Brain（IF=14.5）：胞外囊泡蛋白組學(xué)發(fā)現(xiàn)阿爾茲海默癥的潛在標(biāo)志物和治療靶點(diǎn)

Brain（IF=14.5）：胞外囊泡蛋白組學(xué)發(fā)現(xiàn)阿爾茲海默癥的潛在標(biāo)志物和治療靶點(diǎn)作者：綠野阿爾茨海默病(AD)是世界范圍內(nèi)亟待解決的重大醫(yī)學(xué)問題，該疾病的病理特征是細(xì)胞外淀粉樣蛋白β肽(Aβ)聚集和細(xì)胞內(nèi)磷酸化Tau蛋白(pTau)神經(jīng)原纖維纏結(jié)沉積。近些年來，細(xì)胞外囊泡(EVs)被認(rèn)為與包括AD在內(nèi)的神經(jīng)退行性疾病的發(fā)病機(jī)制有關(guān)，有用于AD診斷的潛在價(jià)值。2023年12月10日，Brain（IF=14.5）發(fā)表了一篇題為“ExtracellularvesicleproteomeunveilscathepsinBconnectiontoAlzheimer’sdiseasepathogenesis”的研究文章，通過對腦脊液EVs進(jìn)行蛋白質(zhì)組學(xué)分析，確定了與AD進(jìn)展一致的水平變化的獨(dú)特蛋白質(zhì)，其中組織蛋白酶cathepsinB（CatB）可作為潛在的生物標(biāo)志物和治療靶點(diǎn)。該研究主要內(nèi)容包括：（1）收集正常對照(NC)、輕度認(rèn)知障礙(MCI)和阿爾茨海默病(AD)參與者的腦脊液和血漿樣本，并根據(jù)腦脊液中Aβ42、pTau和tTau水平進(jìn)行ATN分類，用于設(shè)計(jì)蛋白質(zhì)組學(xué)分析的發(fā)現(xiàn)集。（2）生物標(biāo)志物發(fā)現(xiàn)階段，通過從16例腦脊液樣本中分離出EVs并進(jìn)行蛋白組學(xué)分析。（3）標(biāo)志物驗(yàn)證階段，通過超離法從136例腦脊液和血漿樣本中分離出EVs通過ELISA方法進(jìn)行CatB驗(yàn)證。一、研究設(shè)計(jì)研究樣本分為發(fā)現(xiàn)集和驗(yàn)證集，發(fā)現(xiàn)集選擇16例腦脊液EVs進(jìn)行蛋白組學(xué)檢測，驗(yàn)證集對136例樣本通過ELISA檢測差異指標(biāo)CatB進(jìn)行驗(yàn)證。發(fā)現(xiàn)集：4例對照組(A?T?N?)、8例淀粉樣蛋白沉積但無tau病理(4例A+T?N?和4例A+T?N+)和4例淀粉樣蛋白和tau病理(A+T+N+)。驗(yàn)證集：50例AD患者，26例MCI患者和60例正常對照。二、研究結(jié)果1、腦脊液EVs蛋白質(zhì)組學(xué)分析為了鑒定與AD進(jìn)展相關(guān)的蛋白質(zhì)，從發(fā)現(xiàn)集的腦脊液樣本中分離EV并進(jìn)行基于質(zhì)譜的蛋白組學(xué)分析，共鑒定到1756個蛋白。在三個ATN分組中，共有11個EV蛋白存在顯著差異。其中從A?T?N?到A+T?N?/A+T?N+的轉(zhuǎn)變過程中，3個蛋白顯著上調(diào)（RGMA、DNA2和CatB），3個蛋白顯著下調(diào)（CNTN6、EXT1和H4F3）。從A+T?N?/A+T?N+到A+T+N+的轉(zhuǎn)變過程中，2個蛋白顯著上調(diào)（UN13C和PCNT），3個蛋白顯著下調(diào)（PSMD1、NXPH1和RFX5）。這些獨(dú)特的蛋白可能參與腦細(xì)胞病理改變，可作為區(qū)分AD病理分期的潛在生物標(biāo)志物。圖1腦脊液EVs蛋白質(zhì)組學(xué)分析2、腦脊液和血漿EVs中CatB水平升高由于CatB是在A?T?N?