Nexweşiya Alzheimer (AD) nebûna biyomarkerên proteîn ên ku patofîzyolojiya wê ya piralî nîşan dide, pêşveçûna teşhîs û dermankirinê asteng dike. Li vir, em proteomîkên berfireh bikar tînin da ku biomarkerên şilava cerebrospinal (CSF) ku cûrbecûr rêgezek pathofîzolojiya AD-ê temsîl dikin nas bikin. Spektrometriya girseyî ya pirzimanî bi rêzê ve bi qasê 3,500 û nêzîkê 12,000 proteîn di AD CSF û mêjî de nas kir. Analîzkirina torê ya proteoma mêjî 44 modulên cihêrengiya biyolojîkî çareser kir, 15 ji wan bi proteoma şilava cerebrospinal re hevgirtî bûn. Nîşaneyên CSF AD di van modulên hevgirtî de di nav pênc komên proteîn de têne qewirandin, ku pêvajoyên patofîzyolojîk ên cihêreng temsîl dikin. Di mejiyê AD-ê de synapses û metabolîtan kêm dibin, lê CSF zêde dibe, dema ku mîelînasyona dewlemend a glial û komên parastinê yên di mejî û CSF de zêde dibin. Hevgirtin û taybetmendiya nexweşiyê ya guhertinên panelê di zêdetirî 500 nimûneyên CSF yên din de hate pejirandin. Van koman di AD-ya asîmptomatîkî de jî binekomên biyolojîkî nas kirin. Bi tevayî, ev encam ji bo serîlêdanên klînîkî yên li AD-ê ji bo amûrên biyomarkera-based-web-ê gavek sozdar in.
Nexweşiya Alzheimer (AD) sedema herî gelemperî ya dementiya neurodegenerative li çaraliyê cîhanê ye û ji hêla cûrbecûr nesaxiyên pergala biyolojîkî ve, di nav de veguheztina synaptîk, bêparêziya glial-navbeynkar, û metabolîzma mitokondrîal (1-3) tê diyar kirin. Lêbelê, biyomarkerên wê yên proteîn ên sazkirî hîn jî li ser tespîtkirina proteîna amyloid û tau hûr dibin, û ji ber vê yekê nekarin vê pathofîzyolojiya cihêreng nîşan bidin. Van biyomarkerên proteîna "bingehîn" ên ku herî pêbawer di şilava cerebrospinal (CSF) de têne pîvandin (i) peptîd beta amîloid 1-42 (Aβ1-42), ku avakirina plakên amyloid ên kortîkal nîşan dide; (ii) tau tevahî, nîşana dejenerasyona axon; (iii) phospho-tau (p-tau), nûnerê hyperphosphorylation tau patholojîk (4-7). Her çend van biyomarkerên şilava cerebrospinal tespîtkirina me ya nexweşiyên proteîna AD-ya "nîşankirî" pir hêsan kiriye (4-7), ew tenê beşek piçûk a biyolojiya tevlihev a li pişt nexweşiyê temsîl dikin.
Kêmasiya cihêrengiya patofîzyolojîk a biyomarkerên AD-ê rê li ber gelek pirsgirêkan vekiriye, di nav de (i) nekarîna naskirin û hejmartina heterojeniya biyolojîkî ya nexweşên AD, (ii) pîvandina ne bes a giranî û pêşkeftina nexweşiyê, nemaze di qonaxa pêş-klînîkî de, Û ( iii) pêşkeftina dermanên dermankirinê yên ku nekarin bi tevahî hemî aliyên xirabûna neurolojîk çareser bikin. Baweriya me li ser patholojiya berbiçav ji bo danasîna AD ji nexweşiyên têkildar tenê van pirsgirêkan mezintir dike. Zêdetir û bêtir delîl destnîşan dikin ku pir pîr û kalên bi dementia xwedan taybetmendiyên patholojîkî yên kêmbûna cognitive ji yek zêdetir in (8). Bi qasî 90% an jî zêdetir kesên bi patholojiya AD-ê re jî nexweşiya damaran, tevlêbûna TDP-43, an nexweşiyên din ên dejenerasyonê jî hene (9). Van rêjeyên bilind ên hevgirtina patholojîkî çarçoweya tespîtkirina meya heyî ya ji bo dementia xera kiriye, û pênaseyek patofîzyolojîk a berfireh a nexweşiyê hewce ye.
Ji ber hewcedariya lezgîn a cûrbecûr biyomarkerên AD-ê, zevî her ku diçe rêbaza "omics" ya li ser bingeha pergala giştî ji bo vedîtina biyomarkeran dipejirîne. Hevalbendiya Lezgîn a Pharmaceutical Partnership (AMP)-AD di sala 2014-an de hate destpêkirin û di rêza pêşîn a bernameyê de ye. Vê hewildana pirzimanî ya ji hêla Enstîtuya Neteweyî ya Tenduristî, akademî û pîşesaziyê ve armanc dike ku stratejiyên-based pergalê bikar bîne da ku pathofîzyolojiya AD-ê çêtir pênase bike û stratejiyên analîza tespîtkirina biyolojîkî û dermankirinê pêşve bibe (10). Wekî beşek ji vê projeyê, proteomîka torê bûye amûrek sozdar ji bo pêşkeftina biyomarkerên-bingeha pergalê li AD. Vê nêzîkatiya dane-birêvekirî ya bêalî, daneyên proteomîk ên tevlihev di kom an "modulên" proteînên hev-derbirkirî yên ku bi celebên hucreyên taybetî, organel, û fonksiyonên biyolojîkî ve girêdayî ne rêxistin dike (11-13). Nêzîkî 12 lêkolînên proteomîk ên torê yên dewlemend ên agahdarî li ser mêjiyê AD hatine kirin (13-23). Bi tevayî, van analîzan destnîşan dikin ku proteoma tora mêjî ya AD rêxistinek modular a pir parastî di hevbendên serbixwe û deverên pir cortical de diparêze. Wekî din, hin ji van modulan di navhevokên daneyan de di pirbûna têkildarî AD-ê de guheztinên ji nû ve têne hilberandin, ku pathophysiolojiya nexweşiyên pirjimar nîşan didin. Bi hev re, van vedîtinan xalek lengerê ya sozdar ji bo vedîtina proteoma tora mêjî wekî biyomarker-based pergalê li AD destnîşan dikin.
Ji bo ku em proteoma tora mêjî ya AD-ê veguherînin biyomarkerên bikêrhatî yên klînîkî yên bingehîn, me tora ji mêjî bi analîza proteomîkî ya AD CSF re li hev kir. Vê nêzîkatiya yekbûyî rê li ber naskirina pênc komên sozdar ên biyomarkerên CSF-ê ku bi cûrbecûr patofîzyolojiya bingehîn a mêjî ve girêdayî ne, di nav de synapses, damarên xwînê, myelination, iltîhaba, û bêserûberiya rêyên metabolê. Me van panelên biyomarkeran bi gelek analîzên dubarekirinê ve, di nav de zêdetirî 500 nimûneyên CSF yên ji nexweşiyên cûrbecûr neurodegenerative, bi serfirazî pejirand. Van analîzên pejirandinê lêkolîna armancên komê yên di CSF-ya nexweşên bi AD-ya asîmptomatîkî (AsymAD) de vedihewîne an jî delîlên berhevkirina amyloid a ne normal di hawîrdorek cognitive normal de nîşan dide. Van analîzan heterojeniya biyolojîkî ya girîng a di nifûsa AsymAD de ronî dikin û nîşankerên panelê yên ku dikarin di qonaxên destpêkê yên nexweşiyê de bin-tîp bikin nas dikin. Bi tevayî, ev encam di pêşkeftina amûrên biyomarker ên proteînê de ku li ser bingeha pergalên pirjimar ên ku dikarin bi serfirazî gelek pirsgirêkên klînîkî yên ku ji hêla AD ve rû bi rû ne, bi serfirazî çareser bikin.
Armanca sereke ya vê lêkolînê ew e ku biyomarkerên nû yên şilava cerebrospinal nas bike ku pathofîzyolojiya cûrbecûr-based mejî ku rê li ber AD vedike. Figure S1 metodolojiya lêkolîna me destnîşan dike, ku tê de (i) analîzek berfireh a ku ji hêla vedîtinên pêşîn ên AD CSF û proteoma mêjî ya torê ve hatî rêve kirin da ku gelek biyomarkerên nexweşiya CSF-ya têkildar bi mêjî ve nas bike, û (ii) dubarekirina paşerojê Ev biyomarker di çend cerebrospinal serbixwe de ne. hevbendên şilî. Lêkolîna vedîtinê bi analîzkirina îfadeya cihêreng a CSF-ê li 20 kesên normal ên binasîn û 20 nexweşên AD-ê li Navenda Lêkolînê ya Nexweşiya Alzheimer Emory Goizueta (ADRC) dest pê kir. Teşhîsa AD di hebûna kêmbûna Aβ1-42 û bilindbûna astên tau û p-tau-yê de di şilava cerebrospinal de wekî kêmasiyek girîng a cognitive tê pênase kirin [Nirxandina Nasnameya Zanistî ya Montreal (MoCA), 13,8 ± 7,0] [ELISA (ELISA) )]] (Tablo S1A). Kontrol (navgîniya MoCA, 26.7 ± 2.2) astên normal ên biyomarkerên CSF hebûn.
CSF-ya mirovî bi rêzek dînamîkî ya pirbûna proteînê ve tête taybetmend kirin, ku tê de albumîn û proteînên din ên pir zêde dikarin pêşî li tespîtkirina proteînên balkêş bigirin (24). Ji bo zêdekirina kûrahiya vedîtina proteînê, me 14 proteînên pêşîn ên pir zêde ji her nimûneya CSF berî analîza spektrometriya girseyî (MS) rakirin (24). Bi tevahî 39,805 peptîd ji hêla MS-ê ve hatine nas kirin, ku di 40 nimûneyan de bi 3691 proteomeyan ve hatine nexşe kirin. Pîvana proteînê ji hêla nîşankirina girseya girseyî ya pirjimar (TMT) ve (18, 25) ve tête kirin. Ji bo ku em daneyên wenda çareser bikin, me tenê wan proteînên ku di analîza paşîn de bi kêmî ve 50% ji nimûneyan hatine pîvan kirin, bi vî rengî di dawiyê de 2875 proteome hejmartin. Ji ber cûdahiya girîng di astên pirbûna proteîna giştî de, nimûneyek kontrolê ji hêla îstatîstîkî ve wekî xerîbek hate hesibandin (13) û di analîza paşîn de nehate nav kirin. Nirxên pirbûna 39 nimûneyên mayî li gorî temen, zayendî, û covarîansê (13-15, 17, 18, 20, 26) hatin sererast kirin.
