Níl bithmharcóirí próitéine ag galar Alzheimer (AD) a léiríonn a phaitifiseolaíocht bhunúsach iolrach, rud a chuireann bac ar dhul chun cinn diagnóis agus cóireála. Anseo, bainimid úsáid as próitéamaíocht chuimsitheach chun bithmharcóirí sreabhach cerebrospinal (CSF) a aithint a léiríonn raon leathan paiteolaíochta AD. D'aithin mais-speictriméadracht ilphléacs thart ar 3,500 agus thart ar 12,000 próitéin in AD CSF agus san inchinn, faoi seach. Réitigh an anailís líonra ar phróitéam na hinchinne 44 modúl bithéagsúlachta, agus forluí 15 acu sin leis an próitéama sreabhán cerebrospinal. Tá na marcóirí AD CSF sna modúil forluiteacha seo fillte i gcúig ghrúpa próitéine, a léiríonn próisis phaitfhiseolaíocha éagsúla. Laghdaíonn na synapses agus na meitibilítí san inchinn AD, ach méadaíonn an CSF, agus méadaíonn an myelination glial-saibhir agus grúpaí imdhíonachta san inchinn agus CSF. Deimhníodh comhsheasmhacht agus sainiúlacht galair na n-athruithe painéil i níos mó ná 500 sampla breise CSF. D'aithin na grúpaí seo freisin foghrúpaí bitheolaíocha in AD asymptomatic. Tríd is tríd, is céim dhearfach iad na torthaí seo i dtreo uirlisí bithmharcála gréasán-bhunaithe le haghaidh feidhmeanna cliniciúla in AD.
Is é galar Alzheimer (AD) an chúis is coitianta le néaltrú neurodegenerative ar fud an domhain agus tá sé tréithrithe ag raon leathan de mhífheidhm córais bhitheolaíocha, lena n-áirítear tarchur synaptic, díolúine glial-idirghabhála, agus meitibileacht mitochondrial (1-3). Mar sin féin, díríonn a bhithmharcóirí próitéine seanbhunaithe ar phróitéin amyloid agus tau a bhrath, agus mar sin ní féidir leo an paiteolaíocht éagsúil seo a léiriú. Áirítear leis na bithmharcóirí próitéine “croílárnacha” seo a thomhaistear go hiontaofa i sreabhán cerebrospinal (CSF) (i) peptide béite amyloid 1-42 (Aβ1-42), a léiríonn foirmiú plaiceanna cortical amyloid; (ii) tau iomlán, comhartha degeneration axon; (iii) phospho-tau (p-tau), ionadaí de hyperphosphorylation tau paiteolaíocha (4-7). Cé gur chuidigh na bithmharcóirí sreabhán cerebrospinal seo go mór lenár mbrath ar ghalair próitéin AD “marcáilte” (4-7), ní léiríonn siad ach cuid bheag den bhitheolaíocht chasta taobh thiar den ghalar.
Is iomaí dúshlán a tháinig as an easpa éagsúlachta pathafiseolaíoch ar bhithmharcóirí AD, lena n-áirítear (i) an neamhábaltacht chun ilchineálacht bhitheolaíoch othar AD a aithint agus a chainníochtú, (ii) tomhas neamhleor ar dhéine agus ar dhul chun cinn an ghalair, go háirithe sa chéim réamhchliniciúil, Agus ( iii) forbairt drugaí teiripeacha ar theip orthu gach gné de mheath néareolaíoch a réiteach go hiomlán. Ní dhéantar ach na fadhbanna seo níos measa nuair a bhraithimid ar phaiteolaíocht shuntasach chun cur síos a dhéanamh ar AD ó ghalair ghaolmhara. Léiríonn fianaise níos mó agus níos mó go bhfuil níos mó ná tréith phaiteolaíoch amháin de mheath cognaíocha ag an chuid is mó de dhaoine scothaosta le néaltrú (8). Tá galar soithíoch, cuimsiú TDP-43, nó galair degenerative eile (9) ag suas le 90% nó níos mó de dhaoine aonair a bhfuil paiteolaíocht AD orthu freisin. Chuir na comhréireanna arda seo de fhorluí paiteolaíochta isteach ar ár gcreat diagnóiseach reatha don néaltrú, agus tá gá le sainmhíniú pathfiseolaíoch níos cuimsithí ar an ngalar.
I bhfianaise an ghá práinneach le héagsúlacht bithmharcóirí AD, tá an modh “omics” bunaithe ar an gcóras foriomlán chun bithmharcóirí a aimsiú níos mó agus níos mó ag baint leis an réimse sin. Seoladh an Chomhpháirtíocht Luathaithe Cógaisíochta (AMP)-AD in 2014 agus tá sé ar thús cadhnaíochta sa chlár. Tá sé mar aidhm ag an iarracht ildisciplíneach seo ag na hInstitiúidí Náisiúnta Sláinte, an saol acadúil, agus an tionscal úsáid a bhaint as straitéisí bunaithe ar chórais chun paiteolaíocht AD a shainiú níos fearr agus straitéisí anailíse agus cóireála diagnóiseacha bithéagsúlachta a fhorbairt (10). Mar chuid den tionscadal seo, tá próitéamaíocht líonra ina huirlis a bhfuil gealladh fúthu chun bithmharcóirí córas-bhunaithe a chur chun cinn in AD. Eagraíonn an cur chuige neamhchlaonta sonraí-tiomáinte seo tacair sonraí próitéamaíochta casta ina ngrúpaí nó ina “modúil” de phróitéiní comh-léirithe a bhfuil baint acu le cineálacha cille sonracha, orgánailéil agus feidhmeanna bitheolaíocha (11-13). Rinneadh beagnach 12 staidéar próitéamaíocha líonra ar mhórán faisnéise ar an inchinn AD (13-23). Tríd is tríd, léiríonn na hanailísí seo go gcoimeádann proteome líonra inchinn AD eagraíocht modúlach an-chaomhnaithe i gcohóirt neamhspleácha agus i réigiúin cortical iolracha. Ina theannta sin, léiríonn cuid de na modúil seo athruithe in-atáirgthe i raidhse AD a bhaineann le AD thar thacair sonraí, rud a léiríonn paiteolaíocht na ngalar iolrach. I dteannta a chéile, léiríonn na torthaí seo pointe ancaire geallta chun próitéam líonra na hinchinne a aimsiú mar bhithmharcóir córas-bhunaithe in AD.
Chun proteome líonra inchinn AD a athrú go bithmharcóirí córas-bhunaithe atá úsáideach go cliniciúil, chomhcheangaileamar an líonra díorthaithe inchinne leis an anailís próitéamaíche ar AD CSF. Mar thoradh ar an gcur chuige comhtháite seo aithníodh cúig thacar gealladh fúthu de bhithmharcóirí CSF a bhfuil baint acu le raon leathan paiteolaíochta inchinn-bhunaithe, lena n-áirítear synapses, soithigh fola, myelination, athlasadh, agus mífheidhmiú bealaí meitibileach. D’éirigh linn na painéil bhithmharcála seo a bhailíochtú trí anailísí iolracha macasamhlaithe, lena n-áirítear níos mó ná 500 sampla CSF ó ghalair néar-mheathlúcháin éagsúla. Áirítear leis na hanailísí bailíochtaithe seo scrúdú a dhéanamh ar spriocanna grúpa sa CSF d’othair a bhfuil AD asymptomatic (AsymAD) acu nó fianaise a thaispeáint ar charnadh neamhghnácha amyloid i dtimpeallacht chognaíoch gnáth. Leagann na hanailísí seo béim ar an ilchineálacht shuntasach bhitheolaíoch sa daonra AsymAD agus sainaithnítear marcóirí painéil a d'fhéadfadh daoine aonair a fho-chlóscríobh sna céimeanna is luaithe den ghalar. Tríd is tríd, is céim lárnach iad na torthaí seo i bhforbairt uirlisí bithmharcála próitéine bunaithe ar chórais iolracha ar féidir leo go leor de na dúshláin chliniciúla atá roimh AD a réiteach go rathúil.
Is é príomhchuspóir an staidéir seo bithmharcóirí sreabhán cerebrospinal nua a aithint a léiríonn paiteolaíocht inchinn-bhunaithe éagsúla as a dtagann AD. Imlíníonn Fíor S1 ár modheolaíocht taighde, lena n-áirítear (i) anailís chuimsitheach arna tiomáint ag réamhthorthaí AD CSF agus an próitéamaí inchinn líonra chun bithmharcóirí galair CSF iolracha a bhaineann le hinchinne a aithint, agus (ii) macasamhlú ina dhiaidh sin Tá na bithmharcóirí seo i roinnt neamhspleácha cerebrospinal. cohóirt sreabhach. Cuireadh tús leis an taighde atá dírithe ar fhionnachtain le hanailís ar léiriú difreálach CSF i 20 duine aonair gnáthchognaíoch agus 20 othar AD ag Ionad Taighde Emory Goizueta Galar Alzheimer (ADRC). Sainmhínítear diagnóis AD mar lagú cognaíocha suntasach i láthair íseal Aβ1-42 agus leibhéil ardaithe de tau iomlán agus p-tau sa sreabhach cerebrospinal [Meanmheasúnú Cognaíocha Montreal (MoCA), 13.8 ± 7.0] [ELISA (ELISA (ELISA). )]] (Tábla S1A). Bhí gnáthleibhéil bithmharcóirí CSF ag an rialú (meán MoCA, 26.7 ± 2.2).
Tá raon dinimiciúil raidhse próitéine tréithrithe ag CSF daonna, inar féidir le albaimin agus próitéiní an-fhlúirseach eile cosc a chur ar phróitéiní leasa a bhrath (24). Chun cur le doimhneacht na fionnachtana próitéine, bhain muid an chéad 14 próitéiní an-flúirseach ó gach sampla CSF roimh mais-speictriméadracht (MS) anailís (24). D’aithin MS 39,805 peiptíd san iomlán, a mapáladh go 3691 próitéam i 40 sampla. Déantar cainníochtú próitéine trí lipéadú iolrach mais-chlib (TMT) (18, 25). D'fhonn na sonraí a bhí in easnamh a réiteach, níor chuireamar san áireamh ach na próitéiní sin a bhí cainníochtaithe i 50% ar a laghad de na samplaí san anailís ina dhiaidh sin, rud a rinne cainníochtú ar deireadh le 2875 próitéamaí. Mar gheall ar an difríocht shuntasach i leibhéil raidhse próitéin iomlán, measadh go staitistiúil sampla rialaithe mar asluiteach (13) agus níor áiríodh san anailís ina dhiaidh sin. Coigeartaíodh luachanna raidhse na 39 sampla eile de réir aoise, inscne, agus comhathraitheas baisc (13-15, 17, 18, 20, 26).
