ជម្ងឺអាល់ហ្សៃមឺរ (AD) ខ្វះប្រូតេអ៊ីនប្រូតេអ៊ីនដែលឆ្លុះបញ្ចាំងពីរោគសាស្ត្រមូលដ្ឋានរបស់វា ដែលរារាំងដល់វឌ្ឍនភាពនៃការធ្វើរោគវិនិច្ឆ័យ និងការព្យាបាល។ នៅទីនេះ យើងប្រើ proteomics ដ៏ទូលំទូលាយដើម្បីកំណត់អត្តសញ្ញាណជីវសាស្ត្រនៃសារធាតុរាវ cerebrospinal (CSF) ដែលតំណាងឱ្យជួរដ៏ទូលំទូលាយនៃរោគវិទ្យា AD ។ Multiplex mass spectrometry បានកំណត់អត្តសញ្ញាណប្រហែល 3,500 និងប្រហែល 12,000 ប្រូតេអ៊ីននៅក្នុង AD CSF និងខួរក្បាលរៀងៗខ្លួន។ ការវិភាគបណ្តាញនៃ proteome ខួរក្បាលបានដោះស្រាយម៉ូឌុលជីវចម្រុះចំនួន 44 ដែល 15 ត្រួតលើគ្នាជាមួយនឹងសារធាតុ cerebrospinal fluid proteome ។ សញ្ញាសម្គាល់ CSF AD នៅក្នុងម៉ូឌុលត្រួតស៊ីគ្នាទាំងនេះត្រូវបានបត់ចូលទៅក្នុងក្រុមប្រូតេអ៊ីនចំនួន 5 ដែលតំណាងឱ្យដំណើរការរោគសរីរវិទ្យាផ្សេងៗគ្នា។ synapses និង metabolites នៅក្នុងខួរក្បាល AD ថយចុះ ប៉ុន្តែ CSF កើនឡើង ខណៈពេលដែល glial-rich myelination និងក្រុមភាពស៊ាំក្នុងខួរក្បាល និង CSF កើនឡើង។ ភាពស៊ីសង្វាក់គ្នា និងភាពជាក់លាក់នៃជំងឺនៃការផ្លាស់ប្តូរបន្ទះត្រូវបានបញ្ជាក់នៅក្នុងគំរូ CSF បន្ថែមជាង 500 ។ ក្រុមទាំងនេះក៏បានកំណត់អត្តសញ្ញាណក្រុមរងជីវសាស្រ្តនៅក្នុង AD ដែលមិនមានរោគសញ្ញា។ សរុបមក លទ្ធផលទាំងនេះគឺជាជំហានដ៏ជោគជ័យមួយឆ្ពោះទៅរកឧបករណ៍ biomarker ដែលមានមូលដ្ឋានលើបណ្តាញសម្រាប់កម្មវិធីព្យាបាលនៅក្នុង AD ។
ជម្ងឺអាល់ហ្សៃមឺរ (AD) គឺជាមូលហេតុទូទៅបំផុតនៃជម្ងឺវង្វេងប្រព័ន្ធប្រសាទនៅទូទាំងពិភពលោក ហើយត្រូវបានកំណត់លក្ខណៈដោយភាពខុសប្រក្រតីនៃប្រព័ន្ធជីវសាស្រ្តជាច្រើន រួមទាំងការបញ្ជូន synaptic ភាពស៊ាំដែលសម្របសម្រួលដោយ glial និងការរំលាយអាហារ mitochondrial (1-3) ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ឧបករណ៍សម្គាល់ប្រូតេអ៊ីនដែលបានបង្កើតឡើងរបស់វានៅតែផ្តោតលើការរកឃើញប្រូតេអ៊ីន amyloid និង tau ដូច្នេះហើយមិនអាចឆ្លុះបញ្ចាំងពីរោគសាស្ត្រចម្រុះនេះបានទេ។ សារធាតុប្រូតេអ៊ីន "ស្នូល" ទាំងនេះដែលត្រូវបានវាស់ដោយភាពជឿជាក់បំផុតនៅក្នុងសារធាតុរាវ cerebrospinal (CSF) រួមមាន (i) amyloid