和A+T?N?/A+T?N+之間發(fā)生顯著變化的蛋白之一，且參與淀粉樣前體蛋白(APP)到Aβ的加工，因此研究人員選擇CatB進(jìn)行后續(xù)大隊(duì)列驗(yàn)證。從136例配對腦脊液和血漿樣本中分離EVs，將其分為7個ATN組，并通過ELISA方案檢測CatB水平。腦脊液EVs的驗(yàn)證結(jié)果與蛋白質(zhì)組學(xué)一致，結(jié)果顯示與淀粉樣蛋白陰性組（A—）比較，淀粉樣蛋白陽性組（A+）CatB水平顯著升高，且CatB濃度與腦脊液Aβ42濃度呈強(qiáng)負(fù)相關(guān)(r=-065,P<0.0001)，表明腦脊液EVs中CatB與腦脊液的Aβ狀態(tài)密切相關(guān)。圖2基于ELISA的腦脊液EVs中CatB的驗(yàn)證由于外周血中EVs可用于監(jiān)測中樞系統(tǒng)疾病的病變，因此研究人員對血漿樣本進(jìn)行血漿CatB和血漿EVsCatB水平檢測。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，血漿CatB在ATN組之間沒有顯著差異，而血漿EVs中CatB有明顯變化。與淀粉樣蛋白陰性組（A—）比較，淀粉樣蛋白陽性組（A+）血漿EVsCatB水平顯著升高，且血漿EVsCatB濃度與腦脊液Aβ42濃度呈中度負(fù)相關(guān)，表明血漿EVs中CatB與腦脊液的Aβ狀態(tài)密切相關(guān)。圖3基于ELISA的血漿和血漿EVs中CatB的驗(yàn)證總結(jié)與討論循環(huán)小胞外囊泡作為神經(jīng)系統(tǒng)疾病標(biāo)志物研究主體有獨(dú)特優(yōu)勢。EV-CatB（而不是血漿CatB蛋白）有可能成為AD病理分期的候選生物標(biāo)志物，我們在很多標(biāo)志物研究文章中都可以看到類似結(jié)論。根據(jù)已有研究文章報(bào)告，血漿/血清EVs中標(biāo)志物的檢測，特別是循環(huán)血液樣本中的神經(jīng)來源EVs中特定標(biāo)志物的檢測，可實(shí)現(xiàn)神經(jīng)系統(tǒng)疾病（如AD）的診斷，診斷效力等同于腦脊液。血清血漿等循環(huán)樣本中的小細(xì)胞外囊泡（外泌體）在分泌過程中能有效富集且特異性攜帶生物分子并發(fā)揮信號傳遞作用。特征性的囊泡膜結(jié)構(gòu)可很好的保護(hù)囊泡內(nèi)生物分子，不易被蛋白酶/核酸酶等降解，其作為標(biāo)志物研究有獨(dú)特的優(yōu)勢。此外，該論文的標(biāo)志物篩選部分是從腦脊液EVs著手，并在血漿和腦脊液EVs進(jìn)行驗(yàn)證。除此之外，也有不少研究文獻(xiàn)的標(biāo)志物是基于組織樣本篩選，并在血漿EVs（而不是血漿）中得到反映，進(jìn)而可以充當(dāng)疾病診斷的循環(huán)生物標(biāo)志物，研究思路和模式值得借鑒?？偟膩碚f，在這項(xiàng)探索性研究中，研究人員對16例ATN分類的腦脊液EVs進(jìn)行了蛋白質(zhì)組分析，發(fā)現(xiàn)11種蛋白的水平在ATN階段轉(zhuǎn)變期間顯著改變，可能與阿爾茨海默病的發(fā)病機(jī)制有關(guān)，并代表了疾病階段分類的候選生物標(biāo)志物。基于腦脊液和血漿EVs的ELISA實(shí)驗(yàn)證實(shí)，ATN過渡期間CatB水平改變。隨著AD疾病的進(jìn)展，腦脊液和血漿EVs中CatB水平升高。此外，腦脊液和血漿EVs中CatB水平與腦脊液Aβ42濃度呈負(fù)相關(guān)，表明EVs中的CatB可能參與AD淀粉樣蛋白的發(fā)病機(jī)制，CatB可能是AD病理分期的潛在生物標(biāo)志物和治療靶點(diǎn)。