Ag baint úsáide as anailís t-tástála staitistiúil chun léiriú difreálach ar an tacar sonraí aischéimnithí a mheas, d'aithin an anailís seo próitéiní a raibh a leibhéil raidhse athraithe go suntasach (P <0.05) idir na cásanna rialaithe agus AD (Tábla S2A). Mar a thaispeántar i bhFíor 1A, laghdaíodh go mór an raidhse de 225 próitéin san iomlán in AD, agus méadaíodh go suntasach an raidhse de 303 próitéin. Áirítear leis na próitéiní sainráite difreálach seo roinnt marcóirí AD sreabhán cerebrospinal a aithníodh roimhe seo, mar shampla tau próitéine a bhaineann le microtubule (MAPT; P = 3.52 × 10−8), neurofilament (NEFL; P = 6.56 × 10−3), Próitéin a bhaineann le fás 43 (GAP43; P = 1.46 × 10−5), Próitéin Ceangailteacha Aigéad Sailleacha 3 (FABP3; P = 2.00 × 10−5), Chitinase 3 cosúil le 1 (CHI3L1; P = 4.44 × 10−6), Neural Granulin (NRGN; P = 3.43 × 10−4) agus fachtóir fáis nerve VGF (VGF; P = 4.83 × 10−3) (4-6). Mar sin féin, d'aithníomar spriocanna an-tábhachtacha eile freisin, mar shampla inhibitor dissociation OTI 1 (GDI1; P = 1.54 × 10-10) agus ceangailteach cailciam modúlach a bhaineann le SPARC 1 (SMOC1; P = 6.93 × 10-9). Léirigh anailís Géine Ontology (GO) ar 225 próitéin laghdaithe go suntasach naisc dhlútha le próisis sreabhán coirp mar mheitibileacht stéaróideach, téachtadh fola, agus gníomhaíocht hormóin (Fíor 1B agus Tábla S2B). I gcodarsnacht leis sin, tá dlúthbhaint ag próitéin méadaithe suntasach 303 le struchtúr cille agus meitibileacht fuinnimh.
(A) Taispeánann an plota bolcán an t-athrú fillte log2 (x-ais) i gcoibhneas leis an luach P staidrimh -log10 (y-ais) a fhaightear ag an tástáil t, a úsáidtear chun léiriú difreálach a bhrath idir an rialú (CT) agus Cásanna AD den phroteome CSF As gach próitéin. Taispeántar próitéiní le leibhéil laghdaithe go suntasach (P <0.05) in AD i gorm, agus taispeántar próitéiní le leibhéil méadaithe go mór i ngalar i dearg. Tá an próitéin roghnaithe lipéadaithe. (B) Tá na téarmaí barr GO a bhaineann le próitéin laghdaithe go suntasach (gorm) agus méadaithe (dearg) in AD. Taispeánann sé na trí théarma GO a bhfuil na z-scóir is airde acu i réimsí próisis bhitheolaíocha, feidhmeanna móilíneacha agus comhpháirteanna ceallacha. (C) Thomhais MS leibhéal MAPT sa sampla CSF (ar chlé) agus a chomhghaol le leibhéal samplach ELISA tau (ar dheis). Taispeántar comhéifeacht comhghaolaithe Pearson leis an luach P ábhartha. De bharr easpa sonraí ELISA do chás AD amháin, áirítear sna figiúirí sin luachanna do 38 de na 39 cás a ndearnadh anailís orthu. (D) Anailís braisle maoirsithe (P <0.0001, Benjamini-Hochberg (BH) coigeartaithe P <0.01) ar an rialú agus AD CSF fuair samplaí ag baint úsáide as na 65 próitéiní is suntasaí athraithe sa tacar sonraí. Caighdeánaigh, normalaigh.
Tá dlúthbhaint ag leibhéal próitéamaíoch MAPT leis an leibhéal ELISA tau arna thomhas go neamhspleách (r = 0.78, P = 7.8 × 10-9; Fíor 1C), ag tacú le bailíocht ár dtomhais MS. Tar éis díleá trypsin ag leibhéal na próitéine réamhtheachtaithe amyloid (APP), ní féidir na peptides isoform-shonracha atá mapáilte chuig an gcríochfort C de Aβ1-40 agus Aβ1-42 a ianú go héifeachtach (27, 28). Dá bhrí sin, níl aon bhaint ag na peptídí APP a d'aithin muid le leibhéil ELISA Aβ1-42. D’fhonn léiriú difreálach gach cáis a mheas, d’úsáideamar próitéiní a cuireadh in iúl go difreálach le P <0.0001 [ráta fionnachtana bréagach (FDR) ceartaithe P <0.01] chun anailís bhraisle maoirsithe a dhéanamh ar na samplaí (Tábla S2A). Mar a léirítear i bhFíor 1D, is féidir leis na 65 próitéin an-suntasach seo samplaí a chnuasach i gceart de réir staid an ghalair, ach amháin cás AD amháin le tréithe cosúil le rialú. As na 65 próitéin seo, mhéadaigh 63 in AD, agus níor tháinig laghdú ach ar dhá cheann (CD74 agus ISLR). San iomlán, d'aithin na hanailísí sreabhán cerebrospinal seo na céadta próitéin in AD a d'fhéadfadh feidhmiú mar bhithmharcóirí galair.
Ansin rinneamar anailís líonra neamhspleách ar proteome inchinn AD. Áiríodh le cohórt inchinn an fhionnachtana seo cortex réamhbhabhtach dorsolateral (DLPFC) ó smacht (n = 10), galar Parkinson (PD; n = 10), cásanna measctha AD/PD (n = 10) agus AD (n = 10). ) Sampla. Emery Goizueta ADRC. Tá cur síos déanta cheana ar dhéimeagrafaic an 40 cás seo (25) agus tá achoimre orthu i dTábla S1B. D’úsáideamar TMT-MS chun anailís a dhéanamh ar na 40 fíochán inchinne seo agus an cohórt macasamhlaithe de 27 cás. San iomlán, tháirg an dá thacar sonraí inchinn seo 227,121 peptídí uathúla, a mapáladh go 12,943 próitéamaí (25). Níor áiríodh ach na próitéiní sin a cainníochtaíodh i 50% ar a laghad de chásanna in imscrúduithe ina dhiaidh sin. Tá 8817 próitéin chainníochtaithe sa tacar sonraí fionnachtana deiridh. Coigeartaigh leibhéil flúirse próitéine bunaithe ar aois, inscne, agus eatramh iarbháis (PMI). Léirigh an anailís léirithe difreálach ar an tacar sonraí tar éis aischéimnithí go raibh >2000 leibhéal próitéin athraithe go suntasach [P <0.05, anailís ar athraithis (ANOVA)] in dhá chohórt galair nó níos mó. Ansin, rinneamar anailís braisle maoirsithe bunaithe ar na próitéiní a cuireadh in iúl go difreálach, agus P <0.0001 i gcomparáidí AD/rialaithe agus/nó AD/PD (Fíor S2, A agus B, Tábla S2C). Léiríonn na 165 próitéin ard-athraithe seo go soiléir cásanna le paiteolaíocht AD ó na samplaí rialaithe agus PD, ag deimhniú na n-athruithe láidre AD-shonracha sa phróitéam iomlán.
D’úsáideamar ansin algartam ar a dtugtar Anailís Líonra Comhléirithe Géine Ualaithe (WGCNA) chun anailís líonra a dhéanamh ar phróitéamaí na hinchinne a aimsíodh, a eagraíonn an tacar sonraí i modúil próitéine le patrúin slonn comhchosúla (11-13). D'aithin an anailís próitéiní comh-léirithe 44 modúil (M), a shórtáil agus a uimhriú ó na próitéiní is mó (M1, n = 1821) go dtí an ceann is lú (M44, n = 34 próitéin) (Fíor 2A agus Tábla S2D). Mar a luadh thuas (13) Ríomh próifíl léirithe ionadaíoch nó próitéin tréith gach modúl, agus é a chomhghaolú le staid an ghalair agus paiteolaíocht AD, is é sin, bunaigh comhghuaillíocht Chlárlann Galar Alzheimer (CERAD) agus Scór Braak (Fíor 2B). Ar an iomlán, bhí baint shuntasach ag modúil 17 le neuropathology AD (P <0.05). Tá go leor de na modúil seo a bhaineann le galair saibhir freisin i marcóirí cineál-shonracha cille (Fíor 2B). Mar a luadh thuas (13), déantar saibhriú cineál cille a chinneadh trí anailís a dhéanamh ar fhorluí an mhodúil agus ar an liosta tagartha de ghéinte cineál-shonracha cille. Díorthaítear na géinte seo ó shonraí foilsithe i néaróin aonraithe luiche, cealla endothelial agus glial. RNA seicheamhú (RNA-seq) turgnamh (29).
(A) Faigh amach WGCNA próitéama na hinchinne. (B) anailís midcorrelation dé-mheáchain (BiCor) ar an próitéin sínithe modúlach (an chéad chomhpháirt mhór de léiriú próitéin modúlach) le tréithe neuropathological AD (barr), lena n-áirítear CERAD (plaic Aβ) agus Braak (tau tangles) scóir. Léirítear déine na gcomhghaolta dearfacha (dearg) agus diúltacha (gorm) le léarscáil teasa dhá dhath, agus léiríonn réiltíní tábhacht staitistiúil (P <0.05). Bain úsáid as Tástáil Bheacht Iascach Hipirgeiméadrach (FET) (bun) chun comhlachas cineál cille gach modúl próitéine a mheas. Léiríonn déine an scáthú dearg an méid saibhrithe cineál cille, agus léiríonn an réiltín tábhacht staitistiúil (P <0.05). Úsáid an modh BH chun an luach P a dhíorthaítear ón FET a cheartú. (C) anailís GO ar phróitéiní modúlach. Taispeántar na próisis bhitheolaíocha is dlúithe a bhaineann le gach modúl nó grúpa modúl gaolmhar. oligo, oligodendrocyte.