Bi karanîna analîza t-testê ya statîstîkî ve ji bo nirxandina îfadeya cihêreng li ser berhevoka daneya regresyonê, vê analîzê proteînên ku astên wan ên pirbûna wan bi girîngî hate guheztin (P <0.05) di navbera rewşên kontrol û AD de (Table S2A) nas kir. Wekî ku di jimar 1A de tê xuyang kirin, pirbûna bi tevahî 225 proteînan di AD-ê de bi girîngî kêm bû, û pirbûna 303 proteînan bi girîngî zêde bû. Van proteînên cihêreng ên diyarkirî çend nîşangirên AD-ê yên ku berê hatine nas kirin, wekî proteîna tau-girêdayî mîkrotubulê (MAPT; P = 3,52 × 10-8), neurofilament (NEFL; P = 6,56 × 10-3), Proteîna bi mezinbûnê 43 ve girêdayî ne. (GAP43; P = 1,46 × 10−5), Proteîna Girêdana Asîda Çûnê 3 (FABP3; P = 2,00 × 10−5), Kitînase 3 mîna 1 (CHI3L1; P = 4,44 × 10−6), Granulina Neuralî (NRGN; P = 3,43 × 10-4) û faktora mezinbûna nervê VGF (VGF; P = 4,83 × 10-3) (4-6). Lêbelê, me di heman demê de armancên din ên pir girîng jî nas kir, wek astengkerê veqetandina GDP 1 (GDI1; P = 1.54 × 10-10) û girêdana kalsiyûmê ya modular a girêdayî SPARC 1 (SMOC1; P = 6.93 × 10-9). Analîza Gene Ontolojiya (GO) ya 225 proteînên bi girîngî kêm kirin têkiliyên nêzîk bi pêvajoyên şilava laş re wekî metabolîzma steroîdan, hevahengiya xwînê, û çalakiya hormonê eşkere kir (Wêne 1B û Tablo S2B). Berevajî vê, proteîna 303 ya ku bi girîngî zêde bûye bi avahiya hucreyê û metabolîzma enerjiyê ve girêdayî ye.
(A) Pîvana volqan guheztina qatkirina log2 (xebata x) li gorî nirxa P-ya îstatîstîkî ya -log10 (y-ax) ku ji hêla testa t-yê ve hatî wergirtin nîşan dide, ku ji bo tespîtkirina îfadeya cihêreng di navbera kontrolê (CT) û kontrolê de tê bikar anîn. Bûyerên AD yên proteoma CSF Ji hemî proteînan. Proteînên bi astên girîng kêmkirî (P <0.05) di AD-ê de bi şîn têne destnîşan kirin, lê proteînên ku di nexweşiyê de astên wan pir zêde bûne bi sor têne xuyang kirin. Proteîna hilbijartî tê nîşankirin. (B) Peyvên GO yên jorîn ên ku bi proteînê ve girêdayî ne di AD de bi girîngî (şîn) û zêde (sor) têne kêm kirin. Di warên pêvajoyên biyolojîkî, fonksiyonên molekulî, û hêmanên hucreyî de sê şertên GO-ê bi z-pêlên herî bilind nîşan dide. (C) MS asta MAPT di nimûneya CSF de (çep) û pêwendiya wê bi asta tau ya nimûneya ELISA (rast) pîva. Rêjeya pêwendiya Pearson bi nirxa P-ya têkildar re tê xuyang kirin. Ji ber nebûna daneyên ELISA ji bo yek dozek AD, van jimareyan ji 38 ji 39 bûyerên analîzkirî nirxan vedihewîne. (D) Analîza komê ya çavdêrîkirî (P <0.0001, Benjamini-Hochberg (BH) P <0.01 verast kirin) li ser kontrolê û AD CSF nimûneyên ku di berhevoka daneyê de 65 proteînên herî girîng guheztin bikar tînin dîtin. Standardkirin, normalîzekirin.
Asta proteomîk ya MAPT ji nêz ve bi asta tau ya ELISA-ya serbixwe ve hatî pîvandin (r = 0,78, P = 7,8 × 10-9; Figure 1C) ve girêdayî ye, ku rastdariya pîvana meya MS piştgirî dike. Piştî digestina trypsinê li ser asta proteîna pêşîn a amyloid (APP), peptîdên isoform-taybet ên ku bi C-termîna Aβ1-40 û Aβ1-42 ve têne nexşandin, nekarin bi bandorkerî ionîze bibin (27, 28). Ji ber vê yekê, peptîdên APP-ê yên ku me nas kirin ti têkiliya wan bi asta ELISA Aβ1-42 re tune. Ji bo ku em vegotina cihêreng a her dozê binirxînin, me proteînên cûda yên bi P <0.0001 [rêjeya vedîtina derewîn (FDR) rastkirî P <0.01] bikar anîn da ku analîzek komê ya çavdêrîkirî ya nimûneyan pêk bînin (Table S2A). Wekî ku di Figure 1D de tê xuyang kirin, ev 65 proteînên pir girîng dikarin nimûneyên rast li gorî rewşa nexweşiyê kom bikin, ji bilî yek bûyerek AD-ê bi taybetmendiyên mîna kontrolê. Ji van 65 proteînan, 63 di AD de zêde bûn, lê tenê du (CD74 û ISLR) kêm bûn. Bi tevahî, van analîzên şilava cerebrospinal di AD-ê de bi sedan proteîn tespît kirine ku dibe ku wekî biyomarkerên nexweşiyê bixebitin.
Dûv re me analîzek torê ya serbixwe ya proteoma mêjî AD kir. Komxebata mêjî ya vê vedîtinê korteksa pêşberî ya dorsolateral (DLPFC) ji kontrolê (n = 10), nexweşiya Parkinson (PD; n = 10), AD / PD (n = 10) û AD (n = 10) pêk tê. ) Nimûne. Emery Goizueta ADRC. Demografiya van 40 bûyeran berê hatine diyarkirin (25) û di tabloya S1B de hatine kurt kirin. Me TMT-MS bikar anî da ku van 40 tevnên mêjî û hevberdana 27 bûyeran analîz bike. Bi tevahî, van her du daneyên mêjî 227,121 peptîdên bêhempa hilberandin, ku bi 12,943 proteomeyan ve hatine nexşe kirin (25). Tenê ew proteînên ku bi kêmî ve di 50% bûyeran de hatine hejmartin di vekolînên paşîn de hatine bicîh kirin. Daneyên vedîtina dawîn 8817 proteînên pîvandî hene. Asta pirbûna proteînê li gorî temen, zayend û navberê piştî mirinê (PMI) eyar bikin. Analîzkirina îfadeya cihêreng a berhevoka daneyê piştî paşvekêşanê destnîşan kir ku asta proteînê ya> 2000 bi girîngî hate guheztin [P <0.05, analîzkirina variansê (ANOVA)] di du an bêtir hevrêzên nexweşiyê de. Dûv re, me li ser bingeha proteînên bi rengek cûda diyarkirî, û P <0.0001 di berhevoka AD/kontrol û/an AD/PD de analîzek komê ya çavdêrîkirî pêk anî (Wêne S2, A û B, Tablo S2C). Van 165 proteînên pir guheztin bi zelalî bûyerên bi patholojiya AD-ê ji nimûneyên kontrol û PD-ê destnîşan dikin, û guhertinên AD-taybet ên di tevahiya proteome de piştrast dikin.
Dûv re me algorîtmayek bi navê Weighted Gene Co-Expression Network Analysis (WGCNA) bikar anî da ku analîza torê li ser proteoma mêjî ya keşifkirî pêk bîne, ya ku daneyan di modulên proteînan de bi şêwazên vegotinê yên wekhev birêxistin dike (11-13). Di analîzê de 44 modul (M) proteînên hev-derbirkirî, hatine rêzkirin û hejmartin ji ya herî mezin (M1, n = 1821 proteîn) heya ya herî piçûk (M44, n = 34 proteîn) (Wêne 2A û Tablo S2D) ). Wekî ku li jor hatî behs kirin (13) Profîla îfadeya nûner an proteîna taybetmendiya her modulê hesab bike, û wê bi rewşa nexweşiyê û patholojiya AD re têkildar bike, ango, hevalbendiya Tomara Nexweşiya Alzheimer (CERAD) û Braak Score (Wêne 2B) saz bikin. Bi tevahî, 17 modul bi neuropatolojiya AD-ê re têkildar bûn (P <0.05). Gelek ji van modulên bi nexweşiyê ve di heman demê de bi nîşangirên celeb-taybetî yên hucreyê jî dewlemend in (Wêne 2B). Wekî ku li jor behs kir (13), dewlemendkirina celebê hucreyê bi analîzkirina hevgirtina modulê û navnîşa referansê ya genên celeb-taybetî yên hucreyê tê destnîşankirin. Van genan ji daneyên weşandî yên di neuronên mişk ên veqetandî, hucreyên endotelyal û glial de têne derxistin. Ezmûna rêzgirtina RNA (RNA-seq) (29).
(A) WGCNA ya proteoma mêjî kifş bikin. (B) Analîza navîn a biweight (BiCor) ya proteîna nîşana modular (yekemîn pêkhateya sereke ya vegotina proteîna modular) bi taybetmendiyên neuropatolojîkî yên AD (jor), di nav de xalên CERAD (Aβ plaka) û Braak (tau tangles). Zêdebûna têkiliyên erênî (sor) û neyînî (şîn) ji hêla nexşeyek germê ya du-reng ve têne destnîşan kirin, û stêrk girîngiya statîstîkî nîşan dide (P <0.05). Testa Rastî ya Hypergeometric Fisher (FET) (jêr) bikar bînin da ku têkiliya celebê hucreyê ya her modulek proteîn binirxînin. Zêdebûna siya sor asta dewlemendkirina celebê şaneyê, û stêrk girîngiya statîstîkî nîşan dide (P <0.05). Rêbaza BH bikar bînin da ku nirxa P-ya ku ji FET-ê hatî derxistin rast bikin. (C) Analîza GO ya proteînên modular. Pêvajoyên biyolojîk ên herî nêzîk ji bo her modul an koma modulek têkildar têne destnîşan kirin. oligo, oligodendrocyte.