beta peptide 1-42 (Aβ1-42) ដែលឆ្លុះបញ្ចាំងពីការបង្កើតបន្ទះ amyloid cortical; (ii) សរុប tau, សញ្ញានៃការ degeneration axon; (iii) phospho-tau (p-tau) ដែលជាតំណាងនៃ pathological tau hyperphosphorylation (4-7) ។ ថ្វីត្បិតតែសារធាតុជីវសាស្ត្រនៃសារធាតុរាវ cerebrospinal ទាំងនេះបានជួយសម្រួលយ៉ាងខ្លាំងដល់ការរកឃើញរបស់យើងនៃជំងឺប្រូតេអ៊ីន AD ដែលត្រូវបានសម្គាល់ (4-7) ក៏ដោយ ក៏ពួកវាតំណាងឱ្យផ្នែកតូចមួយនៃជីវវិទ្យាស្មុគ្រស្មាញនៅពីក្រោយជំងឺនេះ។
កង្វះនៃភាពចម្រុះនៃរោគសរីរវិទ្យានៃ AD biomarkers បាននាំឱ្យមានបញ្ហាប្រឈមជាច្រើន រួមទាំង (i) អសមត្ថភាពក្នុងការកំណត់អត្តសញ្ញាណ និងបរិមាណនៃភាពខុសគ្នានៃជីវសាស្ត្រនៃអ្នកជំងឺ AD, (ii) ការវាស់វែងមិនគ្រប់គ្រាន់នៃភាពធ្ងន់ធ្ងរ និងការវិវត្តនៃជំងឺ ជាពិសេសនៅក្នុងដំណាក់កាល preclinical និង ( iii) ការអភិវឌ្ឍន៍ថ្នាំព្យាបាលដែលបរាជ័យក្នុងការដោះស្រាយគ្រប់ទិដ្ឋភាពទាំងអស់នៃការខ្សោះជីវជាតិសរសៃប្រសាទ។ ការពឹងផ្អែករបស់យើងលើរោគវិទ្យាសម្គាល់ទីតាំងដើម្បីពិពណ៌នាអំពី AD ពីជំងឺដែលពាក់ព័ន្ធធ្វើឱ្យបញ្ហាទាំងនេះកាន់តែធ្ងន់ធ្ងរឡើង។ ភស្តុតាងកាន់តែច្រើនបង្ហាញថាមនុស្សចាស់ភាគច្រើនដែលមានជំងឺវង្វេងមានចរិតលក្ខណៈរោគសាស្ត្រច្រើនជាងមួយនៃការចុះខ្សោយនៃការយល់ដឹង (8) ។ មនុស្សជាច្រើន 90% ឬច្រើនជាងនេះនៃបុគ្គលដែលមានរោគវិទ្យា AD ក៏មានជំងឺសរសៃឈាម ការរួមបញ្ចូល TDP-43 ឬជំងឺ degenerative ផ្សេងទៀត (9) ។ សមាមាត្រខ្ពស់នៃការត្រួតស៊ីគ្នាខាងរោគសាស្ត្រទាំងនេះបានរំខានដល់ក្របខណ្ឌរោគវិនិច្ឆ័យបច្ចុប្បន្នរបស់យើងសម្រាប់ជំងឺវង្វេង ហើយត្រូវការនិយមន័យរោគសាស្ត្រដ៏ទូលំទូលាយបន្ថែមទៀតនៃជំងឺនេះ។
ដោយមើលឃើញពីតម្រូវការបន្ទាន់សម្រាប់ឧបករណ៍សម្គាល់ជីវមាត្រ AD ជាច្រើន វិស័យនេះកំពុងប្រើប្រាស់វិធីសាស្ត្រ "omics" កាន់តែខ្លាំងឡើងដោយផ្អែកលើប្រព័ន្ធទាំងមូលដើម្បីស្វែងរក biomarkers ។ Accelerated Pharmaceutical Partnership (AMP)-AD Alliance ត្រូវបានបង្កើតឡើងក្នុងឆ្នាំ 2014 ហើយស្ថិតនៅជួរមុខនៃកម្មវិធី។ កិច្ចខិតខំប្រឹងប្រែងពហុជំនាញនេះដោយវិទ្យាស្ថានជាតិសុខភាព