Léirigh sraith de chúig mhodúl astrocyte agus microglia-saibhir a bhaineann go dlúth (M30, M29, M18, M24, agus M5) comhghaol láidir dearfach le neuropathology AD (Fíor 2B). Nascann anailís ontology na modúil glial seo le fás cille, iomadú, agus díolúine (Fíor 2C agus Tábla S2E). Tá dhá mhodúl glial breise, M8 agus M22, uasrialaithe go láidir freisin maidir le galair. Tá baint mhór ag M8 leis an gcosán gabhdóra atá cosúil le Dola, easghluaiseachta comharthaíochta a bhfuil ról lárnach aige sa fhreagra imdhíonachta dúchasach (30). Ag an am céanna, tá dlúthbhaint ag M22 le modhnú iar-aistriúcháin. Léiríonn M2, atá saibhir i oligodendrocytes, comhghaol dearfach láidir le paiteolaíocht AD agus nasc ontological le sintéis nucleoside agus macasamhlú DNA, rud a léiríonn iomadú cille feabhsaithe i galair. Tríd is tríd, tacaíonn na torthaí an t-ingearchló modúil glial go bhfuil muid faoi deara roimhe seo sa líonra AD proteome (13, 17). Faightear faoi láthair go léiríonn go leor modúil glial a bhaineann le AD sa líonra leibhéil léirithe níos ísle i gcásanna rialaithe agus PD, ag cur béime ar a sainiúlacht galair atá ardaithe in AD (Fíor S2C).
Níl ach ceithre mhodúl inár proteome líonra (M1, M3, M10, agus M32) comhghaolú diúltach go láidir le paiteolaíocht AD (P <0.05) (Fíor 2, B agus C). Tá M1 agus M3 araon saibhir i marcóirí néaróin. Tá baint mhór ag M1 le comharthaí synaptic, agus tá dlúthbhaint ag M3 le feidhm miteachondrial. Níl aon fhianaise ar shaibhriú cineál cille do M10 agus M32. Léiríonn M32 an nasc idir M3 agus meitibileacht cille, agus tá baint mhór ag M10 le fás cille agus feidhm microtubule. I gcomparáid le AD, méadaítear rialú agus PD ar na ceithre mhodúl, rud a thugann athruithe AD a bhaineann go sonrach le galair (Fíor S2C). Tríd is tríd, tacaíonn na torthaí seo leis an raidhse laghdaithe de mhodúil néaróin-saibhir a thugamar faoi deara roimhe seo in AD (13, 17). Go hachomair, tháirg an anailís líonra ar phróitéama na hinchinne a fuaireamar amach modúil AD-athraíodh go sonrach i gcomhréir lenár dtorthaí roimhe seo.
Tá céim luath asymptomatic (AsymAD) mar thréith ag AD, ina léiríonn daoine aonair carnadh amyloid gan meath chognaíoch cliniciúil (5, 31). Léiríonn an chéim asymptomatic seo fuinneog ríthábhachtach do bhrath agus idirghabháil luath. Tá sé léirithe againn roimhe seo caomhnú modúlach láidir AsymAD agus AD proteome líonra inchinn ar fud tacair sonraí neamhspleácha (13, 17). Chun a chinntiú go bhfuil líonra na hinchinne a fuaireamar faoi láthair comhsheasmhach leis na torthaí roimhe seo, rinneamar anailís ar chaomhnú 44 modúl sa tacar sonraí macasamhlaithe ó 27 eagraíocht DLPFC. Áirítear ar na heagraíochtaí seo cásanna rialaithe (n = 10), AsymAD (n = 8 ) agus AD (n = 9). Áiríodh samplaí rialaithe agus AD san anailís ar ár gcohórt inchinn fionnachtana (Tábla S1B), agus ní raibh cásanna AsymAD uathúil ach amháin sa chohórt macasamhlaithe. Tháinig na cásanna AsymAD seo freisin ó bhanc inchinn Emory Goizueta ADRC. Cé go raibh cognaíocht gnáth ag am an bháis, bhí leibhéil amyloid thar a bheith ard (CERAD meánach, 2.8 ± 0.5) (Tábla S1B).
Mar thoradh ar anailís TMT-MS ar na 27 fíochán inchinne seo rinneadh cainníochtú 11,244 próitéamaí. Ní áirítear sa chomhaireamh deiridh seo ach na próitéiní sin atá cainníochtaithe i 50% ar a laghad de na samplaí. Tá 8638 (98.0%) de na 8817 próitéin a braitheadh inár n-anailís inchinne fionnachtana sa tacar sonraí macasamhlaithe seo, agus tá beagnach 3000 próitéin athraithe go suntasach idir na cohóirt rialaithe agus AD (P <0.05, tar éis tástáil péireáilte t Tukey le haghaidh anailíse ar athraitheacht) ( Tábla S2F). I measc na bpróitéiní seo a cuireadh in iúl go difreálach, léirigh 910 athruithe suntasacha leibhéal idir AD agus cásanna rialaithe próitéamaí inchinn (P <0.05, tar éis t-tástáil péireáilte ANOVA Tukey). Is fiú a thabhairt faoi deara go bhfuil na 910 marcóirí seo an-chomhsheasmhach i dtreo an athraithe idir próitéamaí (r = 0.94, P <1.0 × 10-200) (Fíor S3A). I measc na próitéiní méadaithe, is iad na próitéiní leis na hathruithe is comhsheasmhaí idir tacair sonraí go príomha baill de na modúil glial-saibhir M5 agus M18 (MDK, COL25A1, MAPT, NTN1, SMOC1, agus GFAP). I measc na próitéiní laghdaithe, bhí iad siúd a raibh na hathruithe is comhsheasmhaí acu beagnach go hiomlán ina mbaill den mhodúl M1 (NPTX2, VGF, agus RPH3A) a bhaineann leis an synapse. D’fhíoraíomar a thuilleadh na hathruithe a bhain le AD ar mheánchistin (MDK), CD44, próitéin 1 a bhaineann le frizzled secreted (SFRP1) agus VGF trí bhlotáil an iarthair (Fíor S3B). Léirigh anailís ar chaomhnú modúil go raibh thart ar 80% de na modúil próitéine (34/44) i proteome na hinchinne caomhnaithe go suntasach sa tacar sonraí macasamhlú (z-scór> 1.96, ceartaithe FDR P <0.05) (Fíor S3C). Cuireadh ceithre cinn déag de na modúil seo in áirithe go speisialta idir an dá phróitéam (z-scór> 10, ceartaithe FDR P <1.0 × 10−23). Tríd is tríd, cuireann fionnachtain agus macasamhlú an ardleibhéil comhsheasmhachta i léiriú difreálach agus comhdhéanamh modúlach idir proteome na hinchinne béim ar in-atáirgtheacht na n-athruithe i bpróitéiní cortex tosaigh AD. Ina theannta sin, dheimhnigh sé freisin go bhfuil struchtúr líonra inchinne an-chosúil ag AsymAD agus galair níos forbartha.
Léiríonn anailís níos mionsonraithe ar an léiriú difreálach sa tacar sonraí macasamhlú inchinn an méid suntasach na n-athruithe próitéine AsymAD, lena n-áirítear iomlán de 151 próitéiní athraithe go suntasach idir AsymAD agus an rialú (P <0.05) (Fíor S3D). Ag teacht leis an ualach amyloid, tháinig méadú suntasach ar APP san inchinn AsymAD agus AD. Ní athraíonn MAPT ach go suntasach in AD, atá ag teacht le leibhéil mhéadaithe tangles agus a chomhghaolmhaireacht aitheanta le meath cognaíocha (5, 7). Léirítear go mór na modúil glial-saibhir (M5 agus M18) sna próitéiní méadaithe in AsymAD, agus is é an modúl M1 a bhaineann le néaróin an ceann is ionadaí de na próitéiní laghdaithe in AsymAD. Léiríonn go leor de na marcóirí AsymAD seo athruithe níos mó ar ghalair siomptómacha. I measc na marcóirí seo tá SMOC1, próitéin glial a bhaineann le M18, a bhaineann le siadaí inchinn agus forbairt na súl agus na géaga (32). Is fachtóir fáis ceangailteach heparin é MDK a bhaineann le fás cille agus angiogenesis (33), ball eile de M18. I gcomparáid leis an ngrúpa rialaithe, tháinig méadú suntasach ar AsymAD, agus tháinig méadú níos mó ar AD ina dhiaidh sin. I gcodarsnacht leis sin, laghdaíodh an próitéin synaptic neuropentraxin 2 (NPTX2) go suntasach san inchinn AsymAD. Bhí baint ag NPTX2 roimhe seo le neurodegeneration agus tá ról aitheanta aige in idirghabháil synapses excitatory (34). Tríd is tríd, léiríonn na torthaí seo éagsúlacht na n-athruithe próitéine réamhchliniciúla éagsúla in AD a bhfuil an chuma orthu go dtéann siad ar aghaidh le déine an ghalair.
Ós rud é go bhfuil doimhneacht shuntasach cuimsithe próitéine bainte amach againn maidir le fionnachtain próitéamaí na hinchinne, táimid ag iarraidh tuiscint níos iomláine a fháil ar a fhorluí leis an tras-scríbhinn AD ar leibhéal líonra. Mar sin, rinneamar comparáid idir an proteome inchinn a d'aimsigh muid leis an modúl a ghin muid roimhe seo ó thomhas microarray 18,204 géinte in AD (n = 308) agus rialú (n = 157) fíocháin DLPFC (13). forluiteach. San iomlán, shainaithnímid 20 modúl RNA éagsúla, agus léirigh go leor acu saibhriú cineálacha cille sonracha, lena n-áirítear néaróin, oligodendrocytes, astrocytes, agus microglia (Fíor 3A). Léirítear athruithe iolracha na modúl seo in AD i bhFíor 3B. Ag teacht lenár n-anailís forluí próitéin-RNA roimhe seo ag baint úsáide as an proteome MS neamhlipéadaithe níos doimhne (thart ar 3000 próitéin) (13), tá an chuid is mó de na modúil 44 sa líonra proteome inchinn a fuair muid sa líonra transcriptome Níl aon forluí suntasach ann Fiú amháin i Ar fhionnachtain agus ar mhacasamhlú na 34 modúl próitéine a choinnítear go mór i próitéóm na hinchinne, ní raibh ach 14 (~40%) a rith tástáil chruinn Fisher (FET) go raibh forluí suntasach staitistiúil acu leis an transcriptome (Fíor 3A). Ag luí le damáiste DNA a dheisiú (P-M25 agus P-M19), aistriúchán próitéine (P-M7 agus P-M20), ceangailteach/splicing RNA (P-M16 agus P-M21) agus díriú próitéine (P-M13 agus P- M23) forluí le modúil sa tras-scríbhinn. Dá bhrí sin, cé go n-úsáidtear tacar sonraí proteome níos doimhne san anailís forluí atá ann faoi láthair (13), níl an chuid is mó den proteome líonra AD mapáilte chuig an líonra transcriptome.