Komek ji pênc modulên dewlemend ên astrocyte û mîkroglia yên ku ji nêz ve têkildar in (M30, M29, M18, M24, û M5) bi neuropatolojiya AD re têkiliyek erênî ya xurt nîşan dan (Wêne 2B). Analîzkirina ontolojiyê van modulên glial bi mezinbûna hucreyê, belavbûn, û parastinê ve girêdide (Wêne 2C û Tablo S2E). Du modulên glial ên din, M8 û M22, di nexweşiyê de jî bi tundî têne rêve kirin. M8 pir bi rêça receptorê ya mîna Toll-ê ve girêdayî ye, kaskadeyek nîşankirinê ku di bersiva berevaniya xwerû de rolek sereke dilîze (30). Di heman demê de, M22 ji nêz ve bi guherandina piştî-wergerandinê re têkildar e. M2, ku ji hêla oligodendrocytes ve dewlemend e, bi patholojiya AD-ê re têkiliyek erênî ya bihêz û pêwendiyek ontolojîkî bi senteza nukleosîd û dubarekirina DNA re nîşan dide, ku di nexweşiyan de zêdebûna hucreyê zêde nîşan dide. Bi tevayî, van dîtinan bilindbûna modulên glial ên ku me berê di proteoma tora AD-ê de dîtiye piştgirî dikin (13, 17). Naha tê dîtin ku gelek modulên glial ên girêdayî AD-ê yên di torê de astên vegotinê yên kêmtir di rewşên kontrol û PD de nîşan didin, taybetmendiya nexweşiya wan a ku di AD-ê de bilind dibe ronî dike (Wêne S2C).
Tenê çar modul di proteoma tora me de (M1, M3, M10, û M32) bi patholojiya AD-ê re bi rengek neyînî ve girêdayî ne (P <0.05) (Wêne 2, B û C). Hem M1 û hem jî M3 di nîşankerên neuronal de dewlemend in. M1 pir bi nîşaneyên synaptîk ve girêdayî ye, dema ku M3 ji nêz ve bi fonksiyona mitochondrial ve girêdayî ye. Ji bo M10 û M32 delîlek dewlemendkirina celebê hucreyê tune. M32 girêdana di navbera M3 û metabolîzma hucreyê de nîşan dide, dema ku M10 bi mezinbûna hucreyê û fonksiyona mîkrotubulê re pir têkildar e. Li gorî AD-ê, her çar modul di kontrol û PD-ê de zêde dibin, ku wan guhartinên AD-ya taybetî yên nexweşiyê dide (Wêne S2C). Bi tevayî, ev encam piştgirî didin kêmbûna modulên dewlemend ên neuron ên ku me berê di AD-ê de dîtiye (13, 17). Bi kurtahî, analîza torê ya proteoma mêjî ya ku me kifş kir modulên AD-taybetî yên guhezbar ên ku bi dîtinên meyên berê re hevaheng in hilberandin.
AD ji hêla qonaxek asîmptomatîk a destpêkê (AsymAD) ve tête taybetmend kirin, ku tê de kes kombûna amyloid bêyî kêmbûna klînîkî ya klînîkî nîşan didin (5, 31). Ev qonaxa asîmptomatîk ji bo tespîtkirin û destwerdana zû pencereyek krîtîk nîşan dide. Me berê parastina modular a bihêz a proteoma tora mêjî ya AsymAD û AD-ê li seranserê daneyên serbixwe nîşan da (13, 17). Ji bo ku em pê ewle bin ku tora mêjî ya ku me niha keşif kir bi van vedîtinên berê re hevaheng e, me parastina 44 modulên di berhevoka daneya dubarekirî ya ji 27 rêxistinên DLPFC de analîz kir. Van rêxistinan kontrol (n = 10), AsymAD (n = 8) Û AD (n = 9) doz hene. Nimûneyên Kontrol û AD-ê di analîza koma mejiyê vedîtina me de (Tablo S1B) hatin girtin, dema ku dozên AsymAD tenê di hevrêziya dubarekirinê de bêhempa bûn. Van dozên AsymAD jî ji banka mêjî ya Emory Goizueta ADRC hatine. Her çend di dema mirinê de têgihîştin normal bû, asta amyloid bi anormalî bilind bû (navgîniya CERAD, 2,8 ± 0,5) (Table S1B).
Analîzkirina TMT-MS ya van 27 tevnên mêjî di hejmartina 11,244 proteomeyan de encam da. Ev hejmartina dawîn tenê wan proteînên ku bi kêmî ve 50% ji nimûneyan hatine hejmartin vedihewîne. Ev berhevoka daneya dubarekirî 8638 (98.0%) ji 8817 proteînên ku di analîza mêjiyê meya vedîtinê de hatine tespît kirin vedihewîne, û di navbera kontrol û hevrêzên AD de nêzî 3000 proteînên girîng guhezandine (P <0.05, piştî testa t-ya hevgirtî ya Tukey ji bo analîzkirina variansê) ( Tabloya S2F). Di nav van proteînên cûda yên diyarkirî de, 910 jî di navbera AD û dozên kontrolkirina proteomeya mêjî de guhertinên asta girîng nîşan dan (P <0.05, piştî ANOVA T-testa hevgirtî ya Tukey). Hêjayî gotinê ye ku ev 910 nîşanker di rêça guheztina di navbera proteomeyan de pir hevgirtî ne (r = 0.94, P <1.0 × 10-200) (Wêne S3A). Di nav proteînên zêde de, proteînên ku di navbera komên daneyê de guherînên herî domdar bi piranî endamên modulên M5 û M18 ên dewlemend-glial in (MDK, COL25A1, MAPT, NTN1, SMOC1, û GFAP). Di nav proteînên kêmkirî de, yên ku guheztinên herî domdar hema hema tenê endamên modula M1 (NPTX2, VGF, û RPH3A) bi synapse ve girêdayî bûn. Me guheztinên têkildar ên AD-ê yên midkine (MDK), CD44, proteîna 1 (SFRP1) û VGF-ya têkildar a veşartî ji hêla western blotting ve hatî verast kirin (Wêne S3B). Analîza parastina modulê destnîşan kir ku bi qasî 80% ji modulên proteîn (34/44) di proteoma mêjî de bi girîngî di berhevoka daneya dubarekirinê de hatine parastin (z-score> 1.96, FDR hatî rast kirin P <0.05) (Wêne S3C). Çardeh ji van modulan bi taybetî di navbera her du proteomeyan de hatine veqetandin (z-score> 10, FDR rast P <1.0 × 10−23). Bi tevayî, vedîtin û dubarekirina astek bilind a hevgirtinê di vegotina cihêreng û pêkhatina modularî ya di navbera proteoma mêjî de dubarebûna guheztinên di proteînên korteksa eniya AD-ê de ronî dike. Wekî din, wê jî piştrast kir ku AsymAD û nexweşiyên pêşkeftî xwedî strukturek torê ya mêjî pir dişibin hev.
Analîzek berfirehtir a vegotina cihêreng a di berhevoka daneya dubarekirina mêjî de astek girîng a guheztinên proteîna AsymAD ronî dike, di nav de bi tevahî 151 proteînên girîng guheztin di navbera AsymAD û kontrolê de (P <0.05) (Wêne S3D). Bi barkirina amyloidê re, APP di mêjiyê AsymAD û AD de pir zêde bû. MAPT tenê di AD-ê de pir girîng diguhezîne, ku bi zêdebûna astên tevliheviyê û pêwendiya wê ya naskirî bi kêmbûna cognitive re hevaheng e (5, 7). Modulên glial-dewlemend (M5 û M18) di proteînên zêde yên li AsymAD de pir têne xuyang kirin, dema ku modula M1 ya têkildar bi neuron re nûnerê herî proteînên kêmbûyî yên AsymAD e. Gelek ji van nîşankerên AsymAD di nexweşiyên nîşankirî de guhertinên mezintir nîşan didin. Di nav van nîşankeran de SMOC1, proteînek glial ya ku girêdayî M18 e, ku bi tumorên mêjî û pêşkeftina çav û lingan re têkildar e (32) heye. MDK faktorek mezinbûna heparin-girêdanê ye ku bi mezinbûna hucre û angiogenesisê ve girêdayî ye (33), endamek din a M18. Li gorî koma kontrolê, AsymAD bi girîngî zêde bû, li dûv re jî di AD-ê de zêdebûnek mezin çêbû. Berevajî vê, proteîna synaptîk neuropentraxin 2 (NPTX2) di mêjiyê AsymAD de bi girîngî kêm bû. NPTX2 berê bi neurodejenerasyonê re têkildar bû û di navbeynkariya synapsên dilşewat de rolek naskirî heye (34). Bi tevayî, van encaman cûrbecûr guhertinên proteîna pêşklînîk ên cihêreng ên di AD-ê de ku xuya dike ku bi giraniya nexweşiyê re pêşve diçin diyar dikin.
Ji ber ku me di vedîtina proteoma mêjî de kûrahiyek girîng a vegirtina proteînê bi dest xistiye, em hewl didin ku bi tevahî hevgirtina wê ya bi transkriptoma AD-a asta torê re fam bikin. Ji ber vê yekê, me proteoma mêjî ya ku me keşif kir bi modulaya ku me berê ji pîvana mîkrojenê ya 18,204 genan di AD (n = 308) û kontrolê (n = 157) tevnên DLPFC (13) de çêkir, berhev kir. li hev ketin. Bi tevahî, me 20 modulên RNA yên cihêreng nas kirin, ku gelek ji wan dewlemendkirina celebên hucreyên taybetî, di nav de noyron, oligodendrocytes, astrocytes, û mîkroglia (Wêne 3A) destnîşan kirin. Guhertinên pirjimar ên van modulan di AD-ê de di Figure 3B de têne xuyang kirin. Li gorî analîza meya berê ya proteîn-ARN-ê ku bi karanîna proteoma MS-ê ya ne nîşankirî ya kûrtir (nêzîkî 3000 proteîn) (13) ve girêdayî ye, piraniya 44 modulên di tora proteoma mêjî de ku me dît di tora transkrîptomê de ne. vedîtin û dubarekirina me ya 34 modulên proteîn ên ku di proteoma mêjî de pir têne ragirtin, tenê 14 (~ 40%) testa tam a Fisher (FET) derbas kirin, îsbat kir ku ji hêla îstatîstîkî ve bi transkriptomê re têkildariyek girîng heye (Wêne 3A). Bi tamîrkirina zirara DNA-yê (P-M25 û P-M19), wergera proteînê (P-M7 û P-M20), girêdana ARN-ê/veqetandinê (P-M16 û P-M21) û hedefkirina proteînê (P-M13 û P-) re hevaheng e. M23) bi modulên di transkrîptomê de li hev nake. Ji ber vê yekê, her çend di analîza hevberdanê ya heyî de komek daneya proteome ya kûrtir tê bikar anîn (13), piraniya proteoma tora AD-ê ji tora transkriptome re nayê nexşandin.