華盈生物--血液標(biāo)志物完整解決方案構(gòu)建者1）“蛋白芯片”和“蛋白質(zhì)譜”雙平臺技術(shù)服務(wù)體系將完美助力于血液蛋白標(biāo)志物的發(fā)現(xiàn)，雙管齊下，最大限度的不漏篩低豐度的血液蛋白，發(fā)現(xiàn)最具臨床意義的標(biāo)志物。2）“外泌體研究體系”可全面篩選血液外泌體中的RNA、蛋白、脂類等，針對外泌體微量體系，后續(xù)驗(yàn)證階段華盈生物可提供提供超靈敏的檢測技術(shù)，最大限度減少在大隊(duì)列驗(yàn)證過程中數(shù)據(jù)缺失值的問題。目前華盈已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了外泌體“分離—鑒定—標(biāo)志物篩選—驗(yàn)證—建?！币徽臼椒?wù)體系。3）“20k人類蛋白組芯片”包含大約2萬多種人類蛋白，可全面篩選血液自身抗體，發(fā)現(xiàn)腫瘤、自身免疫疾病等新的自身抗體診斷標(biāo)志物。4）“ISOP單細(xì)胞功能蛋白組”可實(shí)現(xiàn)對單個細(xì)胞亞群的32種功能分泌蛋白組的檢測，發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵的多功能性細(xì)胞，作為腫瘤免疫治療、CAR-T細(xì)胞治療的預(yù)測標(biāo)志物。5）“單細(xì)胞表型蛋白組”利用質(zhì)譜流式細(xì)胞術(shù)（CyTOF）可以支持全血樣本、組織樣本、單細(xì)胞懸液等多種樣本類型的分析，抗體庫包含常用的人源抗體500多種，鼠源抗體300多種，可以實(shí)現(xiàn)對細(xì)胞亞型、細(xì)胞功能的精準(zhǔn)分析。多年來華盈生物服務(wù)客戶已經(jīng)覆蓋國內(nèi)各大著名的高校院所和多位院士課題組。華盈的專業(yè)和專注也已獲得業(yè)界普遍認(rèn)可，合作者的科研成果也先后在CancerCell、PNAS、JClinInvest、NatCommun、JHepatol、SciTranslMed、Circulation等著名期刊上發(fā)表。業(yè)務(wù)咨詢400-869-2936微信同號）相關(guān)文獻(xiàn)YuyamaK,SunH,etal.ExtracellularvesicleproteomeunveilscathepsinBconnectiontoAlzheimer'sdiseasepathogenesis.Brain.2023.相關(guān)閱讀1）BiomarkRes（IF=11.1）：血清外泌體miRNA作為小細(xì)胞肺癌診斷和預(yù)后生物標(biāo)志物2）Gastroenterology（IF=29.4）：糞便、組織和血漿細(xì)胞外囊泡的miRNA特征診斷結(jié)直腸癌3）AnnRheumDis（IF=27.4）：強(qiáng)直性脊柱炎患者血漿外泌體蛋白質(zhì)組學(xué)和miRNA分析4）Circulation（IF=37.8）：組織來源細(xì)胞外囊泡的多組學(xué)分析發(fā)現(xiàn)動脈粥樣硬化和鈣化主動脈瓣狹窄的獨(dú)特調(diào)節(jié)因子5）Gastroenterology（IF=29.4）：暨南大學(xué)張灝團(tuán)隊(duì)揭示唾液細(xì)胞外囊泡miRNA用于食管癌的早期檢測和預(yù)后6）Gastroenterology（IF=33.883）：外泌體miRNA用于胰腺導(dǎo)管腺癌早期診斷7）Gastroenterology（IF=33.883