(A) Léiríonn Hypergeometric FET saibhriú marcóirí cineál-shonracha cille i modúl RNA an AD transcriptome (barr) agus an méid forluí idir na modúil RNA (x-ais) agus próitéin (y-ais) den inchinn AD. (bun). Léiríonn déine an scáthú dearg an méid saibhrithe de chineálacha cille sa phainéal barr agus déine forluí na modúil sa phainéal bun. Léiríonn réiltíní tábhacht staitistiúil (P <0.05). (B) An méid comhghaolmhaireachta idir géinte sainiúla gach modúl tras-scríbhinne agus stádas AD. Is iad na modúil ar chlé na cinn is diúltaí a chomhghaolaítear le AD (gorm), agus iad siúd ar dheis is mó a chomhghaolaítear le AD (dearg). Léiríonn an luach P BH-cheartaithe log-chlaochlaithe méid an suntais staitistiúla a bhaineann le gach comhghaol. (C) Modúil forluiteacha suntasacha le saibhriú cineál cille roinnte. (D) Anailís comhghaoil ar an athrú log2 huaire den phróitéin lipéadaithe (x-ais) agus RNA (y-ais) sa mhodúl forluiteach. Taispeántar comhéifeacht comhghaolaithe Pearson leis an luach P ábhartha. Micrimhilseogra, microglia; comhlachtaí celestial, astrocytes. CT, rialú.
Comhroinneann an chuid is mó de mhodúil próitéine agus RNA forluiteacha próifílí saibhrithe de chineál cille comhchosúla agus treoracha athraithe comhsheasmhacha AD (Fíor 3, B agus C). I bhfocail eile, tá an modúl M1 a bhaineann le synapse de phróitéam na hinchinne (PM1) mapáilte chuig trí mhodúl RNA homalógach néarónach-saibhir (R-M1, R-M9 agus R-M16), atá in AD Léirigh an dá cheann. leibhéal laghdaithe. Ar an gcaoi chéanna, forluíonn na modúil próitéine glial-saibhir M5 agus M18 le modúil RNA saibhir i astrocytes agus marcóirí microglial (R-M3, R-M7, agus R-M10) agus tá baint mhór acu le galair a mhéadú. Tacaíonn na gnéithe modúlacha roinnte seo idir an dá thacar sonraí leis an saibhriú cineál cille agus na hathruithe a bhaineann le galair a thugamar faoi deara i bpróitéamaí na hinchinne. Mar sin féin, thugamar faoi deara go leor difríochtaí suntasacha idir an RNA agus leibhéil próitéine na marcóirí aonair sna modúil roinnte seo. Léiríonn anailís chomhghaolaithe ar léiriú difreálach próitéamaíocht agus tras-trascríobh na móilíní laistigh de na modúil forluiteacha seo (Fíor 3D) an neamhréireacht seo. Mar shampla, léirigh APP agus roinnt próitéiní modúl glial eile (NTN1, MDK, COL25A1, ICAM1, agus SFRP1) méadú suntasach ar an proteome AD, ach ní raibh beagnach aon athrú ar an transcriptome AD. D’fhéadfadh go mbeadh dlúthbhaint ag na hathruithe próitéin-shonracha seo le plaiceanna amyloid (23, 35), ag cur béime ar an proteome mar fhoinse na n-athruithe paiteolaíocha, agus ní fhéadfaidh na hathruithe seo a léiriú sa transcriptome.
Tar éis anailís neamhspleách a dhéanamh ar phróitéamaí na hinchinne agus CSF a fuaireamar amach, rinneamar anailís chuimsitheach ar an dá thacar sonraí chun bithmharcóirí AD CSF a bhaineann le paiteolaíocht líonra na hinchinne a shainaithint. Ní mór dúinn forluí an dá phróitéam a shainiú ar dtús. Cé go nglactar leis go forleathan go léiríonn CSF athruithe neurochemical san inchinn AD (4), níl an méid cruinn forluí idir an inchinn AD agus an proteome CSF soiléir. Trí chomparáid a dhéanamh ar líon na dtáirgí géine roinnte a braitheadh inár dhá phróitéam, fuaireamar amach go ndearnadh beagnach 70% (n = 1936) de na próitéiní a aithníodh sa sreabhán cerebrospinal a chainníochtú san inchinn freisin (Fíor 4A). Tá an chuid is mó de na próitéiní forluiteacha seo (n = 1721) mapáilte ar cheann de 44 modúl comh-léirithe ón tacar sonraí inchinn fionnachtana (Fíor 4B). Mar a bheifí ag súil leis, léirigh na sé mhodúl inchinn is mó (M1 go M6) an méid is mó forluí CSF. Mar sin féin, tá modúil inchinn níos lú (mar shampla, M15 agus M29) a bhaint amach leibhéal ard forluí gan choinne, níos mó ná modúl inchinn dhá uair a mhéid. Spreagann sé seo sinn chun glacadh le modh níos mionsonraithe, faoi stiúir staitistiúil chun an forluí idir an inchinn agus sreabhán cerebrospinal a ríomh.
(A agus B) Forluíonn na próitéiní a bhraitear san inchinn fhionnachtana agus tacair sonraí CSF. Baineann an chuid is mó de na próitéiní forluiteacha seo le ceann de na 44 modúl comh-léirithe de líonra comh-léirithe na hinchinne. (C) Faigh amach an forluí idir an próitéam sreabhán cerebrospinal agus próitéama líonra na hinchinne. Léiríonn gach sraith den léarscáil teasa anailís forluí ar leith ar an FET hipeargeiméadrach. Léiríonn an tsraith uachtarach an forluí (scáthfhoghlaim liath/dubh) idir modúl na hinchinne agus an proteome CSF iomlán. Léiríonn an dara líne go bhfuil an forluí idir modúil inchinn agus próitéin CSF (scáthaithe i dearg) suas-rialaithe go suntasach in AD (P <0.05). Léiríonn an tríú sraith go bhfuil an forluí idir modúil inchinn agus próitéin CSF (scáthú gorm) síos go suntasach in AD (P <0.05). Úsáid an modh BH chun an luach P a dhíorthaítear ón FET a cheartú. (D) Painéal modúl fillte bunaithe ar chomhlachas cineál cille agus téarmaí GO gaolmhara. Tá iomlán de 271 próitéin a bhaineann le hinchinne sna painéil seo, a bhfuil léiriú brí difreálach acu sa phróitéam CSF.
Ag baint úsáide as FETanna aon-earrtha, rinneamar measúnú ar an tábhacht a bhaineann le forluí próitéine idir an proteome CSF agus modúil inchinne aonair. Léirigh an anailís go bhfuil forluí suntasacha staitistiúla ag modúil inchinn 14 san iomlán sa tacar sonraí CSF (FDR coigeartaithe P <0.05), agus modúl breise (M18) a bhfuil a forluí gar do shuntasacht (FDR coigeartaithe P = 0.06) (Fíor 4C). , sraith barr). Tá suim againn freisin i modúil a fhorluíonn go láidir le próitéiní CSF a chuirtear in iúl go difreálach. Dá bhrí sin, chuireamar dhá anailís FET breise i bhfeidhm chun a chinneadh cé acu de (i) próitéin CSF a méadaíodh go suntasach in AD agus (ii) laghdaíodh próitéin CSF go suntasach i modúil inchinn AD (P <0.05, tástáil t péireáilte AD/rialú) le forluí brí. eatarthu. Mar a léirítear sna sraitheanna lár agus bun i bhFíor 4C, léiríonn na hanailísí breise seo go bhfuil forluí suntasach ag 8 de na 44 modúl inchinne leis an bpróitéin a cuireadh leis in AD CSF (M12, M1, M2, M18, M5, M44, M33, agus M38). . ), cé nach léirigh ach dhá mhodúl (M6 agus M15) forluí brí leis an próitéin laghdaithe in AD CSF. De réir mar a bheifí ag súil leis, tá na 10 modúl ar fad sna 15 mhodúl leis an bhforluí is airde leis an proteome CSF. Mar sin, glacaimid leis gur foinsí ardtoraidh de bhithmharcóirí CSF AD inchinn-díorthaithe iad na 15 mhodúl seo.
Rinneamar na 15 modúl forluiteacha seo a fhilleadh i gcúig phainéal mór próitéine bunaithe ar a ngaireacht i léaráid crann WGCNA agus a gcomhlachas le cineálacha cille agus ontology géine (Fíor 4D). Sa chéad phainéal tá modúil atá saibhir i marcóirí néaróin agus próitéiní a bhaineann le synapse (M1 agus M12). Tá próitéiní 94 san iomlán sa phainéal synaptic, agus tá athrú suntasach tagtha ar na leibhéil sa proteome CSF, rud a fhágann gurb é an fhoinse is mó de mharcóirí CSF a bhaineann le hinchinn i measc na gcúig phainéal. Léirigh an dara grúpa (M6 agus M15) an dlúthcheangal le marcóirí cille endothelial agus corp soithíoch, cosúil le “cneasaithe créachta” (M6) agus “rialachán freagartha imdhíonachta humoral” (M15). Tá baint mhór ag M15 freisin le meitibileacht lipoprotein, a bhaineann go dlúth leis an endothelium (36). Tá 34 marcóir CSF a bhaineann leis an inchinn sa phainéal soithíoch. Áirítear sa tríú grúpa modúil (M2 agus M4) a bhaineann go mór le marcóirí oligodendrocyte agus iomadú cille. Mar shampla, cuimsíonn téarmaí onteolaíochta barrleibhéil M2 “rialachán dearfach ar mhacasamhlú DNA” agus “próiseas bithshintéise íonáin”. Idir an dá linn, áirítear orthu siúd de chuid M4 “difreáil cille glial” agus “deighilt crómasóim”. Tá 49 marcóir CSF a bhaineann leis an inchinn sa phainéal myelination.
Tá na modúil is mó sa cheathrú grúpa (M30, M29, M18, M24, agus M5), agus tá beagnach gach modúl saibhir go suntasach i marcóirí microglia agus astrocyte. Cosúil leis an bpainéal myelination, tá modúil (M30, M29, agus M18) sa cheathrú painéal freisin a bhaineann go dlúth le iomadú cille. Tá gaol mór ag na modúil eile sa ghrúpa seo le téarmaí imdhíoneolaíocha, mar “próiseas éifeacht imdhíonachta” (M5) agus “rialachán freagartha imdhíonachta” (M24). Tá 42 marcóir CSF a bhaineann leis an inchinn sa ghrúpa imdhíonachta glial. Ar deireadh, cuimsíonn an painéal deireanach 52 marcóirí a bhaineann le hinchinne ar na ceithre mhodúl (M44, M3, M33, agus M38), agus iad go léir ar an gcomhlacht a bhaineann le stóráil fuinnimh agus meitibileacht. Tá dlúthbhaint ag an gceann is mó de na modúil seo (M3) le mitochondria agus tá sé saibhir i marcóirí a bhaineann go sonrach le néaróin. Tá M38 ar cheann de na baill mhodúil níos lú sa mheitibilomem seo agus léiríonn sé sainiúlacht measartha néaróin freisin.