(A) Hîpergeometrîk FET di modula RNA ya transkrîptoma AD (jor) de dewlemendkirina nîşankerên celeb-taybetî yên hucreyê û asta hevgirtinê ya di navbera modulên RNA (x-ax) û proteîn (y-ax) de yên mejiyê AD nîşan dide. (jêr) . Zêdebûna siya sor asta dewlemendkirina celebên hucreyê di panela jorîn de û tundiya hevgirtina modulan di panela jêrîn de destnîşan dike. Stêrk girîngiya statîstîkî nîşan dide (P <0,05). (B) Asta pêwendiyê di navbera genên taybetmendiya her modulek transkrîptomê û rewşa AD de. Modulên li milê çepê yên herî neyînî bi AD (şîn) re têkildar in, û yên li rastê jî bi AD-ê (sor) re têkildar in. Nirxa P-ya rastkirî ya BH-ya-veguhestî asta girîngiya statîstîkî ya her pêwendiyê destnîşan dike. (C) Modulên berbiçav ên berbiçav ên bi dewlemendkirina celebê hucreya hevbeş. (D) Analîza pêwendiyê ya guheztina qat a log2 ya proteîna nîşankirî (x-texîn) û RNA (tengê y) di modula hevgirtî de. Rêjeya pêwendiya Pearson bi nirxa P-ya têkildar re tê xuyang kirin. Mîkro, mîkroglia; laşên ezmanî, astrocytes. CT, kontrol.
Piraniya modulên proteîn û RNA yên hevgirtî profîlên dewlemendkirina celebê hucreyê û rêwerzên guheztina AD-ya domdar parve dikin (Wêne 3, B û C). Bi gotinek din, modula M1 ya proteoma mêjî (PM1)-girêdayî synapse bi sê modulên RNA-yên homolog ên dewlemend ên neuronal (R-M1, R-M9 û R-M16) ve hatî nexşandin, ku di AD-yê de Herdu jî destnîşan kirin. asteke kêmkirî. Bi vî rengî, modulên proteîna M5 û M18-dewlemend ên glial bi modulên RNA yên dewlemend ên astrocytes û nîşankerên mîkroglial (R-M3, R-M7, û R-M10) re hevûdu dikin û di zêdebûna nexweşiyan de pir beşdar dibin. Van taybetmendiyên modular ên hevpar ên di navbera her du daneyan de bêtir piştgirî didin dewlemendkirina celebê hucreyê û guhertinên bi nexweşiyê yên ku me di proteoma mêjî de dîtiye. Lêbelê, me di van modulên hevbeş de di navbera asta RNA û proteînên nîşankerên kesane de gelek cûdahiyên girîng dît. Analîza pêwendiyê ya vegotina cihêreng a proteomîk û transkrîptomîka molekulan di nav van modulên hevgirtî de (Wêne 3D) vê nakokîbûnê ronî dike. Mînakî, APP û çend proteînên modulên glial ên din (NTN1, MDK, COL25A1, ICAM1, û SFRP1) di proteoma AD de zêdebûnek girîng nîşan dan, lê di transkrîptoma AD-ê de hema hema ti guhertin tune bû. Dibe ku ev guheztinên proteîn-taybetî ji nêz ve bi plakên amyloid ve girêdayî bin (23, 35), proteome wekî çavkaniya guheztinên patholojîkî ronî dikin, û dibe ku ev guhertin di transkrîptomê de neyên xuyang kirin.
Piştî ku me vekolînek serbixwe mejî û proteomên CSF-ê yên ku me keşf kirin, me analîzek berfireh a du daneyên daneyan pêk anî da ku biyomarkerên AD CSF yên bi pathofîzyolojiya tora mêjî ve girêdayî nas bikin. Divê em pêşî lihevhatina her du proteomeyan diyar bikin. Her çend bi gelemperî tê pejirandin ku CSF di mêjiyê AD-ê de guheztinên neurokîmyayî nîşan dide (4), asta rast a hevgirtina di navbera mêjiyê AD û proteoma CSF de ne diyar e. Bi berhevkirina hejmara hilberên genê yên hevpar ên ku di her du proteomên me de hatine tespît kirin, me dît ku ji sedî 70% (n = 1936) ji proteînên ku di şilava cerebrospinal de hatine nas kirin di mêjî de jî hatine pîvandin (Wêne 4A). Piraniya van proteînên hevgirtî (n = 1721) li yek ji 44 modulên hev-derbirînê yên ji berhevoka daneya mêjî ya keşfê têne nexşandin (Wêne 4B). Wekî ku tê hêvî kirin, şeş modulên mêjî yên herî mezin (M1 heta M6) herî zêde lihevhatina CSF nîşan dan. Lêbelê, modulên mêjî yên piçûktir hene (mînakî, M15 û M29) ku digihîjin dereceyek neçaverêkirî ya bilind, ku ji modulek mêjî du caran mezinahiya wê mezintir e. Ev me teşwîq dike ku em rêbazek hûrgulî, bi îstatîstîkî bi rê ve bibin da ku hevgirtina di navbera mêjî û şilava cerebrospinal de hesab bikin.
(A û B) Proteînên ku di mêjûya keşfê û daneyên CSF de têne kifş kirin li hev dibin. Piraniya van proteînên hevgirtî bi yek ji 44 modulên hev-derbirînê yên tora hevîfadekirina mêjî re têkildar in. (C) Têkiliya di navbera proteoma şilava cerebrospinal û proteoma tora mêjî de kifş bikin. Her rêzek nexşeya germê vekolînek veqetandî ya FET ya hîpergeometrîk nîşan dide. Rêza jorîn lihevhatina (siya gewr/reş) di navbera modula mêjî û tevahiya proteoma CSF de nîşan dide. Rêza duyemîn destnîşan dike ku hevgirtina di navbera modulên mêjî û proteîna CSF (bi rengê sor hatî rijandin) di AD-ê de bi girîngî tê verast kirin (P <0.05). Rêza sêyemîn destnîşan dike ku hevgirtina di navbera modulên mêjî û proteîna CSF (siya şîn) de di AD-ê de bi girîngî kêm-rêkûpêk e (P <0.05). Rêbaza BH bikar bînin da ku nirxa P-ya ku ji FET-ê hatî derxistin rast bikin. (D) Panela modulê ya pêçandî li ser bingeha komeleya celebê hucreyê û şertên GO yên têkildar. Van panelan bi tevahî 271 proteînên bi mêjî ve girêdayî ne, ku di proteoma CSF de xwedan îfadeya cihêreng a watedar e.
Bi karanîna FET-ên yek-dil, me girîngiya hevgirtina proteînê di navbera proteoma CSF û modulên mêjî yên kesane de nirxand. Di analîzê de derket holê ku bi tevahî 14 modulên mêjî yên di berhevoka daneya CSF de xwedan hevgirtinên girîng ên îstatîstîkî ne (P<0.05 verastkirî FDR), û modulek din (M18) ku hevgirtina wê nêzîkê girîngiyê ye (FDR verastkirî P = 0.06) (Wêne 4C , rêza jorîn). Em di heman demê de bi modulên ku bi proteînên CSF-ê yên ku bi rengek cûda têne xuyang kirin bi tundî li hev dikin eleqedar dibin. Ji ber vê yekê, me du analîzên din ên FET bicîh kirin da ku diyar bikin ka kîjan ji (i) proteîna CSF di AD-ê de bi girîngî zêde bû û (ii) proteîna CSF di AD-ê de bi girîngî kêm bû (P <0.05, testa t AD / kontrolê) Modulên mêjî yên bi hevgirtina watedar. di navbera wan de. Wekî ku di rêzên navîn û jêrîn ên Figure 4C de tê xuyang kirin, van analîzên pêvek destnîşan dikin ku 8 ji 44 modulên mêjî bi girîngî bi proteîna ku di AD CSF de hatî zêdekirin (M12, M1, M2, M18, M5, M44, M33, û M38) li hev dikin. . ), di heman demê de ku tenê du modul (M6 û M15) bi proteîna kêmkirî ya di AD CSF de hevgirtinek watedar nîşan dan. Wekî ku tê çaverê kirin, hemî 10 modul di 15 modulan de ne ku bi proteoma CSF-ê re hevahengiya herî zêde ne. Ji ber vê yekê, em texmîn dikin ku ev 15 modul çavkaniyên biyomarkerên CSF-ê yên ji mêjiyê AD-ê yên hilbera bilind in.
Me van 15 modulên hevgirtî li pênc panelên proteîn ên mezin li ser bingeha nêzîkbûna wan a di diagrama dara WGCNA de û têkiliya wan bi celebên hucreyê û ontolojiya genê re veqetand (Wêne 4D). Di panela yekem de modulên bi nîşankerên neuron û proteînên têkildar ên synapse (M1 û M12) dewlemend in. Panela synaptîk bi tevahî 94 proteînan vedihewîne, û astên di proteoma CSF de bi girîngî guhezîne, ku ew di nav pênc panelan de dike çavkaniya herî mezin a nîşankerên CSF-ya mêjî. Koma duyemîn (M6 û M15) pêwendiya nêzîk bi nîşankerên hucreya endothelial û laşê vaskuler re, wekî "başbûna birînê" (M6) û "rêveberiya bersivdana bêparasiya humoral" (M15) nîşan da. M15 di heman demê de bi metabolîzma lipoproteinê re jî pir têkildar e, ku ji nêz ve bi endothelium ve girêdayî ye (36). Panela vaskuler 34 nîşankerên CSF yên girêdayî mêjî hene. Di koma sêyemîn de modulên (M2 û M4) hene ku bi nîşankerên oligodendrocyte û pirbûna hucreyê re têkildar in. Mînakî, şertên ontolojiyê yên asta jor ên M2 "rêveberiya erênî ya dubarekirina DNA" û "pêvajoya biosenteza purine" vedihewîne. Di vê navberê de, yên M4 di nav xwe de "cudakirina hucreya glial" û "veqetandina kromozomê" hene. Panela myelination 49 nîşankerên CSF yên girêdayî mêjî vedihewîne.
Koma çaremîn piraniya modulan (M30, M29, M18, M24, û M5) dihewîne, û hema hema hemî modul di mîkroglia û nîşankerên astrocyte de pir dewlemend in. Mîna panela myelination, panela çaremîn jî modulên (M30, M29, û M18) hene ku ji nêz ve bi belavbûna hucreyê ve girêdayî ne. Modulên din ên di vê komê de pir bi têgînên immunolojîk ve girêdayî ne, wekî "pêvajoya bandora xweparastinê" (M5) û "rêveberiya bersivê ya berevaniyê" (M24). Koma xweparastina glial 42 nîşankerên CSF yên girêdayî mêjî vedihewîne. Di dawiyê de, panela paşîn li ser çar modulên (M44, M3, M33, û M38) 52 nîşangirên têkildarî mêjî vedihewîne, ku hemî li ser laş bi hilanîna enerjiyê û metabolîzmê ve girêdayî ne. Ji van modulan (M3) ya herî mezin ji nêz ve bi mitochondria ve girêdayî ye û ji hêla nîşankerên taybetî yên neuron ve dewlemend e. M38 di vê metabolomê de yek ji endamên modulên piçûktir e û di heman demê de taybetmendiya neuronê nerm jî nîşan dide.
