My Bio Stories

[신경 쓰이는 생물학 이야기] 뇌 없는 동물로 뇌 질환 연구하기: 예쁜꼬마선충을 이용한 알츠하이머성 신경퇴행 연구

알츠하이머병(AD; alzheimer’s disease)은 뇌내 Amyloid beta의 plaque 및 fibrillated tau 단백질이 축적됨에 따라 신경세포가 퇴행하여 (neurodegeneration) 뇌의 위축 및 기능부전을 유발하는 질병이다. 즉, 알츠하이머병은 뇌에서 발병하여 뇌에서 진행되는 질병이다. 그런데 뇌가 없는 종류의 동물을 모델로 사용하여 AD의 기전을 연구하기도 한다(?!).

그 한 예로, 알츠하이머 초기증상에 대한 주제로 수행되고 있는 미국 NIH의 다년간 대형 연구과제 중 하나인 P01 project 하나를 소개하고자 한다. 이 프로젝트의 PI는 아칸소 주립 의과학대학의 Sue Tilton Griffin 교수가 총괄하고 동 대학의 Robert Schmookler-Reis 교수 등이 참여하는 공동 프로젝트다. (계속 보기)

[신경 쓰이는 생물학 이야기] 크론병 치료제로 파킨슨병 치료하기?

이번에는 지난번에 다루었던 어려운(...) ‘말초염증에 의한 뇌염증 유발 및 신경교세포의 내재면역기억'...에 관한 네이처 논문¹과도 연결될 만한 주제로, 최근 JAMA Nerology 저널에 대규모의 코호트 추적조사를 통한 연구 논문이 발표되어서² 신경 쓰이는 김에 한 번 다루어 보고자 한다.

파킨슨병은, 뇌내 흑질(substantia nigra) 부위의 도파민 신경이 손상되는 것이 주요 증상이며, 그 과정에서 뇌염증(neuroinflammation)이 관찰된다. 또한 이 뇌염증은 궤양성 대장염(ulcerative colitis)이나 크론병(Crohn disease) 등을 포함한 염증성 장질환(IBD; inflammatory bowel disease)에 의한 전신염증반응(systemic inflammatory response)과 연관되어 있다는 것이 임상적으로 알려져 있다. 이 연구에서는 그러한 사실들을 이용하여, IBD에 의한 전신염증반응을 억제할 경우 뇌염증으로 인한 파킨슨병을 예방 또는 치료할 수 있을 것이라는 가설에 입각하여 환자들에 대한 Medicaid 및 건강보험 기록을 빅 데이터 분석에 의한 통계적 검증을 해 보았다. (계속 읽기)

[신경 쓰이는 생물학 이야기] 뇌는 면역도 기억한다?

동물의 면역반응은 크게 진화적으로 원시적이라고 하는 내재면역(또는 선천면역; innate immunity)과 고등동물에만 있다는 적응면역(adaptive immunity)으로 나뉜다. 첫째, 내재면역은 단핵구(monocyte), 대식세포(macrophage), 자연살해세포(NK cell), 비만세포(mast cell) 등등의 여러 면역세포들이 담당하며 뇌에서는 미세아교세포(microglia) 및 성상교세포(또는 별아교세포; astrocyte)가 그 역할을 대신하고 있다. 둘째, 적응면역의 경우는 소위 ‘면역’ 하면 ‘이거다~!’ 하고 잘 알려져 있는 T림프구 B림프구 등이 담당하고 있다. (계속 읽기)

표본 크기(n값) 산출의 중요성.

image from: xkcd.com

조금 전, 학교 전산실에서 "통계 표본크기 산출" 주제의 세미나를 듣고 왔다.

???: "요즘 high IF journal에 논문 섭미션할때 그냥 p-value만 들이대면 리뷰오고 통계로 까이고 그러면 리젝받고. 그러면서도 리뷰어에게 허벌나게 치욕적 비난받고 낮은 IF 저널에 냅니다. 온코타겟을 살"(...)

결국 관건은, 통계 검정력을 위한 표본 숫자를 정확하게 계산해서 제시해야 논문 피어 리뷰어도 납득할거라는 얘기인듯 하다. 최근 들어 의학 및 심리학 논문들에서 재현성 위기 (https://en.wikipedia.org/wiki/Replication_crisis) 때문에 엄청 난리였는데, 잘못된 통계 검증 때문에 연구 자체의 유의성이 잘못 설정되어 실제로 그 연구들을 다시 수행해 보았을 경우 재현성이 나오지 않는 경우가 엄청 많았다고 한다. 특히 생물학의 경우 조사 대상의 약 80% 가까이 다른 논문의 방법을 따라했을 경우 결과 재현에 실패한 경험이 있고, 약 60%의 연구자는 심지어 본인의 실험 재현에도 실패한 적이 있다고 하더라(...).

그 이유로 생각해볼 만한 것이, 통계적 연관성이 인과성을 대표하지 않기 때문에 외부 조건에 따라 다른 결과가 나올 경우도 있겠지만, 많은 경우 통계적 계산을 잘못 적용하거나 너무 약한 통계검정을 사용하여 잘못된 통계치를 근거로 유의성을 주장했기 때문인 것으로 보인다.

그래서 요즘같은 경우에는 p-value (귀무가설이 참일 경우에도 이를 기각하는 결과가 나타날 확률) 만으로는 부족하고, 통계적 검정력 및 그에 입각한 표본 갯수 설정 과정도 요구하는 저널이 많아지고 있다. 앞으로 이에 대해 많이 공부해야 할듯 하다.

[Sample size 결정을 위한 effect size 결정]

Cohen's d : 표준화된 효과크기=실제 효과크기/표준편차
＜0.4: 작은 효과크기
0.4-0.7: 중간 효과크기
＞0.7: 큰 효과크기

여기서 G-Power 라는 프로그램이 실험군당 표본 수 결정을 계산하는 데 도움이 된다고 한다. (https://en.wikipedia.org/wiki/G*Power)

참고:
https://cs.kaist.ac.kr/colloquium/files/20161031.pdf

[신경 쓰이는 생물학 이야기] 미세아교세포, “시냅스, 먹는건가? 우걱우걱”

미세아교세포(microglia)는 뇌에서 중추신경의 면역반응을 담당하고 있으며, 신경발생 과정에서 시냅스 가지치기(synaptic pruning) 역할 또한 담당하고 있다. 이러한 가지치기 기능이 망가지면 불필요하게 많은 미성숙 시냅스들만 가득가득해져서 신경이 제대로 기능하지 못하게 된다. 현재로서는 시냅스 가지치기 과정은 미세아교세포가 대식작용(phagocytosis)을 통해 불필요한 시냅스를 먹어버림으로써 이루어진다고 알려져 있긴 하지만, 지금까지의 연구는 모두 간접적으로만 확인했을 뿐이고 이를 직접적으로 보여준 적은 없었다.
(계속 읽기)

[신경 쓰이는 생물학 이야기] 배고프면 덜 아프다?

이제부터 당분간 브릭(BRIC; Biological Research Information Center)에 글을 연재하기로 했다. 2주 간격으로 약 두 달 정도 글을 업로드할 예정이다. 첫 번째 주제는 hunger signal 과 염증성 만성통증 사이의 경쟁관계를 밝혀낸 논문에 관한 뉴스를 작성해 보았다.

통증은, 우리 몸으로 하여금 부상으로부터 자기 자신을 지키게 하는, 진화적으로 필수적인 반응이라고 할 수 있다.......(계속 읽기)