Ar an iomlán, léiríonn na cúig phainéal seo raon leathan cineálacha agus feidhmeanna cille sa cortex AD, agus le chéile tá 271 marcóir CSF a bhaineann leis an inchinn (Tábla S2G). D'fhonn bailíocht na dtorthaí MS seo a mheas, d'úsáideamar an measúnú síneadh cóngarachta (PEA), teicneolaíocht orthogonal-bhunaithe antasubstainte le cumais ilphléacsála, ardíogaireacht agus sainiúlacht, agus rinneamar athanailís ar na samplaí sreabhán cerebrospinal a fuaireamar fothacar de na 271 bithmharcóir seo. (n = 36). Léiríonn na 36 sprioc seo an t-athrú ar iolrachas AD PEA, a bhaineann go dlúth lenár dtorthaí MS-bhunaithe (r = 0.87, P = 5.6 × 10-12), A fhíoraigh go láidir torthaí ár n-anailís chuimsitheach MS (Fíor S4 ).
Baineann na téamaí bitheolaíocha ar chuir ár gcúig ghrúpa béim orthu, ó chomharthaíocht synaptic go meitibileacht fuinnimh, le pataigineas AD (1-3). Dá bhrí sin, tá gach modúl 15 ina bhfuil na painéil seo bainteach leis an bpaiteolaíocht AD sa phroteome inchinn a d'aimsigh muid (Fíor 2B). Is é an ceann is suntasaí ná an comhghaol paiteolaíoch ard dearfach idir ár modúil glial agus an comhghaol paiteolaíoch láidir diúltach idir ár modúil néaróin is mó (M1 agus M3). Léiríonn an anailís ar léiriú difreálach ar ár bpróitéamaí inchinne macasamhlaithe (Fíor S3D) freisin próitéiní glial díorthaithe M5 agus M18. I AsymAD agus Siomptómach AD, na próitéiní glial is mó méadaithe agus synapses a bhaineann le M1 Is é an próitéin a laghdaítear is mó. Tugann na tuairimí seo le fios go bhfuil baint ag na 271 marcóir sreabhach cerebrospinal a d'aithin muid sna cúig ghrúpa le próisis galair sa cortex AD, lena n-áirítear iad siúd a tharlaíonn sna luathchéimeanna asymptomatic.
D’fhonn anailís níos fearr a dhéanamh ar threo athraithe na bpróitéiní painéil san inchinn agus sa sreabhán dromlaigh, tharraingeamar an méid seo a leanas do gach ceann de na 15 mhodúl forluiteacha: (i) d’aimsigh leibhéal flúirse an mhodúil i dtacar sonraí na hinchinne agus (ii) an modúl próitéin Cuirtear an difríocht in iúl sa sreabhach cerebrospinal (Fíor S5). Mar a luadh níos luaithe, úsáidtear WGCNA chun raidhse modúl nó luach próitéine tréith san inchinn a chinneadh (13). Úsáidtear léarscáil an bholcáin chun cur síos a dhéanamh ar shloinneadh difreálach na bpróitéiní modúlach sa sreabhán cerebrospinal (AD/rialú). Léiríonn na figiúirí seo go léiríonn trí cinn de na cúig phainéal treochtaí léirithe éagsúla san inchinn agus sreabhach spinal. Léiríonn dhá mhodúl an phainéil synapse (M1 agus M12) laghdú ar an leibhéal raidhse san inchinn AD, ach forluí go suntasach leis an próitéin méadaithe san AD CSF (Fíor S5A). Léirigh na modúil a bhaineann le néaróin ina bhfuil an metabolome (M3 agus M38) patrúin léirithe sreabhán inchinn agus cerebrospinal den chineál céanna neamhréireach (Fíor S5E). Léirigh an painéal soithíoch treochtaí léirithe éagsúla freisin, cé go raibh a mhodúil (M6 agus M15) méadaithe go measartha san inchinn AD agus laghdaigh siad sa CSF ghalraithe (Fíor S5B). Tá líonraí móra glial sa dá phainéal eile a bhfuil a bpróitéiní uasrialaithe go seasta sa dá urrann (Fíor S5, C agus D).
Tabhair faoi deara le do thoil nach bhfuil na treochtaí seo coitianta do na marcóirí go léir sna painéil seo. Mar shampla, cuimsíonn an painéal synaptic roinnt próitéiní a laghdaítear go suntasach san inchinn AD agus CSF (Fíor S5A). I measc na marcóirí sreabhán cerebrospinal síos-rialaithe seo tá NPTX2 agus VGF de M1, agus crómagranin B de M12. Mar sin féin, in ainneoin na n-eisceachtaí seo, tá an chuid is mó dár marcóirí synaptic ardaithe i sreabhach spinal AD. Tríd is tríd, bhí na hanailísí seo in ann idirdhealú a dhéanamh idir treochtaí suntasacha staitistiúla i leibhéil sreabhán inchinn agus cerebrospinal i ngach ceann dár gcúig phainéal. Leagann na treochtaí seo béim ar an ngaol casta agus éagsúil go minic idir léiriú na hinchinne agus próitéin CSF in AD.
Ansin, d’úsáideamar anailís macasamhlaithe MS ard-thréchuir (macasamhlú CSF 1) chun ár 271 sraith bithmharcóirí a laghdú chuig na spriocanna is bisiúla agus is in-atáirgthe (Fíor 5A). Cuimsíonn cóip CSF 1 96 sampla san iomlán ó Emory Goizueta ADRC, lena n-áirítear rialú, AsymAD, agus cohórt AD (Tábla S1A). Is sainairíonna iad na cásanna AD seo ná meath cognaíocha éadrom (meán-MoCA, 20.0 ± 3.8), agus athruithe ar bhithmharcóirí AD deimhnithe i sreabhán cerebrospinal (Tábla S1A). Murab ionann agus an anailís CSF a d’aimsigh muid, déantar an macasamhlú seo trí úsáid a bhaint as modh MS “aon lámhaigh” níos éifeachtaí agus ard-thréchur (gan codánúchán as líne), lena n-áirítear prótacal ullmhaithe samplach simplithe a chuireann deireadh leis an ngá atá le ídiú imdhíonachta samplaí aonair. . Ina áit sin, úsáidtear “cainéal feabhsaithe” aonair ídithe imdhíonachta chun comhartha próitéiní nach bhfuil chomh flúirseach a mhéadú (37). Cé go laghdaíonn sé an clúdach proteome iomlán, laghdaíonn an modh aon-lámhaigh seo go suntasach am meaisín agus méadaíonn sé líon na samplaí TMT-lipéadaithe is féidir a anailísiú inmharthana (17, 38). San iomlán, d'aithin an anailís 6,487 peptides, a mhapáil go 1,183 próitéamaí i 96 cás. Ar nós na hanailíse CSF a fuaireamar amach, níor cuireadh san áireamh ach na próitéiní sin a cainníochtaíodh i 50% ar a laghad de na samplaí sna ríomhanna ina dhiaidh sin, agus aischéimníodh na sonraí maidir le héifeachtaí aoise agus inscne. Ba é an toradh a bhí air seo ná cainníochtú deiridh 792 próitéam, ar aithníodh 95% díobh freisin sa tacar sonraí CSF a fuarthas.
(A) Fíoraíodh spriocanna próitéin CSF a bhaineann le hinchinne sa chéad chohórt CSF athdhéanta agus san áireamh sa phainéal deiridh (n = 60). (B go E) Leibhéil bhithmharcála painéil (z-scóir ilchodacha) tomhaiste sna ceithre chohórt macasamhlaithe CSF. Baineadh úsáid as t-tástálacha péireáilte nó ANOVA le hiarcheartú Tukey chun tábhacht staitistiúil na n-athruithe go flúirseach i ngach anailís mhacasamhlaithe a mheas. CT, rialú.
Ós rud é go bhfuil suim ar leith againn inár 271 sprioc CSF a bhaineann le hinchinne a fhíorú trí anailís chuimsitheach, cuirfimid teorainn le scrúdú breise ar an bpróitéam macasamhail seo do na marcóirí seo. I measc na 271 próitéin seo, aimsíodh 100 i macasamhlú CSF 1. Léiríonn Fíor S6A léiriú difreálach na 100 marcóir forluiteacha seo idir na samplaí rialaithe agus macasamhlú AD. Méadaíonn histones synaptic agus meitibilít is mó in AD, agus laghdaítear próitéiní soithíoch is mó i ngalar. Choinnigh an chuid is mó de na 100 marcóir forluiteacha (n = 70) an treo céanna athraithe sa dá thacar sonraí (Fíor S6B). Léiríonn na 70 marcóir bailíochtaithe CSF seo a bhaineann le hinchinne (Tábla S2H) den chuid is mó na treochtaí léirithe painéil a breathnaíodh roimhe seo, is é sin, íosrialáil próitéiní soithíoch agus uasrialáil na bpainéal eile go léir. Níor léirigh ach 10 gcinn de na 70 próitéin bailíochtaithe seo athruithe ar fhlúirse AD a bhí ag teacht salach ar na treochtaí painéil seo. D'fhonn painéal a ghiniúint is fearr a léiríonn treocht fhoriomlán na hinchinne agus sreabhach cerebrospinal, d'eisiaigh muid na 10 próitéiní seo ón bpainéal spéise a d'fhíoraigh muid ar deireadh (Fíor 5A). Dá bhrí sin, cuimsíonn ár bpainéal ar deireadh thiar iomlán de 60 próitéiní arna bhfíorú i dhá chohórt neamhspleách CSF AD ag baint úsáide as ullmhú sampla difriúil agus anailís ardán MS. Dhearbhaigh ceapacha slonn z-scór na bpainéal deiridh seo sa chóip CSF 1 rialaithe agus cásanna AD an treocht painéil a breathnaíodh sa chohórt CSF a fuair muid (Fíor 5B).
I measc na 60 próitéin seo, tá móilíní ann ar a dtugtar go bhfuil baint acu le AD, mar shampla osteopontin (SPP1), a bhfuil cítocín pro-athlastach a bhain le AD i go leor staidéir (39-41), agus GAP43, A próitéin synaptic. atá nasctha go soiléir le neurodegeneration (42). Is iad na próitéiní is iomláine fíoraithe ná marcóirí a bhaineann le galair neurodegenerative eile, mar scléaróis cliathánach amyotrophic (ALS) a bhaineann le superoxide dismutase 1 (SOD1) agus desaccharase a bhaineann le galar Parkinson (PARK7). Táimid tar éis a fhíorú freisin go bhfuil go leor marcóirí eile, mar shampla SMOC1 agus próitéin chomharthaíochta ceangaltán membrane saibhir-inchinn 1 (BASP1), teoranta do naisc roimhe seo le néar-mheathlú. Is fiú a thabhairt faoi deara, mar gheall ar a bhflúirse foriomlán íseal sa proteome CSF, go bhfuil sé deacair dúinn an modh braite aon-lámhaigh ard-thréchuir seo a úsáid chun MAPT agus próitéiní áirithe eile a bhaineann le AD a bhrath go hiontaofa (mar shampla, NEFL agus NRGN )(43, 44).