Bi tevayî, van pênc panelan cûrbecûr celeb û fonksiyonên hucreyê di kortika AD-ê de nîşan didin, û bi hev re 271 nîşangirên CSF-ê yên têkildarî mêjî (Table S2G) vedigirin. Ji bo ku em rastdariya van encamên MS-ê binirxînin, me ceribandina dirêjkirina nêzikbûnê (PEA), teknolojiyek antî-bingeh a ortogonal bi kapasîteyên pirrengkirinê, hesasiyet û taybetmendiya bilind bikar anî, û nimûneyên herikîna cerebrospinal ji nû ve vekolîn ku me dît Komek ji van 271 biyomarkeran. (n = 36). Van 36 armanc guhertina di pirjimara AD-ê ya PEA-yê de, ku ji nêz ve bi vedîtinên me yên MS-ê ve girêdayî ye (r = 0,87, P = 5,6 × 10-12) destnîşan dikin, ku encamên analîza meya MS-ya berfireh bi tundî verast kir (Wêne S4 ).
Mijarên biyolojîkî yên ku ji hêla pênc komên me ve têne destnîşan kirin, ji nîşana synaptîk heya metabolîzma enerjiyê, hemî bi pathogenesis AD ve girêdayî ne (1-3). Ji ber vê yekê, hemî 15 modulên ku van panelan vedigirin bi patholojiya AD-ê ya di proteoma mêjî ya ku me vedîtin ve girêdayî ne (Wêne 2B). Ya herî berbiçav pêwendiya patholojîkî ya erênî ya bilind di navbera modulên me yên glial de û pêwendiya patholojîkî ya neyînî ya bihêz a di navbera modulên meya neuronal ên herî mezin (M1 û M3) de ye. Analîza îfadeya cihêreng a proteoma mejiyê me yê dubarekirî (Wêne S3D) di heman demê de proteînên glial ên ji M5 û M18-ê derdixe jî ronî dike. Di AsymAD û AD-ya nîşankirî de, herî zêde proteînên glial û synapses-girêdayî M1 zêde bûne Proteîn herî zêde kêm dibe. Van çavdêriyan destnîşan dikin ku 271 nîşangirên şilava cerebrospinal ku me di pênc koman de nas kir bi pêvajoyên nexweşiyê yên di kortika AD-ê de têkildar in, tevî yên ku di qonaxên destpêkê yên asîmptomatîkî de çêdibin.
Ji bo ku em arastekirina guheztina proteînên panelê di mêjî û şilava spî de baştir analîz bikin, me ji bo her yek ji 15 modulên hevgirtî ev tişt xêz kir: (i) asta pirbûna modulê di berhevoka daneya mêjî de dît û (ii) modul proteîn Cûdahî di şilava mêjî de tê diyar kirin (Wêne S5). Wekî ku berê hate behs kirin, WGCNA ji bo destnîşankirina pirbûna modul an nirxa proteîna taybetmendiyê di mêjî de tê bikar anîn (13). Nexşeya volqan ji bo danasîna vegotina cûda ya proteînên modular ên di şilava cerebrospinal de (AD/kontrol) tê bikar anîn. Van jimareyan destnîşan dikin ku sê ji pênc panelan di mejî û şilava spî de meylên cûda yên îfadeyê nîşan didin. Du modulên panela synapse (M1 û M12) di mejiyê AD-ê de kêmbûnek di asta pirbûnê de nîşan didin, lê bi girîngî bi proteîna zêde ya di AD CSF de hevûdu dikin (Wêne S5A). Modulên girêdayî neuron ên ku metabolomê (M3 û M38) vedihewînin, şêwazên derbirrîna mejî û şilava cerebrospinal wekhev nakokî nîşan didin (Wêne S5E). Panela vaskuler di heman demê de meylên vegotinê yên cihêreng destnîşan kir, her çend modulên wê (M6 û M15) di mêjiyê AD-ê de bi nermî zêde bûn û di CSF-ya nexweş de kêm bûn (Wêne S5B). Du panelên mayî torên glial ên mezin hene ku proteînên wan di her du beşan de bi domdarî têne rêve kirin (Wêne S5, C û D).
Ji kerema xwe not bikin ku ev meyl ji hemî nîşankerên van panelan re ne hevpar in. Mînakî, panela synaptîk çend proteîn dihewîne ku di mêjiyê AD û CSF de bi girîngî kêm dibin (Wêne S5A). Di nav van nîşangirên şilava cerebrospinal-ê yên birêkûpêk de NPTX2 û VGF ya M1, û kromogranîn B ya M12 hene. Lêbelê, tevî van îstîsnayan, piraniya nîşangirên me yên synaptîk di şilava spî ya AD de bilind dibin. Bi tevayî, van analîzan karîbûn di her pênc panelên me de meylên girîng ên îstatîstîkî yên di asta mêjî û mêjûya cerebrospinal de cûda bikin. Van meyldaran pêwendiya tevlihev û pir caran cûda di navbera vegotina proteîna mêjî û CSF de di AD de ronî dikin.
Dûv re, me analîza dubarekirina MS-ê ya bilind-rêveber (berberdana CSF 1) bikar anî da ku 271 komek biyomarkerên xwe berbi armancên herî hêvîdar û vebirrdar teng bikin (Wêne 5A). Kopiya CSF 1 bi tevahî 96 nimûneyên ji Emory Goizueta ADRC, di nav de kontrol, AsymAD, û koma AD (Table S1A) vedihewîne. Van bûyerên AD-ê bi kêmbûna hişmendiya sivik (navgîniya MoCA, 20.0 ± 3.8) têne diyar kirin, û guhertinên di biyomarkerên AD-ê de di şilava cerebrospinal de hatine pejirandin (Table S1A). Berevajî analîza CSF-ya ku me dît, ev dubarekirin bi karanîna rêbazek MS-ê ya "yek-shot" (bêyî perçebûna off-line) bikêrhatîtir û bi rêkûpêktir tête kirin, tevî protokolek amadekirina nimûneyê ya hêsan ku hewcedariya kêmkirina immunodebûna nimûneyên takekesî ji holê radike. . Di şûna wê de, "kanalek zêdekirina" ya bêparêzî ya yekane tête bikar anîn da ku nîşana proteînên kêm zêde zêde bike (37). Her çend ew vegirtina proteomê ya tevahî kêm dike, ev rêbaza yek-şok bi girîngî dema makîneyê kêm dike û hejmara nimûneyên nîşankirî yên TMT-ê yên ku dikarin werin analîz kirin zêde dike (17, 38). Bi tevahî, analîzê 6,487 peptîd nas kir, ku di 96 bûyeran de bi 1,183 proteomeyan ve girêdayî ye. Wekî ku bi analîza CSF-ê ya ku me dît, tenê ew proteînên ku bi kêmî ve 50% ji nimûneyan hatine hejmartin di nav hesabên paşîn de hatine bicîh kirin, û dane ji bo bandorên temen û zayendê paşve çû. Vê yekê bû sedema hejmartina paşîn a 792 proteome, ku 95% ji wan jî di berhevoka daneyên CSF de hatine dîtin.
(A) Armancên proteîna CSF-ya têkildar bi mêjî ve di yekem hevrêziya CSF-ê ya dubarekirî de hatine verast kirin û di panela paşîn de (n = 60) tê de hene. (B heta E) Astên biyomarkera panelê (z-pûlanên pêkhatî) di çar hevrêzên dubarekirina CSF de têne pîvandin. Ji bo nirxandina girîngiya statîstîkî ya guheztinên pirbûnê di her analîzek dubare de testên t-hevkirî an ANOVA bi paş-serrastkirina Tukey re hatin bikar anîn. CT, kontrol.
Ji ber ku em bi taybetî eleqedar in ku 271 hedefên xwe yên CSF-ya têkildar bi mejî ve bi vekolînek berfireh verast bikin, em ê vekolîna din a vê proteomeya dubarekirî bi van nîşankeran sînordar bikin. Di nav van 271 proteînan de, 100 di dubarekirina CSF 1 de hatin tesbît kirin. Figure S6A îfadeya cihêreng a van 100 nîşankerên hevgirtî yên di navbera nimûneyên dubarekirina kontrolê û AD de nîşan dide. Histonên synaptîk û metabolîtan di AD de herî zêde zêde dibin, lê di nexweşiyê de proteînên vaskuler herî zêde kêm dibin. Piraniya 100 nîşangirên hevgirtî (n = 70) di her du daneyên daneyan de heman arasteyî guherînê diparêzin (Wêne S6B). Van 70 nîşankerên CSF yên pejirandî yên bi mêjî (Table S2H) bi piranî meylên îfadeya panelê yên ku berê hatine dîtin nîşan didin, ango, birêkûpêkkirina proteînên vaskuler û bilindkirina hemî panelên din. Tenê 10 ji van 70 proteînên pejirandî guheztinên di pirbûna AD-ê de destnîşan kirin ku li dijî van meylên panelê ne. Ji bo ku em panelek çêbikin ku baştirîn meyla giştî ya mêjî û şilava cerebrospinal nîşan dide, me van 10 proteînan ji panela balkêş a ku me di dawiyê de verast kir (Wêne 5A) derxistin. Ji ber vê yekê, panela me di dawiyê de bi tevahî 60 proteînên ku di du hevrêzên serbixwe yên CSF AD-ê de bi karanîna amadekirina nimûneyên cihêreng û analîza platforma MS-ê têne verast kirin vedihewîne. Pîlanên bilêvkirina z-score yên van panelên dawîn di rewşên kontrolê yên CSF 1 û AD-ê de meyla panelê ya ku di koma CSF ya ku me dît de hatî dîtin piştrast kir (Wêne 5B).