បណ្ឌិតសភា និងឧស្សាហកម្មមានគោលបំណងប្រើប្រាស់យុទ្ធសាស្រ្តផ្អែកលើប្រព័ន្ធដើម្បីកំណត់ឱ្យកាន់តែច្បាស់អំពីរោគសរីរវិទ្យានៃ AD និងបង្កើតយុទ្ធសាស្ត្រវិភាគ និងការព្យាបាលជីវចម្រុះ (10) ។ ជាផ្នែកមួយនៃគម្រោងនេះ បណ្តាញ proteomics បានក្លាយជាឧបករណ៍ដ៏ជោគជ័យមួយសម្រាប់ការរីកចម្រើននៃ biomarkers ផ្អែកលើប្រព័ន្ធនៅក្នុង AD ។ វិធីសាស្រ្តដែលជំរុញដោយទិន្នន័យដោយមិនលំអៀងនេះរៀបចំសំណុំទិន្នន័យ proteomics ស្មុគ្រស្មាញជាក្រុម ឬ "ម៉ូឌុល" នៃប្រូតេអ៊ីនដែលបង្ហាញរួមគ្នាដែលត្រូវបានផ្សារភ្ជាប់ជាមួយនឹងប្រភេទកោសិកាជាក់លាក់ សរីរាង្គ និងមុខងារជីវសាស្រ្ត (11-13) ។ ស្ទើរតែ 12 ការសិក្សា proteomics បណ្តាញដែលសំបូរទៅដោយព័ត៌មានត្រូវបានធ្វើឡើងនៅលើខួរក្បាល AD (13-23) ។ សរុបមក ការវិភាគទាំងនេះបង្ហាញថា បណ្តាញខួរក្បាល AD proteome រក្សានូវអង្គការម៉ូឌុលដែលត្រូវបានអភិរក្សយ៉ាងខ្ពស់នៅក្នុងក្រុមឯករាជ្យ និងតំបន់ cortical ច្រើន។ លើសពីនេះទៀត ម៉ូឌុលទាំងនេះមួយចំនួនបង្ហាញពីការផ្លាស់ប្តូរដែលអាចបន្តពូជបាននៅក្នុងភាពសម្បូរបែបដែលទាក់ទងនឹង AD នៅទូទាំងសំណុំទិន្នន័យ ដែលឆ្លុះបញ្ចាំងពីរោគសាស្ត្រនៃជម្ងឺជាច្រើន។ ជារួម ការរកឃើញទាំងនេះបង្ហាញពីចំណុចយុថ្កាដ៏ជោគជ័យមួយសម្រាប់ការរកឃើញនៃបណ្តាញខួរក្បាល proteome ដែលជា biomarker ផ្អែកលើប្រព័ន្ធនៅក្នុង AD ។
ដើម្បីបំប្លែងបណ្តាញខួរក្បាល AD ទៅជាឧបករណ៍សម្គាល់ជីវសាស្ត្រដែលមានមូលដ្ឋានលើប្រព័ន្ធដែលមានប្រយោជន៍ យើងបានរួមបញ្ចូលគ្នានូវបណ្តាញដែលមកពីខួរក្បាលជាមួយនឹងការវិភាគ proteomic នៃ AD CSF ។ វិធីសាស្រ្តរួមបញ្ចូលគ្នានេះបាននាំឱ្យមានការកំណត់អត្តសញ្ញាណនៃសំណុំដ៏ជោគជ័យចំនួនប្រាំនៃ CSF biomarkers ដែលត្រូវបានផ្សារភ្ជាប់ជាមួយនឹងជួរដ៏ធំទូលាយនៃរោគវិទ្យាដែលមានមូលដ្ឋានលើខួរក្បាលរួមទាំង synapses សរសៃឈាម myelination ការរលាក និងការមិនដំណើរការនៃផ្លូវមេតាប៉ូលីស។ យើងបានផ្ទៀងផ្ទាត់ដោយជោគជ័យនូវបន្ទះ biomarker ទាំងនេះតាមរយៈការវិភាគចម្លងជាច្រើន រួមទាំងគំរូ CSF ច្រើនជាង 500 ពីជំងឺប្រព័ន្ធប្រសាទផ្សេងៗ។ ការវិភាគសុពលភាពទាំងនេះរួមមានការពិនិត្យមើលគោលដៅក្រុមនៅក្នុង