Sheiceáil muid ansin na 60 marcóir painéil tosaíochta seo i dtrí anailís mhacasamhlaithe bhreise. I CSF Cóip 2, úsáideamar TMT-MS amháin chun anailís a dhéanamh ar chohórt neamhspleách de 297 sampla rialaithe agus AD ó Emory Goizueta ADRC (17). Áiríodh le macasamhlú CSF 3 ath-anailís ar shonraí TMT-MS a bhí ar fáil ó othair rialaithe 120 agus AD ó Lausanne, an Eilvéis (45). Bhraitheamar níos mó ná dhá thrian de na 60 marcóir tosaíochta i ngach tacar sonraí. Cé gur úsáid staidéar na hEilvéise ardáin MS éagsúla agus modhanna cainníochtaithe TMT (45, 46), atáirgeadh go láidir ár dtreochtaí painéil i dhá anailís arís agus arís eile (Fíor 5, C agus D, agus Táblaí S2, I, agus J). Chun sainiúlacht galair ár ngrúpa a mheas, d'úsáideamar TMT-MS chun anailís a dhéanamh ar an gceathrú tacar sonraí macasamhlú (macasamhlú CSF 4), a chuimsigh ní hamháin cásanna rialaithe (n = 18) agus AD (n = 17), ach freisin cásanna PD ( n = 14)), samplaí ALS (n = 18) agus néaltrú frontotemporal (FTD) (n = 11) (Tábla S1A). D’éirigh linn beagnach dhá thrian de na próitéiní painéil sa chohórt seo a chainníochtú (38 as 60). Leagann na torthaí seo béim ar na hathruithe AD-shonracha sna cúig phainéal bithmharcála (Fíor 5E agus Tábla S2K). Léirigh an méadú ar an ngrúpa meitibilít an sainiúlacht AD is láidre, agus an grúpa myelination agus glial ina dhiaidh sin. Go pointe níos lú, léiríonn FTD méadú freisin idir na painéil seo, rud a d'fhéadfadh athruithe líonra féideartha den chineál céanna a léiriú (17). I gcodarsnacht leis sin, léirigh ALS agus PD beagnach na próifílí myelination, glial, agus metabolome céanna leis an ngrúpa rialaithe. Ar an iomlán, in ainneoin difríochtaí in ullmhú samplaí, ardán MS, agus modhanna cainníochtaithe TMT, léiríonn na hanailísí arís agus arís eile go bhfuil athruithe an-chomhsheasmhacha AD-shonracha ag ár marcóirí painéil tosaíochta i níos mó ná 500 sampla uathúil CSF.
Aithníodh go forleathan néar-mheathlú AD roinnt blianta roimh theacht ar na hairíonna cognaíocha, agus mar sin tá géarghá le bithmharcóirí AsymAD (5, 31). Mar sin féin, léiríonn fianaise níos mó agus níos mó go bhfuil an bhitheolaíocht AsymAD i bhfad ó aonchineálach, agus an idirghníomhaíocht casta de riosca agus athléimneacht mar thoradh ar difríochtaí móra aonair i dul chun cinn galar ina dhiaidh sin (47). Cé go n-úsáidtear é chun cásanna AsymAD a aithint, níl sé cruthaithe go bhfuil leibhéil na mbithmharcóirí lárnacha CSF (Aβ1-42, iomlán tau agus p-tau) in ann a thuar go hiontaofa cé a rachaidh ar aghaidh chuig néaltrú (4, 7), rud a léiríonn níos mó a d'fhéadfadh a bheith ann. is gá uirlisí bithmharcála iomlánaíocha a chur san áireamh bunaithe ar ghnéithe iolracha de fhiseolaíocht na hinchinne chun riosca an daonra seo a shrathú go cruinn. Mar sin, rinneamar anailís ina dhiaidh sin ar ár bpainéal bithmharcála bailíochtaithe AD i ndaonra AsymAD de chóip CSF 1. Léirigh na 31 cás AsymAD seo leibhéil croí-bhithmharcála neamhghnácha (cóimheas Aβ1-42/total ELISA, <5.5) agus cognaíocht iomlán (meán MoCA, 27.1). ± 2.2) (Tábla S1A). Ina theannta sin, tá scór néaltrú cliniciúil de 0 ag gach duine aonair a bhfuil AsymAD orthu, rud a thugann le fios nach bhfuil aon fhianaise ann go bhfuil laghdú ar fheidhmíocht laethúil chognaíoch nó fheidhmiúil.
Rinneamar anailís ar dtús ar leibhéil na bpainéal bailíochtaithe i ngach macasamhail 96 CSF 1, lena n-áirítear cohórt AsymAD. Fuaireamar amach go raibh athruithe suntasacha raidhse AD-chosúil le roinnt painéil sa ghrúpa AsymAD, léirigh an painéal soithíoch treocht anuas in AsymAD, agus léirigh gach painéal eile treocht aníos (Fíor 6A). Mar sin, léirigh na painéil go léir comhghaol an-suntasach le ELISA Aβ1-42 agus leibhéil iomlána tau (Fíor 6B). I gcodarsnacht leis sin, tá an comhghaol idir an grúpa agus an scór MoCA sách lag. Ar cheann de na torthaí is suntasaí ó na hanailísí seo tá an raon leathan d’fhlúirse painéil sa chohórt AsymAD. Mar a thaispeántar i bhFíor 6A, de ghnáth trasnaíonn leibhéal painéil an ghrúpa AsymAD leibhéal painéil an ghrúpa rialaithe agus an ghrúpa AD, rud a léiríonn éagsúlacht sách ard. Chun iniúchadh breise a dhéanamh ar an ilchineálacht seo de AsymAD, chuireamar anailís Scálú Iltoiseach (MDS) i bhfeidhm ar 96 cás macasamhlú CSF 1. Ceadaíonn anailís MDS an chosúlacht idir cásanna a shamhlú bunaithe ar athróga áirithe sa tacar sonraí. Don anailís bhraisle seo, ní úsáidimid ach na marcóirí painéil bailíochtaithe sin a bhfuil athrú suntasach staitistiúil acu (P <0.05, AD/rialú) ar leibhéal fionnachtana agus macasamhlú CSF 1 proteome (n = 29) (Tábla S2L). Tháirg an anailís seo cnuasú spásúlachta soiléir idir ár gcásanna rialaithe agus cásanna AD (Fíor 6C). I gcodarsnacht leis sin, tá roinnt cásanna AsymAD cnuasaithe go soiléir sa ghrúpa rialaithe, agus tá cásanna eile lonnaithe i gcásanna AD. Chun tuilleadh iniúchta a dhéanamh ar an ilchineálacht AsymAD seo, d’úsáideamar ár léarscáil MDS chun dhá ghrúpa de na cásanna AsymAD seo a shainiú. Áiríodh sa chéad ghrúpa cásanna AsymAD a bhí cnuasaithe níos gaire don rialú (n = 19), agus bhí cásanna AsymAD tréithrithe ag an dara grúpa le próifíl marcóra níos gaire do AD (n = 12).
(A) Leibhéal slonn (z-scór) an ghrúpa bithmharcála CSF i ngach ceann de na 96 sampla i gcohórt macasamhlú 1 CSF, lena n-áirítear AsymAD. Baineadh úsáid as anailís ar dhifríocht le hiarcheartú Tukey chun tábhacht staitistiúil na n-athruithe ar raidhse painéil a mheas. (B) Anailís comhghaolaithe ar leibhéal flúirse próitéine painéil (z-scór) le scór MoCA agus leibhéal iomlán tau i samplaí ELISA Aβ1-42 agus CSF cóip 1. Taispeántar comhéifeacht comhghaolaithe Pearson leis an luach P ábhartha. (C) Bhí an MDS de 96 cás cóip 1 CSF bunaithe ar na leibhéil raidhse de 29 marcóir painéil bailíochtaithe, a athraíodh go suntasach i dtacair sonraí fionnachtana agus cóip CSF 1 [P <0.05 AD/rialú (CT)]). Baineadh úsáid as an anailís seo chun an grúpa AsymAD a roinnt ina fhoghrúpaí rialaithe (n = 19) agus AD (n = 12). (D) Léiríonn an plota bolcán an léiriú difreálach de gach CSF mhacasamhlú 1 próitéiní le hathrú log2 huaire (x-ais) i gcoibhneas leis an -log10 P staitistiúil luach idir an dá fhoghrúpa AsymAD. Tá bithmharcóirí an phainéil daite. (E) macasamhlú CSF 1 déantar leibhéal flúirse an ghrúpa roghnúcháin a chur in iúl go difreálach idir foghrúpaí AsymAD. Baineadh úsáid as anailís iar-choigeartaithe Tukey ar athraitheacht chun suntas staitistiúil a mheas.
Scrúdaíomar an léiriú próitéine difreálach idir na cásanna rialaithe seo agus cásanna AsymAD cosúil le AD (Fíor 6D agus Tábla S2L). Léiríonn an léarscáil bolcáin a tháinig as seo go bhfuil athrú suntasach tagtha ar 14 mharcóir painéil idir an dá ghrúpa. Tá formhór na marcóirí seo ina mbaill den synapse agus den mheitibilóim. Mar sin féin, baineann SOD1 agus foshraith kinase C próitéine-saibhir myristoylated alanine-saibhir (MARCKS), atá ina mbaill de na grúpaí imdhíonachta myelin agus glial, faoi seach, leis an ngrúpa seo freisin (Fíor 6, D agus E). Chuir an painéal soithíoch dhá mharcóir freisin a laghdaíodh go suntasach sa ghrúpa AsymAD cosúil le AD, lena n-áirítear próitéin ceangailteach AE 1 (AEBP1) agus comhlánú ball teaghlaigh C9. Ní raibh aon difríocht shuntasach idir na foghrúpaí rialaithe agus AD-mhaith AsymAD in ELISA AB1-42 (P = 0.38) agus p-tau (P = 0.28), ach go deimhin bhí difríocht shuntasach sa leibhéal iomlán tau (P = 0.0031). ) (Fig. S7). Tá roinnt marcóirí painéil ann a léiríonn go bhfuil na hathruithe idir an dá fhoghrúpa AsymAD níos suntasaí ná na leibhéil iomlána tau (mar shampla, YWHAZ, SOD1, agus MDH1) (Fíor 6E). Tríd is tríd, tugann na torthaí seo le fios go bhféadfadh go mbeadh bithmharcóirí inár bpainéal bailíochtaithe ar féidir leo srathú riosca ionchasach othar a bhfuil galar asymptomatic orthu a fho-chlóscríobh agus a d’fhéadfadh a bheith ann.