Di nav van 60 proteînan de, molekulên ku bi AD ve girêdayî ne, wekî osteopontin (SPP1) hene, ku sîtokinek pro-înflamatuar e ku di gelek lêkolînan de bi AD-ê re têkildar e (39-41), û GAP43, Proteînek synaptîk. ku bi zelalî bi neurodejenerasyonê ve girêdayî ye (42). Proteînên herî bi tevahî hatine verast kirin nîşankerên ku bi nexweşiyên din ên neurodejenerative re têkildar in, wek mînak skleroza paşîn a amyotrophic (ALS) girêdayî superoxide dismutase 1 (SOD1) û nexweşiya Parkinson ya têkildar desaccharase (PARK7). Me her weha verast kir ku gelek nîşangirên din, wek SMOC1 û proteîna nîşana girêdana membranê ya dewlemend 1 (BASP1), girêdanên berê yên bi neurodejenerasyonê re sînordar kirine. Hêjayî gotinê ye ku ji ber pirbûna wan ya kêm a di proteoma CSF-ê de, ji me re dijwar e ku em vê rêbaza vedîtina yek-şûşeyek bilind-rêveber bikar bînin da ku MAPT û hin proteînên din ên girêdayî AD-ê bi pêbawer tespît bikin (mînak, NEFL û NRGN ) (43, 44).
Dûv re me van 60 nîşangirên panelê yên pêşîn di sê analîzên dubare yên zêde de kontrol kirin. Di CSF Copy 2 de, me yek TMT-MS bikar anî da ku komek serbixwe ya 297 kontrol û nimûneyên AD ji Emory Goizueta ADRC (17) analîz bike. Replication CSF 3 ji nû ve analîzek daneyên TMT-MS yên berdest ên ji 120 nexweşên kontrolê û AD ji Lozanê, Swîsreyê vedihewîne (45). Me di her danûstendinê de ji sê sêyan zêdetir ji 60 nîşangirên pêşîn tespît kir. Her çend lêkolîna Swîsreyî platformên cihêreng ên MS-ê û rêbazên hejmartina TMT-ê bikar anîne (45, 46), me meylên panela xwe di du analîzên dubare de bi tundî dubare kir (Wêne 5, C û D, û Tabloyên S2, I, û J). Ji bo nirxandina taybetmendiya nexweşiya koma xwe, me TMT-MS bikar anî da ku berhevoka daneya dubarekirina çaremîn (CSF replication 4) analîz bike, ku ne tenê dozên kontrolê (n = 18) û AD (n = 17), lê di heman demê de PD jî ( n = 14)), ALS (n = 18) û nimûneyên dementiya eniya-temporal (FTD) (n = 11) (Table S1A). Me bi serfirazî hema hema du-sê proteînên panelê di vê hevrêzê de (38 ji 60) hejmartin. Van encam di her pênc panelên biyomarker de guheztinên taybetî yên AD-ê ronî dikin (Wêne 5E û Tablo S2K). Zêdebûna koma metabolîtê taybetmendiya AD-ê ya herî bihêz nîşan da, li dûv koma myelination û glial. Bi kêmasî, FTD di navbera van panelan de zêdebûnek jî nîşan dide, ku dibe ku guhertinên torê yên potansiyel ên wekhev nîşan bide (17). Berevajî vê, ALS û PD hema hema heman profîlên myelination, glial, û metabolome wekî koma kontrolê nîşan dan. Bi tevayî, tevî cûdahiyên di amadekirina nimûneyê de, platforma MS-ê, û rêbazên hejmartina TMT-ê, van analîzên dubare destnîşan dikin ku nîşankerên panelê yên pêşîn ên me di zêdetirî 500 nimûneyên CSF-ê yên bêhempa de guheztinên taybetî yên AD-ê pir domdar hene.
Neurodejenerasyona AD-ê çend sal berî destpêkirina nîşanên cognitive bi berfirehî hate nas kirin, ji ber vê yekê hewcedariya lezgîn bi biyomarkerên AsymAD heye (5, 31). Lêbelê, bêtir û bêtir delîl destnîşan dikin ku biyolojiya AsymAD ji homojen dûr e, û pêwendiya tevlihev a xetere û berxwedanê dibe sedema cûdahiyên kesane yên mezin di pêşkeftina nexweşiya paşîn de (47). Her çend ji bo naskirina dozên AsymAD-ê têne bikar anîn, astên biyomarkerên bingehîn ên CSF (Aβ1-42, tau tevahî û p-tau) îsbat nekiriye ku bi pêbawerî pêşbîn bike ka kî dê ber bi dementiayê ve biçe (4, 7), ku bêtir destnîşan dike Dibe ku ev be. pêdivî ye ku amûrên biyomarker ên holîstîkî yên ku li ser bingeha gelek aliyên fîzyolojiya mêjî ve girêdayî ne werin vehewandin da ku xetereya vê nifûsê bi awakî rast were dabeş kirin. Ji ber vê yekê, me paşê panela biyomarkera xwe ya pejirandî ya AD-ê di nifûsa AsymAD ya nusxeya CSF 1 de analîz kir. Van 31 bûyerên AsymAD astên biyomarkera bingehîn ên nenormal (Aβ1-42 / rêjeya tau tevayî ELISA, <5.5) û zanîna tevahî (navgîniya MoCA, 271) nîşan dan. ± 2.2) (Tablo S1A). Digel vê yekê, hemî kesên bi AsymAD re xwedan xalek dementiya klînîkî ya 0 ne, ku nîşan dide ku delîlek kêmbûna performansa rojane ya zanînî an fonksiyonel tune.
Me pêşî astên panelên pejirandî di hemî 96 dubareyên CSF 1 de, tevî hevrêziya AsymAD, analîz kir. Me dît ku gelek panelên di koma AsymAD de xwedan guheztinên berbiçav ên mîna AD-yê bûn, panela vaskuler li AsymAD meylek daketî nîşan da, dema ku hemî panelên din meylek ber bi jor ve nîşan dan (Wêne 6A). Ji ber vê yekê, hemî panelan bi ELISA Aβ1-42 û asta tau ya tevahî re têkiliyek pir girîng nîşan dan (Wêne 6B). Berevajî vê, pêwendiya di navbera komê û xala MoCA de bi rêkûpêk xizan e. Yek ji vedîtinên balkêştir ên ji van analîzan rêjeyek mezin a pirbûna panelê di hevbendiya AsymAD de ye. Wekî ku di Figure 6A de tê xuyang kirin, asta panelê ya koma AsymAD bi gelemperî asta panelê ya koma kontrolê û koma AD-ê derbas dike, guhezbariya nisbeten bilind nîşan dide. Ji bo ku em vê heterojeniya AsymAD bêtir lêkolîn bikin, me analîza Pîvana Pirrengî (MDS) li 96 bûyerên CSF 1-ê dubare kir. Analîzkirina MDS dihêle ku meriv wekheviya di navbera bûyeran de li ser bingeha hin guhêrbarên di berhevoka daneyê de xuya bike. Ji bo vê analîza komê, em tenê wan nîşankerên panelê yên pejirandî bikar tînin ku di asta vedîtina CSF û dubarekirina 1 proteome (n = 29) (Table S2L) de guherînek girîng a îstatîstîkî heye (P <0.05, AD/kontrol). Vê analîzê di navbera kontrola me û dozên AD-ê de kombûna cîhê zelal hilberand (Wêne 6C). Berevajî vê, hin bûyerên AsymAD bi eşkere di koma kontrolê de têne kom kirin, lê yên din di dozên AD de cih digirin. Ji bo bêtir vekolîna vê heterojeniya AsymAD, me nexşeya xweya MDS bikar anî da ku du komên van dozên AsymAD diyar bikin. Di koma yekem de dozên AsymAD yên ku nêzî kontrolê bûne (n = 19) vedihewîne, dema ku koma duyemîn ji hêla dozên AsymAD ve bi profîlek nîşankerê ku nêzî AD-ê ye (n = 12) ve hatî destnîşan kirin.
(A) Asta derbirînê (z-score) ya koma biyomarkera CSF di hemî 96 nimûneyên di berhevoka CSF 1 de, di nav de AsymAD. Ji bo nirxandina girîngiya statîstîkî ya guheztinên pirbûna panelê ji bo nirxandina girîngiya statîstîkî ya bi paş-sererastkirina Tukey re analîza variansê hate bikar anîn. (B) Analîza pêwendiya asta pirbûna proteîna panelê (z-score) bi xala MoCA û asta tau ya tevayî di nimûneyên ELISA Aβ1-42 û CSF kopî 1 de. Rêjeya pêwendiya Pearson bi nirxa P-ya têkildar re tê xuyang kirin. (C) MDS ya 96 dozên CSF yên kopî 1 li ser bingeha astên pirbûna 29 nîşankerên panelê yên pejirandî bû, ku hem di berhevokên daneyan de hem di vedîtin û hem jî di kopiya CSF 1 de girîng hatin guheztin [P <0,05 AD/kontrol (CT)]. Ev analîz hate bikar anîn da ku koma AsymAD li binkomên kontrolê (n = 19) û AD (n = 12) dabeş bikin. (D) Pîvana volqan îfadeya cihêreng a hemî proteînên CSF-ê yên dubarekirina 1-ê bi guherîna qatkirina log2 (x-ax) li gorî nirxa P-ya statîstîkî -log10 di navbera her du binkrûpên AsymAD de nîşan dide. Biyomarkerên panelê rengîn in. (E) Asta pirbûna dubarekirina CSF 1 ya biyomarkerên koma hilbijartinê bi rengek cûda di navbera binekomên AsymAD de têne diyar kirin. Ji bo nirxandina girîngiya îstatîstîkî, analîza paşîn a veguheztinê ya Tukey hate bikar anîn.
Me îfadeya proteîna cûda ya di navbera van kontrol û dozên AsymAD yên mîna AD-ê de lêkolîn kir (Wêne 6D û Tablo S2L). Nexşeya volkanê ya ku derket holê destnîşan dike ku 14 nîşankerên panelê di navbera her du koman de pir girîng hatine guhertin. Piraniya van nîşankeran endamên synapse û metabolomê ne. Lêbelê, SOD1 û substrate proteîna kînaza C ya bi alanîn-dewlemend a mîrîstoylated (MARCKS), ku bi rêzê ve endamên komên xweparastina myelin û glial in, di heman demê de ji vê komê ne (Wêne 6, D û E). Panela vaskuler di heman demê de du nîşankeran jî beşdar kir ku di koma AsymAD-ya mîna AD-ê de bi girîngî kêm bûne, di nav de proteîna girêdana AE 1 (AEBP1) û endamê malbatê C9. Di ELISA AB1-42 (P = 0.38) û p-tau (P = 0.28) de di navbera binkomên AsymAD yên kontrolê û AD-yê yên mîna AsymAD de cûdahiyek girîng tune bû, lê bi rastî di asta tau ya tevahî de cûdahiyek girîng hebû (P = 0.0031 ) (Hêjî S7). Gelek nîşankerên panelê hene ku destnîşan dikin ku guhertinên di navbera her du binkrûpên AsymAD de ji asta tau ya tevahî girîngtir in (mînak, YWHAZ, SOD1, û MDH1) (Wêne 6E). Bi tevayî, van encaman destnîşan dikin ku panela meya pejirandî dibe ku biyomarkerên ku dikarin binecure û xetereya potansiyel a nexweşên bi nexweşiya asîmptomatîk bişopînin hene.