CSF នៃអ្នកជំងឺដែលមានរោគសញ្ញា AD (AsymAD) ឬបង្ហាញភស្តុតាងនៃការប្រមូលផ្តុំ amyloid មិនធម្មតានៅក្នុងបរិយាកាសនៃការយល់ដឹងធម្មតា។ ការវិភាគទាំងនេះបង្ហាញពីភាពខុសគ្នានៃជីវសាស្រ្តដ៏សំខាន់នៅក្នុងចំនួនប្រជាជន AsymAD និងកំណត់អត្តសញ្ញាណបន្ទះដែលអាចដាក់ប្រភេទរងបុគ្គលនៅក្នុងដំណាក់កាលដំបូងនៃជំងឺនេះ។ សរុបមក លទ្ធផលទាំងនេះតំណាងឱ្យជំហានសំខាន់មួយក្នុងការអភិវឌ្ឍន៍ឧបករណ៍ biomarker ប្រូតេអ៊ីនដោយផ្អែកលើប្រព័ន្ធជាច្រើនដែលអាចដោះស្រាយបានជោគជ័យនូវបញ្ហាប្រឈមជាច្រើនដែល AD ជួបប្រទះ។
គោលបំណងសំខាន់នៃការសិក្សានេះគឺដើម្បីកំណត់អត្តសញ្ញាណជីវគីមីនៃសារធាតុរាវ cerebrospinal ថ្មីដែលឆ្លុះបញ្ចាំងពីរោគសាស្ត្រខួរក្បាលផ្សេងៗដែលនាំទៅដល់ AD ។ រូបភាព S1 រៀបរាប់ពីវិធីសាស្រ្តស្រាវជ្រាវរបស់យើង ដែលរួមមាន (i) ការវិភាគដ៏ទូលំទូលាយដែលជំរុញដោយការរកឃើញបឋមនៃ AD CSF និងបណ្តាញខួរក្បាល proteome ដើម្បីកំណត់អត្តសញ្ញាណឧបករណ៍សម្គាល់ជំងឺ CSF ដែលទាក់ទងនឹងខួរក្បាលជាច្រើន និង (ii) ការចម្លងជាបន្តបន្ទាប់ biomarkers ទាំងនេះស្ថិតនៅក្នុង cerebrospinal ឯករាជ្យជាច្រើន ក្រុមរាវ។ ការស្រាវជ្រាវដែលផ្តោតលើការរកឃើញបានចាប់ផ្តើមជាមួយនឹងការវិភាគនៃការបញ្ចេញមតិឌីផេរ៉ង់ស្យែលនៃ CSF នៅក្នុងបុគ្គលធម្មតានៃការយល់ដឹងចំនួន 20 នាក់ និងអ្នកជំងឺ AD 20 នាក់នៅមជ្ឈមណ្ឌលស្រាវជ្រាវជំងឺ Alzheimer's Emory Goizueta (ADRC) ។ ការធ្វើរោគវិនិច្ឆ័យនៃ AD ត្រូវបានកំណត់ថាជាការចុះខ្សោយនៃការយល់ដឹងនៅក្នុងវត្តមាននៃ Aβ1-42 ទាប និងការកើនឡើងនៃកម្រិត tau និង p-tau សរុបនៅក្នុងសារធាតុរាវ cerebrospinal [Mean Montreal Cognitive Assessment (MoCA), 13.8 ± 7.0] [ELISA (ELISA) )]] (តារាង S1A)។ ការត្រួតពិនិត្យ (មធ្យម MoCA, 26.7 ± 2.2) មានកម្រិតធម្មតានៃ biomarkers CSF ។
