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SCOPUS
Alzheimer’s disease (AD) is an incurable neurodegenerative disease, the precise cause of which remains unclear. Identifying the characteristic symptoms at the early stages of disease can provide clues to the cause of AD. Olfactory dysfunction, which is reported beginning in the mild cognitive impairment stage, is one of the most prevalent early symptoms of AD. However, precisely how the olfactory nervous system plays a role in the progression of olfactory dysfunction in AD has been overlooked. I have investigated the accumulation of soluble amyloid-β (Aβ) proteins in the primary olfactory system and the effect thereof, given that Aβ accumulation is the most typical early pathological symptom in AD patients. Considering that the primary olfactory system is the first neural component of olfactory signaling, I hypothesized that the features of the primary olfactory system may be involved in the progression of AD pathology, which may induce olfactory dysfunction in the early stages of disease. First, I identified that olfactory dysfunction result in partial anosmia early in the pathogenesis of AD. The abnormality was indicated by region-specific Aβ accumulation in the primary olfactory system. Next, I illustrated that multimodal damage using postmortem tissue from AD patients, including morphological alterations with Aβ accumulation concomitant with microgliosis and neurotransmitter deficits, was influenced by region-specific degeneration, even in the human olfactory glomerulus. Finally, based on these findings, I identified soluble Aβ from the olfactory epithelium in the nasal discharge, which could be used to predict cognitive decline in AD patients. Taken together, the results show that soluble Aβ, which accumulates in a region-specific manner in the primary olfactory nervous system, can be measured as a sign of olfactory neurodegeneration, which induces olfactory dysfunction in AD. Furthermore, I suggest that the primary olfactory nervous system can mirror and predict pathological mechanisms in the onset stage of AD.|본 논문은 알츠하이머 병의 초기에 흔히 나타나는 증상인 후각 장애의 특징과 원인에 대한 연구이다. 알츠하이머 병은 원인이 명확하지 않고 치료약이 전무하여, 병의 시작단계에서 나타나는 증상의 특징과 원인을 파악하는 것은 알츠하이머 병의 치료와 원인 규명에 단서를 제공할 수 있다. 후각 장애는 알츠하이머 발병 이전의 경도 인지 장애 단계서부터 보고되지만, 알츠하이머 병의 진행이 후각 손상에 미치는 영향과 그 특성에 대하여 후각 신경계가 어떤 역할을 하는지는 명확하지 않다. 본 논문은 수용성 베타-아밀로이드의 축적이 알츠하이머 환자에게서 관찰할 수 있는 일반적인 초기 병리학적 증상이라는 점에 착안하여 후각 신호처리의 첫번째 회로인 일차 후각 경로 내부의 베타-아밀로이드 단백질의 축적과, 그것이 후각 장애에 미치는 영향을 조사했다. 첫번째로, 후각장애가 알츠하이머 병의 초기 병리발생 단계에서 후각저하증으로 나타나는 것을 확인했다. 또한 이 증상은 일부 향에 특이적임을 관찰했다. 이러한 부분 후각 저하증은 일차 후각 신경계 내부에서 신경재생-사멸의 재구성이 활발한 영역-특이적으로 축적된 베타-아밀로이드와 연관성이 있음을 확인했다. 다음으로, 알츠하이머 병 환자 사후 조직 내부에서도 일차 후각신경계의 신경 접합부에서 영역 특이적 베타-아밀로이드의 축적과 베타-아밀로이드의 영향을 받는 마이크로글리아의 활성화 및 신경전달물질 결손을 포함한 조직 내 병변과 구조 손상을 확인했다. 더 나아가, 후각 상피에서 관찰할 수 있는 수용성 베타-아밀로이드의 존재를 바탕으로 알츠하이머 병 환자의 인지 저하를 예측할 수 있는 콧물 내 베타-아밀로이드의 유형을 확인함과 더불어 콧물 내 단백질 조성의 변화를 동정했다. 본 논문의 결과를 바탕으로 일차 후각 신경계 내부 영역 특이적으로 축적되는 수용성 베타-아밀로이드는 후각 신경계에 의존적인 신경퇴화의 징후임을 나타내며, 이는 알츠하이머 병의 후각 기능 장애를 유도한다. 더불어 일차 후각 신경계는 알츠하이머 병 시작 단계의 병리학적 기전을 반영할 수 있음을 시사한다.
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