Pêdiviya lezgîn bi amûrên biyomarker-based pergalê heye ku çêtir pîvandin û pîvazolojiyên cihêreng ên li pişt AD-ê armanc bikin. Tê payîn ku ev amûr ne tenê çarçoweya tespîtkirina AD-ya me biguhezînin, lê di heman demê de pejirandina stratejiyên dermankirinê yên bi bandor, nexweş-taybet jî pêşve bibin (1, 2). Ji bo vê mebestê, me nêzîkatiyek proteomîk a bêalî ya bêalî li mêjî û CSF-ya AD-yê û CSF kir da ku biyomarkerên CSF-ya-based nas bikin ku cûrbecûr rêgezek patofîzyolojiya bingeh-mejî nîşan didin. Analîza me pênc panelên biyomarkera CSF hilberandin, ku (i) synapses, damarên xwînê, myelin, bêserûberî û metabolîk nîşan didin; (ii) li ser platformên cihêreng ên MS-ê ji nû ve hilberandinek xurt nîşan bidin; (iii) Guhertinên pêşkeftî yên nexweşiya taybetî li seranserê qonaxên destpêkê û dereng ên AD nîşan bidin. Bi tevayî, van vedîtinan ji bo lêkolîna AD û serîlêdanên klînîkî yên cihêreng, pêbawer, amûrên biyomarker ên cihêreng, pêbawer, tevnegerî gavek sozdar nîşan didin.
Encamên me rêxistina pir parastî ya proteoma tora mêjî ya AD-ê destnîşan dikin û karanîna wê wekî lengerek ji bo pêşkeftina biyomarkera-based pergalê piştgirî dikin. Analîza me destnîşan dike ku du daneyên TMT-MS yên serbixwe yên ku mêjiyên AD û AsymAD hene xwedan modularbûnek xurt in. Van vedîtinan xebata meya berê dirêj dikin, parastina modulên hêzdar ên zêdetirî 2,000 tevnvîsên mêjî yên ji gelek hevrêzên serbixwe yên di kortika pêşiyê, parietal û demkî de nîşan didin (17). Vê tora lihevhatinê guheztinên cihêreng ên têkildarî nexweşiyê yên ku di lêkolîna heyî de têne dîtin, di nav de zêdebûna modulên înflamatuar ên dewlemend-glial û kêmbûna modulên dewlemend ên neuron nîşan dide. Mîna lêkolîna heyî, ev torgilokek mezin jî di AsymAD de guherînên moduler ên girîng vedihewîne, ku cûrbecûr pathophysiolojiya pêş-klînîkî ya cihêreng nîşan dide (17).
Lêbelê, di vê çarçoweya pergala-based a pir muhafezekar de, heterojeniya biyolojîkî ya hûrbekirî, nemaze di nav kesên di qonaxên destpêkê yên AD de heye. Panela biyomarkera me dikare du binkrûpan di AsymAD-ê de nîşan bide, ku îfadeya cihêreng a girîng a gelek nîşangirên CSF-ê destnîşan dikin. Koma me karîbû cûdahiyên biyolojîkî yên di navbera van her du koman de, ku di asta biyomarkerên bingehîn ên AD de ne diyar bûn, ronî bike. Li gorî koma kontrolê, rêjeyên Aβ1-42 / tevahî tau yên van kesên AsymAD bi rengek ne normal kêm bûn. Lêbelê, tenê astên tevahî tau di navbera her du binkrûpên AsymAD de bi girîngî cûda bûn, dema ku astên Aβ1-42 û p-tau bi nisbî berawirdî man. Ji ber ku tauya CSF ya bilind xuya dike ku ji astên Aβ1-42 (7) çêtir pêşbînkerek nîşanên cognitive çêtir e, em guman dikin ku du hevrêzên AsymAD dikarin xwedan xetereyên cûda yên pêşveçûna nexweşiyê bin. Ji ber mezinahiya nimûneya tixûbdar a AsymAD-a me û nebûna daneyên dirêj, lêkolînek din hewce ye ku bi pêbawerî van encaman derxîne. Lêbelê, ev encam destnîşan dikin ku panelek CSF-ya-based dikare kapasîteya me zêde bike ku bi bandorkerî kesan di qonaxa asîmptomatîkî ya nexweşiyê de dabeş bikin.
Bi tevahî, vedîtinên me rola gelek fonksiyonên biyolojîkî di pathogenesis AD de piştgirî dikin. Lêbelê, metabolîzma enerjiyê ya nerêkûpêk bû mijara sereke ya her pênc panelên meya nîşankirina pejirandî. Proteînên metabolîk, wekî hîpoxanthine-guanine phosphoribosyltransferase 1 (HPRT1) û lactate dehydrogenase A (LDHA), biyomarkerên synaptîk ên herî zexm ên pejirandî ne, ku destnîşan dikin ku zêdebûna AD CSF cinsek pir jêveber e. Damarên me yên xwînê û panelên glial jî di nav metabolîzma maddeyên oksîdative de gelek nîşanker hene. Van vedîtinan bi rola sereke ya ku pêvajoyên metabolîk di tevahiya mêjî de dilîze re hevaheng in, ne tenê ji bo bicîhanîna daxwaziya enerjiya bilind a neuronan, lê di heman demê de ji bo bicîhanîna hewcedariya enerjiya bilind a astrocytes û hucreyên din ên glial jî (17, 48). Encamên me delîlên mezin piştgirî dikin ku guhertinên di potansiyela redox û qutkirina rêyên enerjiyê de dibe ku girêdana bingehîn di navbera çend pêvajoyên sereke yên ku di pathogenesis AD de beşdar dibin, di nav de nexweşiyên mitochondrial, iltîhaba navbeynkariya glial, û zirara vaskuler (49). Wekî din, biyomarkerên şilava cerebrospinal a metabolîk hejmareke mezin ji proteînên dewlemend ên cihêreng di navbera binkomên me yên kontrolê û AsymAD yên mîna AD-ê de vedihewîne, û destnîşan dike ku têkçûna van riyên enerjî û redoxê dibe ku di qonaxa pêş-klînîkî ya nexweşiyê de krîtîk be.
Meylên cihêreng ên panelê mejî û şilava cerebrospinal ku me dîtiye di heman demê de bandorên biyolojîkî yên balkêş jî hene. Synapses û metabolomên ku di neuronan de dewlemend in di mejiyê AD-ê de kêmbûnek nîşan dide û di şilava cerebrospinal de pirbûnek zêde ye. Ji ber ku neuron bi mîtokondrîyên hilberîner ên enerjiyê yên li synapses dewlemend in da ku enerjiyê ji bo gelek sînyalên xwe yên pispor peyda bikin (50), wekheviya profîlên vegotinê yên van her du komên neuron tê çaverê kirin. Wendabûna neuronan û derxistina hucreyên xerabûyî dikare van meylên panelê yên mêjî û CSF di nexweşiya paşîn de rave bike, lê ew nekarin guhertinên panelê yên destpêkê yên ku em dibînin rave bikin (13). Di destpêka nexweşiya asîmptomatîkî de yek ravekirinek mimkun ji bo van vedîtinan qutkirina anormal a synaptîk e. Di modelên mişkan de delîlên nû destnîşan dikin ku fagosîtoza synaptîk a bi navbeynkariya mîkroglia dibe ku di AD-ê de bi rengek ne asayî were çalak kirin û bibe sedema windabûna zû ya synapse di mêjî de (51). Dibe ku ev maddeya synaptîk a rijandin di CSF de kom bibe, ji ber vê yekê em zêdebûna CSF di panela neuronê de dibînin. Di heman demê de qutkirina sînaptîk a bi navbeynkariya xweparastinê dibe ku bi qismî zêdebûna proteînên glial ên ku em di mejî û şilava cerebrospinal de li seranserê pêvajoya nexweşiyê temaşe dikin rave bike. Digel qutkirina sînaptîk, anormaliyên tevayî di riya exocytic de jî dibe ku bibe sedema vegotinên cûda yên mêjî û CSF yên nîşankerên neuronal. Gelek lêkolînan destnîşan kirin ku naveroka exozoman di pathogenesis mêjiyê AD de guheriye (52). Rêya derveyî hucreyî jî di belavbûna Aβ de beşdar e (53, 54). Hêjayî gotinê ye ku tepeserkirina derziya exosomal dibe ku patholojiya mîna AD-ê di modelên mişkên transgenîkî yên AD de kêm bike (55).
Di heman demê de, proteîna di panelê damar de di mêjiyê AD de zêdebûnek nerm nîşan da, lê di CSF de bi girîngî kêm bû. Kêmasiya astengiya xwînê-mêjî (BBB) dikare hinekî van dîtinan rave bike. Gelek lêkolînên mirovî yên paşîn ên serbixwe di AD de hilweşîna BBB destnîşan kirin (56, 57). Van lêkolînan çalakiyên cûrbecûr yên nenormal li derdora vê qata hişk a hucreyên endotelîal piştrast kirin, di nav de rijandina kapîlariya mêjî û berhevkirina perivaskuler a proteînên xwînê (57). Ev dikare ji bo proteînên damar ên bilind ên di mêjî de ravekirinek hêsan peyda bike, lê ew nikare bi tevahî tinebûna van heman proteînan di şilava cerebrospinal de rave bike. Yek îhtîmalek ev e ku pergala demarî ya navendî bi çalak van molekulan veqetîne da ku pirsgirêka zêdebûna iltîhaba û stresa oksîtasyonê çareser bike. Kêmkirina hin proteînên CSF yên herî giran ên di vê panelê de, nemaze yên ku di rêziknameya lîpoproteînê de têkildar in, bi astengkirina astên zirardar ên iltîhaba û pêvajoya neuroprotektîf a celebên oksîjenê reaktîf ve girêdayî ye. Ev ji bo Paroxonase 1 (PON1) rast e, enzîmek girêdana lîpoproteinê ku berpirsiyarê kêmkirina asta stresa oksîtasyonê ya di gerokê de ye (58, 59). Alpha-1-microglobulin/bikunin precursor (AMBP) nîşankerek din a girîng-rêkûpêkkirî ya koma vaskuler e. Ew pêşengê bikunîn veguhezkarê lîpîdê ye, ku di tepisandina înflamatuar û Parastina neurolojîk de jî beşdar e (60, 61).