CSF របស់មនុស្សត្រូវបានកំណត់លក្ខណៈដោយជួរថាមវន្តនៃសម្បូរប្រូតេអ៊ីនដែលក្នុងនោះអាល់ប៊ុមប៊ីននិងប្រូតេអ៊ីនដែលមានច្រើនក្រៃលែងអាចការពារការរកឃើញប្រូតេអ៊ីនដែលចាប់អារម្មណ៍ (24) ។ ដើម្បីបង្កើនជម្រៅនៃការរកឃើញប្រូតេអ៊ីន យើងបានដកប្រូតេអ៊ីនដែលមានច្រើនក្រៃលែងចំនួន 14 ដំបូងចេញពីគំរូ CSF នីមួយៗ មុនពេលការវិភាគម៉ាស់ (MS) (24) ។ សរុបចំនួន 39,805 peptides ត្រូវបានកំណត់អត្តសញ្ញាណដោយ MS ដែលត្រូវបានគូសផែនទីទៅនឹង 3691 proteomes ក្នុង 40 គំរូ។ ការកំណត់បរិមាណប្រូតេអ៊ីនត្រូវបានអនុវត្តដោយការផ្លាកលេខ tandem mass tag (TMT) (18, 25)។ ដើម្បីដោះស្រាយទិន្នន័យដែលបាត់នោះ យើងបានរួមបញ្ចូលតែប្រូតេអ៊ីនទាំងនោះដែលត្រូវបានកំណត់បរិមាណយ៉ាងហោចណាស់ 50% នៃគំរូនៅក្នុងការវិភាគជាបន្តបន្ទាប់ ដូច្នេះហើយទីបំផុតបានកំណត់បរិមាណ 2875 proteomes ។ ដោយសារភាពខុសប្លែកគ្នាយ៉ាងសំខាន់ក្នុងកម្រិតបរិមាណប្រូតេអ៊ីនសរុប គំរូត្រួតពិនិត្យមួយត្រូវបានចាត់ទុកថាជាស្ថិតិលើស (13) ហើយមិនត្រូវបានរាប់បញ្ចូលក្នុងការវិភាគជាបន្តបន្ទាប់នោះទេ។ តម្លៃដ៏បរិបូរណ៍នៃគំរូ 39 ដែលនៅសេសសល់ត្រូវបានកែសម្រួលទៅតាមអាយុ ភេទ និងភាពខុសគ្នានៃបាច់ (13-15, 17, 18, 20, 26)។
ដោយប្រើការវិភាគស្ថិតិ t-test ដើម្បីវាយតម្លៃការបញ្ចេញមតិឌីផេរ៉ង់ស្យែលលើសំណុំទិន្នន័យតំរែតំរង់ ការវិភាគនេះបានកំណត់អត្តសញ្ញាណប្រូតេអ៊ីនដែលកម្រិតបរិបូរណ៍ត្រូវបានផ្លាស់ប្តូរយ៉ាងខ្លាំង (P <0.05) រវាងករណីត្រួតពិនិត្យ និង AD (តារាង S2A)។ ដូចដែលបានបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 1A ភាពសម្បូរបែបនៃប្រូតេអ៊ីនសរុប 225 នៅក្នុង AD ត្រូវបានកាត់បន្ថយយ៉ាងខ្លាំង ហើយបរិមាណប្រូតេអ៊ីន 303 ត្រូវបានកើនឡើងយ៉ាងខ្លាំង។ ប្រូតេអ៊ីនដែលបង្ហាញដោយឌីផេរ៉ង់ស្យែលទាំងនេះរួមមានសញ្ញាសម្គាល់ AD សារធាតុរាវខួរក្បាលដែលបានកំណត់ពីមុនដូចជា microtubule-sociated protein tau (MAPT; P = 3.52 × 10−8), neurofilament (NEFL; P = 6.56 × 10−3), ប្រូតេអ៊ីនដែលទាក់ទងនឹងការលូតលាស់ 43 (GAP43; P = 1.46 × 10−5), អាស៊ីតខ្លាញ់ចងប្រូតេអ៊ីន 3 (FABP3; P = 2.00 × 10−5), Chitinase 3 ដូច 1 (CHI3L1; P = 4.44 × 10−6), សារធាតុ Neural Granulin (NRGN; P = 3.43 × 10−4) និងកត្តាលូតលាស់សរសៃប្រសាទ VGF (VGF; P = 4.83 × 10−3) (4-6) ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ យើងក៏បានកំណត់គោលដៅសំខាន់ៗផ្សេងទៀតផងដែរ ដូចជា GDP dissociation inhibitor 1 (GDI1; P = 1.54 × 10-10) និង SPARC-related calcium binding 1 (SMOC1; P = 6.93 × 10-9) ។ ការវិភាគហ្សែន Ontology (GO) នៃប្រូតេអ៊ីន 225 ដែលបានកាត់បន្ថយយ៉ាងខ្លាំងបង្ហាញពីទំនាក់ទំនងជិតស្និទ្ធជាមួយដំណើរការសារធាតុរាវក្នុងរាងកាយដូចជាការរំលាយអាហារស្តេរ៉ូអ៊ីត ការកកឈាម និងសកម្មភាពអ័រម៉ូន (រូបភាពទី 1B និងតារាង S2B)។ ផ្ទុយទៅវិញ ប្រូតេអ៊ីនកើនឡើងយ៉ាងខ្លាំងនៃ 303 គឺទាក់ទងយ៉ាងជិតស្និទ្ធទៅនឹងរចនាសម្ព័ន្ធកោសិកា និងការរំលាយអាហារថាមពល។
(ក) គ្រោងភ្នំភ្លើងបង្ហាញពីការផ្លាស់ប្តូរ log2 ដង (អ័ក្ស x) ទាក់ទងទៅនឹងតម្លៃស្ថិតិ -log10 P (អ័ក្ស y) ដែលទទួលបានដោយ t-test ដែលត្រូវបានប្រើដើម្បីរកឃើញកន្សោមឌីផេរ៉ង់ស្យែលរវាងវត្ថុបញ្ជា (CT) និង ករណី AD នៃ CSF proteome នៃប្រូតេអ៊ីនទាំងអស់។ ប្រូតេអ៊ីនដែលមានកម្រិតកាត់បន្ថយយ៉ាងខ្លាំង (P <0.05) នៅក្នុង AD ត្រូវបានបង្ហាញជាពណ៌ខៀវ ខណៈដែលប្រូតេអ៊ីនដែលមានកម្រិតកើនឡើងយ៉ាងខ្លាំងនៃជំងឺត្រូវបានបង្ហាញជាពណ៌ក្រហម។ ប្រូតេអ៊ីនដែលបានជ្រើសរើសត្រូវបានដាក់ស្លាក។ (ខ) ពាក្យ GO កំពូលដែលទាក់ទងនឹងប្រូតេអ៊ីនត្រូវបានកាត់បន្ថយយ៉ាងខ្លាំង (ពណ៌ខៀវ) និងកើនឡើង (ក្រហម) នៅក្នុង AD ។ បង្ហាញពាក្យ GO ទាំងបីដែលមានពិន្ទុ z ខ្ពស់បំផុតនៅក្នុងវិស័យនៃដំណើរការជីវសាស្រ្ត មុខងារម៉ូលេគុល និងសមាសធាតុកោសិកា។ (C) MS បានវាស់កម្រិត MAPT នៅក្នុងគំរូ CSF (ឆ្វេង) និងការជាប់ទាក់ទងរបស់វាជាមួយនឹងកម្រិត ELISA tau (ស្តាំ)។ មេគុណទំនាក់ទំនង Pearson ជាមួយតម្លៃ P ដែលពាក់ព័ន្ធត្រូវបានបង្ហាញ។ ដោយសារកង្វះទិន្នន័យ ELISA សម្រាប់ករណី AD មួយ តួលេខទាំងនេះរួមបញ្ចូលតម្លៃសម្រាប់ 38 នៃករណីដែលបានវិភាគចំនួន 39 ។ (ឃ) ការវិភាគចង្កោមដែលបានត្រួតពិនិត្យ (P <0.0001, Benjamini-Hochberg (BH) បានកែតម្រូវ P <0.01) លើការគ្រប់គ្រង ហើយ AD CSF បានរកឃើញគំរូដោយប្រើប្រូតេអ៊ីន 65 ដែលផ្លាស់ប្តូរយ៉ាងខ្លាំងបំផុតនៅក្នុងសំណុំទិន្នន័យ។ ធ្វើឱ្យមានស្តង់ដារ, ធ្វើឱ្យធម្មតា។