Tá géarghá le huirlisí bithmharcála córas-bhunaithe chun na paiteolaíochtaí éagsúla taobh thiar de AD a thomhas agus a dhíriú ar bhealach níos fearr. Táthar ag súil ní hamháin go n-athróidh na huirlisí seo ár gcreat diagnóiseach AD, ach go gcuirfear chun cinn freisin glacadh le straitéisí cóireála éifeachtacha a bhaineann go sonrach le hothair (1, 2). Chuige sin, chuireamar cur chuige próitéamaíche cuimsitheach neamhchlaonta i bhfeidhm ar AD inchinn agus CSF chun bithmharcóirí CSF gréasán-bhunaithe a aithint a léiríonn raon leathan paiteolaíochta inchinn-bhunaithe. Tháirg ár n-anailís cúig phainéal bithmharcála CSF, a (i) a léiríonn synapses, soithigh fola, myelin, mífheidhm imdhíonachta agus meitibileach; (ii) in-atáirgtheacht láidir a léiriú ar ardáin éagsúla na mBallstát; (iii) Athruithe forásacha a bhaineann go sonrach le galair a thaispeáint i rith na gcéimeanna tosaigh agus déanacha den AD. Tríd is tríd, is céim dhearfach iad na torthaí seo i dtreo uirlisí bithmharcála éagsúla, iontaofa, dírithe ar an ngréasán a fhorbairt le haghaidh taighde AD agus feidhmeanna cliniciúla.
Léiríonn ár dtorthaí an eagraíocht ardchaomhnaithe atá ag proteome líonra inchinn AD agus tacaíonn siad lena úsáid mar ancaire d'fhorbairt bithmharcála bunaithe ar chórais. Léiríonn ár n-anailís go bhfuil modúlacht láidir ag dhá thacar sonraí neamhspleácha TMT-MS ina bhfuil brains AD agus AsymAD. Leathnaíonn na torthaí seo ár gcuid oibre roimhe seo, rud a léiríonn caomhnú na modúil chumhachtacha de níos mó ná 2,000 fíocháin inchinn ó chohóirt neamhspleácha iolracha sa cortex tosaigh, parietal, agus ama (17). Léiríonn an líonra comhdhearcadh seo athruithe éagsúla a bhaineann le galair a breathnaíodh i dtaighde reatha, lena n-áirítear méadú ar mhodúil athlastacha atá saibhir i glial agus laghdú ar mhodúil saibhir i néaróin. Cosúil le taighde atá ann faoi láthair, gnéithe seo ar scála mór líonra freisin athruithe modúlach suntasacha i AsymAD, ag taispeáint éagsúlacht na pathophysiology preclinical éagsúla (17).
Mar sin féin, laistigh den chreat seo atá an-choimeádach córas-bhunaithe, tá ilchineálacht bhitheolaíoch níos míne, go háirithe i measc daoine aonair sna céimeanna tosaigh AD. Tá ár bpainéal bithmharcála in ann dhá fhoghrúpa a léiriú in AsymAD, a léiríonn an léiriú difreálach suntasach ar ilmharcóirí CSF. Bhí ár ngrúpa in ann aird a tharraingt ar na difríochtaí bitheolaíocha idir an dá fhoghrúpa seo, rud nach raibh soiléir ag leibhéal na mbithmharcóirí lárnacha AD. I gcomparáid leis an ngrúpa rialaithe, bhí cóimheasa Aβ1-42/tau iomlán na ndaoine aonair AsymAD seo thar a bheith íseal. Mar sin féin, ní raibh ach na leibhéil iomlána tau difriúil go mór idir an dá fhoghrúpa AsymAD, agus d’fhan na leibhéil Aβ1-42 agus p-tau sách inchomparáide. Ós rud é gur cosúil go bhfuil tau CSF ard ina thuar níos fearr ar na hairíonna cognaíocha ná leibhéil Aβ1-42 (7), tá drochamhras againn go bhféadfadh rioscaí éagsúla dul chun cinn galair a bheith ag an dá chohórt AsymAD. I bhfianaise mhéid an tsampla teoranta dár AsymAD agus an easpa sonraí fadaimseartha, tá gá le tuilleadh taighde chun na conclúidí sin a dhéanamh go muiníneach. Mar sin féin, léiríonn na torthaí seo gur féidir le painéal CSF córas-bhunaithe cur lenár gcumas daoine aonair a shrathú go héifeachtach le linn chéim asymptomatic an ghalair.
Tríd is tríd, tacaíonn ár dtorthaí le ról na bhfeidhmeanna bitheolaíocha iolracha i bpataigineas AD. Mar sin féin, tháinig meitibileacht fuinnimh dírialaithe chun bheith mar phríomhthéama dár gcúig phainéal lipéadaithe bailíochtaithe. Is iad próitéiní meitibileach, mar shampla hypoxanthine-guanine phosphoribosyltransferase 1 (HPRT1) agus lactate dehydrogenase A (LDHA), na bithmharcóirí synaptic is láidre a dheimhnítear, rud a thugann le fios go bhfuil an méadú ar AD CSF gnéas an-in-atáirgthe. Tá roinnt marcóirí i meitibileacht substaintí ocsaídiúcháin inár soithigh fola agus inár bpainéil glial freisin. Tá na torthaí seo comhsheasmhach leis an ról lárnach a imríonn próisis meitibileach san inchinn ar fad, ní hamháin chun freastal ar an éileamh ard fuinnimh na néaróin, ach freisin chun freastal ar an éileamh ard fuinnimh astrocytes agus cealla glial eile (17, 48). Tacaíonn ár dtorthaí le fianaise atá ag fás go bhféadfadh athruithe ar acmhainneacht redox agus cur isteach ar bhealaí fuinnimh a bheith mar an nasc lárnach idir roinnt príomhphróisis a bhaineann le pataigineas AD, lena n-áirítear neamhoird mitochondrial, athlasadh trí mheán glial, agus damáiste soithíoch (49). Ina theannta sin, tá líon mór próitéiní saibhir difreálach sna bithmharcóirí sreabhach cerebrospinal meitibileach idir ár bhfoghrúpaí rialaithe agus AsymAD cosúil le AD, rud a thugann le tuiscint go bhféadfadh cur isteach ar na bealaí fuinnimh agus redox seo a bheith ríthábhachtach i gcéim réamhchliniciúil an ghalair.
Tá impleachtaí suimiúla bitheolaíocha ag na treochtaí éagsúla painéil sreabhán inchinne agus cerebrospinal a thugamar faoi deara freisin. Léiríonn synapses agus meitibilóim atá saibhir i néaróin leibhéil laghdaithe san inchinn AD agus flúirse méadaithe i sreabhán cerebrospinal. Ós rud é go bhfuil néaróin saibhir i mitochondria a tháirgeann fuinneamh ag synapses chun fuinneamh a sholáthar dá gcuid comharthaí speisialaithe iomadúla (50), táthar ag súil le cosúlacht phróifílí léirithe an dá ghrúpa néaróin seo. Is féidir le caillteanas néaróin agus easbhrúite cealla damáiste na treochtaí inchinne agus painéil CSF seo i ngalar níos déanaí a mhíniú, ach ní féidir leo na hathruithe painéil luath a bhreathnaímid (13) a mhíniú. Míniú féideartha amháin ar na torthaí seo i ngalar asymptomatic luath is ea bearradh neamhghnácha synaptic. Tugann fianaise nua i múnlaí luch le fios go bhféadfaí fagaicíotóis synaptic trí mheán microglia a ghníomhachtú go neamhghnách in AD agus go dtiocfadh caillteanas synapse go luath san inchinn (51). D’fhéadfadh an t-ábhar sinaptach seo a chaitear a charnadh i CSF, agus is é sin an fáth go bhfeicimid an méadú ar CSF sa phainéal néaróin. Féadfaidh bearradh synaptic trí mheán imdhíonachta míniú go páirteach freisin ar an méadú ar phróitéiní glial a bhreathnaímid san inchinn agus sa sreabhán cerebrospinal le linn phróiseas an ghalair. Chomh maith le bearradh synaptic, d’fhéadfadh go n-eascródh mínormáltachtaí foriomlána ar an gcosán eisicíotach freisin le léirithe éagsúla inchinne agus CSF de mharcóirí néarónacha. Tá roinnt staidéir tar éis a thaispeáint go bhfuil athrú tagtha ar ábhar na n-exosomes i pathogenesis inchinn AD (52). Is é an cosán extracellular baint freisin leis an iomadú Aβ (53, 54). Is fiú a thabhairt faoi deara go bhféadfadh deireadh a chur le secretion exosomal paiteolaíocht AD-mhaith a laghdú i múnlaí luch trasgenic AD (55).
Ag an am céanna, léirigh an próitéin sa phainéal soithíoch méadú measartha ar an inchinn AD, ach laghdaigh sé go suntasach sa CSF. Is féidir le mífheidhmiú an bhacainn fola-inchinn (BBB) na torthaí seo a mhíniú go páirteach. Léirigh go leor staidéar daonna neamhspleách iarbháis miondealú BBB in AD (56, 57). Dheimhnigh na staidéir seo gníomhaíochtaí neamhghnácha éagsúla a bhaineann leis an gciseal daingean séalaithe seo de chealla endothelial, lena n-áirítear sceitheadh ribeach inchinn agus carnadh perivascular próitéiní fola-iompartha (57). Is féidir leis seo míniú simplí a thabhairt ar na próitéiní soithíoch ardaithe san inchinn, ach ní féidir leis ídiú na bpróitéiní céanna seo sa sreabhán cerebrospinal a mhíniú go hiomlán. Féidearthacht amháin is ea go bhfuil an lárchóras néaróg ag leithlisiú na móilíní seo go gníomhach chun an fhadhb a bhaineann le hathlasadh méadaithe agus strus ocsaídiúcháin a réiteach. Baineann an laghdú ar roinnt de na próitéiní CSF is déine sa phainéal seo, go háirithe iad siúd a bhfuil baint acu le rialáil lipoprotein, le cosc ar leibhéil díobhálacha athlasadh agus le próiseas neuroprotective speiceas ocsaigin imoibríoch. Tá sé seo fíor i gcás Paroxonase 1 (PON1), einsím ceangailteach lipoprotein atá freagrach as leibhéil strus ocsaídiúcháin a laghdú sa chúrsaíocht (58, 59). Is marcóir síos-rialaithe suntasach eile den ghrúpa soithíoch é réamhtheachtaithe alfa-1-micreaglobulin/bikunin (AMBP). Is réamhtheachtaí é an bikunin iompróir lipid, a bhfuil baint aige freisin le cosc athlasadh agus Cosaint néareolaíoch (60, 61).