Tevî hîpotezên cihêreng ên balkêş, nekarîna rasterast tesbîtkirina mekanîzmayên nexweşiya biyokîmyayî sînordariyek naskirî ya analîza proteomîkê ya vedîtinê ye. Ji ber vê yekê, lêkolînek din hewce ye ku bi pêbawerî mekanîzmayên li pişt van panelên biyomarker diyar bike. Ji bo ku meriv ber bi pêşkeftina analîza klînîkî ya MS-ê ve biçe, rêça pêşerojê di heman demê de ji bo verastkirina biyomarkerên mezin, wekî çavdêriya reaksiyonê ya bijartî an paralel, karanîna rêbazên mîqdar ên armanckirî jî hewce dike (62). Me van demên dawî çavdêriya reaksiyonê ya paralel bikar anî (63) da ku gelek guheztinên proteîna CSF-ê ku li vir hatine vegotin rast bikin. Gelek hedefên panelê yên pêşîn bi rastbûna girîng têne hejmartin, di nav de YWHAZ, ALDOA, û SMOC1, ku bi rêzê ve nexşeya sinapse, metabolîzma û panelên me yên înflamatuar (63). Bidestxistina Daneyên Serbixwe (DIA) û stratejiyên din ên MS-ê jî dibe ku ji bo verastkirina armancê kêrhatî bin. Bud et al. (64) Di van demên dawî de hate destnîşan kirin ku di navbera biyomarkerên AD-ê yên ku di berhevoka daneya vedîtina meya CSF-ê de hatine nas kirin û koma daneya serbixwe ya DIA-MS, ku ji nêzikî 200 nimûneyên CSF-ê yên ji sê hevgirên cûda yên Ewropî pêk tê de hevgirtinek girîng heye. Van lêkolînên dawî piştgirîya potansiyela panelên me dikin ku veguhezînin tespîtkirina pêbawer a MS-ê. Tespîtkirina antîpîd û aptamer-a kevneşopî jî ji bo pêşdebirina biyomarkerên sereke yên AD girîng e. Ji ber pirbûna kêm a CSF, bi karanîna rêbazên MS-ê yên bilind-rêvebirinê tespîtkirina van biyomarkeran dijwartir e. NEFL û NRGN du mînakên weha yên biyomarkerên CSF-ê yên kêm-pirr in, ku di analîza meya berfireh de li panelê têne nexşandin, lê bi karanîna stratejiya meya MS-ê ya yekane bi pêbawer nayên tespît kirin. Stratejiyên armancgirtinê yên ku li ser bingeha antîpên pirjimar, wek PEA, dibe ku veguherîna klînîkî ya van nîşankeran pêşve bibin.
Bi tevayî, ev lêkolîn ji bo nasîn û verastkirina biyomarkerên CSF AD li ser pergalên cihêreng nêzîkatiyek proteomîkî ya bêhempa peyda dike. Optimîzekirina van panelên nîşanker li seranserê hevrêzên AD-yê yên din û platformên MS-ê dibe ku ji bo pêşdebirina stratejiya xeternak û dermankirina AD-ê sozdar be. Lêkolînên ku asta dirêjî ya van panelan bi demê re dinirxînin di heman demê de krîtîk in ku diyar bikin ka kîjan berhevoka nîşankeran xetera nexweşiya zû û guhertinên di giraniya nexweşiyê de çêtirîn çêdike.
Ji bilî 3 nimûneyên ku ji hêla CSF-ê ve hatî kopî kirin, hemî nimûneyên CSF-ê yên ku di vê lêkolînê de hatine bikar anîn di bin banê Emory ADRC an saziyên lêkolînê yên ji nêz ve têkildar de hatine berhev kirin. Di van lêkolînên proteomîkê de bi tevahî çar komên nimûneyên Emory CSF hatin bikar anîn. Di koma CSF de hate dîtin ku nimûneyên 20 kontrolên saxlem û 20 nexweşên AD-ê hene. Kopiya CSF 1 nimûneyên ji 32 kontrolên saxlem, 31 kesên AsymAD, û 33 kesên AD vedihewîne. Kopê CSF 2 147 kontrol û 150 nimûneyên AD-ê dihewîne. Kohorta 4-ê ya pir-nexweşî ya CSF-ê 18 kontrol, 17 AD, 19 ALS, 13 PD, û 11 nimûneyên FTD vedihewîne. Li gorî peymana ku ji hêla Lijneya Vekolîna Saziyê ya Zanîngeha Emory ve hatî pejirandin, hemî beşdarên lêkolîna Emory razîbûna agahdar wergirtin. Li gorî Enstîtuya Neteweyî ya Pîrbûn a 2014 Rêbernameyên Pratîka Baştirîn a ji bo Navendên Alzheimer (https://alz.washington.edu/BiospecimenTaskForce.html), şilava cerebrospinal bi quncika lumbar hate berhev kirin û hilanîn. Nexweşên Kontrol û AsymAD û AD li Clinic Neurology Cognitive Emory an Goizueta ADRC nirxandina cognitive standard wergirtin. Nimûneyên şilava wan a cerebrospinal ji hêla INNO-BIA AlzBio3 Luminex ve ji bo ELISA Aβ1-42, analîza tau û p-tau ya tevayî hatine ceribandin (65). Nirxên ELISA ji bo piştgirîkirina dabeşkirina tespîtkirinê ya mijaran li ser bingeha pîvanên qutkirina biyomarkera AD-yê hatine damezrandin (66, 67) têne bikar anîn. Daneyên bingehîn ên demografîk û tespîtkirinê yên ji bo tespîtên din ên CSF (FTD, ALS, û PD) jî ji Emory ADRC an saziyên lêkolînê yên girêdayî têne wergirtin. Kurte metadata doza ji bo van dozên Emory CSF dikare di Tabloya S1A de were dîtin. Taybetmendiyên Swîsre CSF replication 3 cohort berê hatine weşandin (45).
CSF nimûne dît. Ji bo ku kûrahiya vedîtina me ya daneyên CSF-ê zêde bike, vexwarina nesaxiyê ya proteînên pir zêde berî trîpsinîzasyonê hate kirin. Bi kurtasî, 130 μl CSF ji 40 nimûneyên CSF yên takekesî û hejmûnek wekhev (130 μl) Rezînek Kêmkirina Proteîna Hilbijartina Bilind Top14 (Thermo Fisher Scientific, A36372) di stûnek spin (Thermo Fisher Scientific, A89868) de li odeyê hate danîn. Germahiya Inkube). Piştî 15 hûrdeman zivirîn, nimûneyê 2 hûrdeman li 1000 g santrîfuj bikin. Amûrek parzûna ultrasantrîfugal a 3K (Milipore, UFC500396) hate bikar anîn da ku nimûneya avê bi santrîfujê li 14,000 g ji bo 30 hûrdeman berhev bike. Hemî cildên nimûneyê heta 75 μl bi salona tampon a fosfatê veqetînin. Pîvana proteînê bi rêbaza bicinchoninic acid (BCA) li gorî protokola çêker (Thermo Fisher Scientific) hate nirxandin. CSF-ya immunodepleted (60 μl) ji her 40 nimûneyan bi lysyl endopeptidase (LysC) û trypsin ve hate vejandin. Bi kurtasî, nimûne bi 1,2 μl 0,5 M tris-2 (-carboxyethyl)-phosphine û 3 μl 0,8 M chloroacetamide li 90 ° C ji bo 10 hûrdeman hate kêmkirin û alkylated, û dûv re 15 hûrdeman di hemamek avê de hate sonik kirin. Nimûne bi 193 μl 8 M urea tampon [8 M urea û 100 mM NaHPO4 (pH 8.5)] heta bi giraniya dawî ya 6 M urea hate rijandin. LysC (4,5 μg; Wako) ji bo digestina şevê li germahiya odeyê tê bikar anîn. Dûv re nimûne bi 1 M urea bi 50 mM ammonium bîkarbonat (ABC) hate rijandin (68). Mîqdarek wekhev (4,5 μg) trîpsîn (Promega) lê zêde bikin, û dûv re nimûneyê 12 saetan înkuba bikin. Çareseriya peptîdê ya heliyayî asîdî bikin heta bi giraniya dawî ya 1% asîda formîk (FA) û 0.1% asîda trifluoroacetîk (TFA) (66), û dûv re bi stûnek 50 mg Sep-Pak C18 (Av) wekî ku li jor hatî diyar kirin (25) şor bikin (25) . Piştre peptîd di 1 ml 50% acetonitrile (ACN) de hate avêtin. Ji bo standardîzekirina pîvana proteînê di nav beşan de (25), 100 μl perçeyên ji hemî 40 nimûneyên CSF hatin berhev kirin da ku nimûneyek tevlihev were afirandin, ku dûv re li pênc nimûneyên standarda navxweyî ya cîhanî (GIS) (48) hate dabeş kirin. Hemî nimûneyên takekesî û standardên hevgirtî ji hêla valahiya bilez (Labconco) ve têne hişk kirin.
CSF nimûneyê kopî dike. Dayon û hevkarên xwe berê kêmbûna belengaziyê û digestina CSF-ê kopî 3 nimûne (45, 46) şirove kirine. Nimûneyên dubare yên mayî bi rengek ferdî nehatin immunodepleted. Van nimûneyên nehatine rakirin di trîpsînê de wekî ku berê hatî destnîşan kirin bişewitînin (17). Ji bo her vekolînek dubare, 120 μl alikîtên peptîdê hilanîn ji her nimûneyê bi hev re hatin berhev kirin û li alikîtên qebareya wekhev hatin dabeş kirin ku wekî standarda hundurîn a gerdûnî ya bi TMT-ê nîşankirî were bikar anîn (48). Hemî nimûneyên takekesî û standardên hevgirtî ji hêla valahiya bilez (Labconco) ve têne hişk kirin. Ji bo ku sînyala proteîna CSF-ya kêm-pirr zêde were zêdekirin, bi berhevkirina 125 μl ji her nimûneyê, ji bo her analîzek dubare nimûneyek "pêşkeftî" hate amadekirin [ango, nimûneyek biyolojîkî ku nimûneya lêkolînê dişibîne, lê mîqdara berdest e. pir mezintir (37, 69)] di nav nimûneyek CSF ya tevlihev de hate yek kirin (17). Dûv re nimûneya tevlihev bi karanîna 12 ml rezîna Rakirina Proteîna Hilbijartinê ya Bilind Top14 (Thermo Fisher Scientific, A36372), wekî ku li jor hatî destnîşan kirin hate vejandin, û di paşerojê de di etîketa TMT-ê ya pirjimar de hate hilanîn.
Dema şandinê: Tebax-27-2021