In ainneoin hipitéisí suimiúla éagsúla, tá an neamhábaltacht meicníochtaí galair bithcheimiceacha a bhrath go díreach ina theorannú aitheanta ar anailís próitéamaíocht atá bunaithe ar fhionnachtain. Dá bhrí sin, tá gá le tuilleadh taighde chun na meicníochtaí taobh thiar de na painéil bhithmharcála seo a shainiú go muiníneach. Chun bogadh i dtreo anailís chliniciúil MS-bhunaithe a fhorbairt, éilíonn an treo amach anseo freisin go n-úsáidfear modhanna cainníochtúla spriocdhírithe le haghaidh fíorú bithmharcála ar scála mór, amhail faireachán roghnach nó faireachán ar imoibriú comhthreomhar (62). D'úsáidamar monatóireacht ar imoibriú comhthreomhar (63) le déanaí chun go leor de na hathruithe próitéin CSF a thuairiscítear anseo a bhailíochtú. Déantar roinnt spriocanna painéil tosaíochta a chainníochtú le cruinneas suntasach, lena n-áirítear YWHAZ, ALDOA, agus SMOC1, a mhapálann chuig ár bpainéil synapse, meitibileachta agus athlasadh, faoi seach (63). D’fhéadfadh go mbeadh Fáil Neamhspleách Sonraí (DIA) agus straitéisí eile MS-bhunaithe úsáideach freisin chun sprice a fhíorú. Bud et al. (64) Léiríodh le déanaí go bhfuil forluí suntasach idir na bithmharcóirí AD a aithníodh inár dtacar sonraí fionnachtana CSF agus an tacar sonraí neamhspleách DIA-MS, atá comhdhéanta de bheagnach 200 sampla CSF ó thrí chohórt Eorpacha éagsúla. Tacaíonn na staidéir le déanaí seo le cumas ár bpainéal athrú go braite iontaofa MS-bhunaithe. Tá braite traidisiúnta antasubstainte agus atamer-bhunaithe tábhachtach freisin chun príomhbhithmharcóirí AD a fhorbairt tuilleadh. Mar gheall ar an raidhse íseal CSF, tá sé níos deacra na bithmharcóirí seo a bhrath ag baint úsáide as modhanna ard-thréchuir MS. Is dhá shampla den sórt sin iad NEFL agus NRGN de bhithmharcóirí CSF ar raidhse íseal, atá mapáilte don phainéal inár n-anailís chuimsitheach, ach nach féidir a bhrath go hiontaofa ag baint úsáide as ár straitéis MS aonair. Féadfaidh spriocdhíriú ar straitéisí atá bunaithe ar antasubstaintí iolracha, mar PEA, claochlú cliniciúil na marcóirí sin a chur chun cinn.
Tríd is tríd, soláthraíonn an staidéar seo cur chuige próitéamaíche uathúil chun bithmharcóirí CSF AD a shainaithint agus a fhíorú bunaithe ar chórais éagsúla. Má dhéantar barrfheabhsú ar na painéil mharcála seo thar chohóirt AD breise agus ar ardáin MS d’fhéadfadh go mbeadh gealladh fúthu srathú agus cóireáil riosca AD a chur chun cinn. Tá sé ríthábhachtach freisin staidéir a dhéanann measúnú ar leibhéal fadaimseartha na bpainéal seo le himeacht ama chun a chinneadh cé acu teaglaim de mharcóirí is fearr a shocraíonn riosca galair luatha agus athruithe ar dhéine an ghalair.
Seachas na 3 shampla a chóipeáil CSF, bailíodh gach sampla CSF a úsáideadh sa staidéar seo faoi choimirce Emory ADRC nó institiúidí taighde a bhfuil dlúthbhaint acu leo. Úsáideadh ceithre thacar de shamplaí Emory CSF san iomlán sna staidéir próitéamaíochta seo. Fuarthas amach go raibh samplaí sa chohórt CSF ó 20 rialtán sláintiúil agus ó 20 othar AD. Cuimsíonn cóip CSF 1 samplaí ó 32 rialú sláintiúil, 31 duine aonair AsymAD, agus 33 duine aonair AD. Tá 147 rialuithe agus 150 sampla AD i gcóip CSF 2. Áiríodh le cohórt 4 macasamhlú CSF il-ghalar 18 rialuithe, 17 AD, 19 ALS, 13 sampla PD, agus 11 sampla FTD. De réir an chomhaontaithe a d’fhormheas Bord Athbhreithnithe Institiúideach Ollscoil Emory, fuair gach rannpháirtí i staidéar Emory toiliú feasach. De réir Threoirlínte Dea-Chleachtais na hInstitiúide Náisiúnta um Aosú d'Ionaid Alzheimer 2014 (https://alz.washington.edu/BiospecimenTaskForce.html), bailíodh agus stóráladh sreabhán cerebrospinal le puncture lumbar. Fuair othair rialaithe agus AsymAD agus AD measúnú cognaíocha caighdeánaithe ag Clinic Cognaíoch Emory Néareolaíochta nó Goizueta ADRC. Rinne INNO-BIA AlzBio3 Luminex tástáil ar a gcuid samplaí sreabhach cerebrospinal le haghaidh ELISA Aβ1-42, anailís iomlán tau agus p-tau (65 ). Úsáidtear luachanna ELISA chun tacú le haicmiú diagnóiseach na n-ábhar bunaithe ar chritéir scoite bithmharcála AD atá bunaithe (66, 67). Faightear sonraí bunúsacha déimeagrafacha agus diagnóiseacha le haghaidh diagnóisí CSF eile (FTD, ALS, agus PD) ó Emory ADRC nó ó institiúidí taighde cleamhnaithe freisin. Tá na meiteashonraí cásanna achoimre do na cásanna Emory CSF seo le fáil i dTábla S1A. Foilsíodh saintréithe chohórt macasamhlú CSF na hEilvéise 3 roimhe seo (45).
D'aimsigh CSF an sampla. D'fhonn cur le doimhneacht ár bhfionnachtana ar thacar sonraí CSF, rinneadh tomhaltas imdhíonachta de phróitéiní ard-raidhse roimh trypsinization. I mbeagán focal, cuireadh 130 μl de CSF ó 40 sampla CSF aonair agus toirt comhionann (130 μl) de Roisín Ídiú Próitéine Ard-Roghnaithe Top14 (Thermo Fisher Scientific, A36372) i gcolún casadh (Thermo Fisher Scientific, A89868) sa seomra. teocht Goir). Tar éis sníomh ar feadh 15 nóiméad, lártheifneoir an sampla ag 1000g ar feadh 2 nóiméad. Baineadh úsáid as gléas scagaire ultralártheifeacha 3K (Millipore, UFC500396) chun an sampla eisilteach a chomhchruinniú trí lártheifneoiriú ag 14,000g ar feadh 30 nóiméad. Caolaigh gach toirt sampla go 75 μl le saline maolánach fosfáit. Rinneadh measúnú ar an tiúchan próitéine ag an modh aigéad bicinchoninic (BCA) de réir phrótacal an mhonaróra (Thermo Fisher Scientific). Díleádh an CSF imdhíonta (60 μl) ó na 40 sampla go léir le lysyl endopeptidase (LysC) agus trypsin. I mbeagán focal, laghdaíodh an sampla agus alkylated le 1.2 μl 0.5 M tris-2 (-carboxyethyl)-fosfín agus 3 μl 0.8 M chloroacetamide ag 90 ° C ar feadh 10 nóiméad, agus ansin sonicated i ndabhach uisce ar feadh 15 nóiméad. Caolaíodh an sampla le 193 μl 8 M maolán úiré [8 M úiré agus 100 mM NaHPO4 (pH 8.5)] go dtí tiúchan deiridh de 6 M úiré. Úsáidtear LysC (4.5 μg; Wako) le haghaidh díleá thar oíche ag teocht an tseomra. Caolaíodh an sampla ansin go 1 M úiré le décharbónáit amóiniam 50 mM (ABC) (68). Cuir méid comhionann (4.5 μg) de trypsin (Promega) leis, agus ansin gor an sampla ar feadh 12 uair an chloig. Aigéadaigh an tuaslagán peptide díleáite go dtí tiúchan deiridh d'aigéad formach 1% (FA) agus 0.1% aigéad trifluoroacetic (TFA) (66), agus ansin díshalannaigh le colún 50 mg Sep-Pak C18 (Uiscí) mar a thuairiscítear thuas (25) . Cuireadh an peiptíd ar ceal ansin i 1 ml d'aicéataitrile 50% (ACN). Chun cainníochtú próitéine a chaighdeánú thar bhaisceanna (25), cuireadh 100 μl slánchuid ó na 40 sampla CSF go léir le chéile chun sampla measctha a ghiniúint, a roinneadh ansin i gcúig shampla caighdeánach inmheánach domhanda (GIS) (48). Déantar gach sampla aonair agus caighdeáin chomhcheangailte a thriomú le folús ardluais (Labconco).
Cóipeáil CSF an sampla. Chuir Dayon agus a chomhghleacaithe síos ar ídiú imdhíonachta agus díleá samplaí cóip CSF 3 (45, 46). Ní raibh na samplaí macasamhlaithe eile imdhíon-ídithe. Déan na samplaí neamhbhainte seo a dhíol i trypsin mar a thuairiscítear roimhe seo (17). I gcás gach anailíse arís agus arís eile, rinneadh 120 μl slánchuid den pheptíd eluted ó gach sampla a chomhthiomsú le chéile agus a roinnt ina slánchodanna toirte comhionann le húsáid mar chaighdeán inmheánach domhanda lipéadaithe TMT (48). Déantar gach sampla aonair agus caighdeáin chomhcheangailte a thriomú le folús ardluais (Labconco). Chun comhartha an phróitéin CSF íseal-raidhse a fheabhsú, trí 125 μl ó gach sampla a chomhcheangal, ullmhaíodh sampla “feabhsaithe” do gach macasamhail anailíse [ie, sampla bitheolaíoch a dhéanann aithris ar an sampla taighde, ach is é an méid atá ar fáil. i bhfad níos mó (37, 69)] chumasc isteach i sampla CSF measctha (17). Baineadh imdhíon-bhaint as an sampla measctha ansin agus úsáid á baint as 12 ml de Roisín um Bhaint Ard-Roghnaithe Top14 um Iompar Próitéine (Thermo Fisher Scientific, A36372), díleáite mar a thuairiscítear thuas, agus áiríodh é sa lipéadú iolrach TMT ina dhiaidh sin.
Am postála: Lúnasa-27-2021