កម្រិត proteomic នៃ MAPT គឺទាក់ទងយ៉ាងជិតស្និទ្ធទៅនឹងកម្រិត ELISA tau ដែលបានវាស់ដោយឯករាជ្យ (r = 0.78, P = 7.8 × 10-9; រូបភាពទី 1C) ដែលគាំទ្រដល់សុពលភាពនៃការវាស់វែង MS របស់យើង។ បន្ទាប់ពីការរំលាយអាហារ trypsin នៅកម្រិតនៃប្រូតេអ៊ីន amyloid precursor (APP) peptides ជាក់លាក់ isoform ដែលបានគូសផែនទីទៅ C-terminus នៃAβ1-40 និងAβ1-42 មិនអាចត្រូវបាន ionized ប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាព (27, 28) ។ ដូច្នេះ APP peptides ដែលយើងបានរកឃើញមិនមានជាប់ទាក់ទងនឹងកម្រិត ELISA Aβ1-42 នោះទេ។ ដើម្បីវាយតម្លៃកន្សោមឌីផេរ៉ង់ស្យែលនៃករណីនីមួយៗ យើងបានប្រើប្រូតេអ៊ីនដែលបង្ហាញដោយឌីផេរ៉ង់ស្យែលជាមួយ P <0.0001 [អត្រាការរកឃើញមិនពិត (FDR) ដែលបានកែតម្រូវ P <0.01] ដើម្បីអនុវត្តការវិភាគចង្កោមដែលបានត្រួតពិនិត្យនៃគំរូ (តារាង S2A) ។ ដូចដែលបានបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 1D ប្រូតេអ៊ីនសំខាន់ៗចំនួន 65 នេះអាចដាក់សំណាកចង្កោមបានត្រឹមត្រូវតាមស្ថានភាពជំងឺ លើកលែងតែករណី AD មួយ ដែលមានលក្ខណៈដូចការគ្រប់គ្រង។ ក្នុងចំណោមប្រូតេអ៊ីន 65 នេះ 63 បានកើនឡើងនៅក្នុង AD ខណៈពេលដែលមានតែពីរ (CD74 និង ISLR) ថយចុះ។ សរុបមក ការវិភាគសារធាតុរាវ cerebrospinal ទាំងនេះបានកំណត់អត្តសញ្ញាណប្រូតេអ៊ីនរាប់រយនៅក្នុង AD ដែលអាចដើរតួជាអ្នកសម្គាល់ជំងឺ។
បន្ទាប់មកយើងធ្វើការវិភាគបណ្តាញឯករាជ្យនៃប្រូតេអូមខួរក្បាល AD ។ ក្រុមខួរក្បាលនៃការរកឃើញនេះរួមមាន dorsolateral prefrontal Cortex (DLPFC) ពីការគ្រប់គ្រង (n = 10), ជំងឺផាកឃីនសុន (PD; n = 10), ករណី AD/PD ចម្រុះ (n = 10) និង AD (n = 10) ករណី។ ) គំរូ។ Emery Goizueta ADRC ។ ប្រជាសាស្រ្តនៃករណីទាំង 40 នេះត្រូវបានពិពណ៌នាពីមុន (25) ហើយត្រូវបានសង្ខេបនៅក្នុងតារាង S1B ។ យើងបានប្រើ TMT-MS ដើម្បីវិភាគជាលិកាខួរក្បាលទាំង 40 និងក្រុមចម្លងនៃ 27 ករណី។ សរុបមក សំណុំទិន្នន័យខួរក្បាលទាំងពីរនេះបានផលិត peptides តែមួយគត់ចំនួន 227,121 ដែលត្រូវបានធ្វើផែនទីទៅនឹង 12,943 proteomes (25) ។ មានតែប្រូតេអ៊ីនទាំងនោះដែលត្រូវបានកំណត់បរិមាណយ៉ាងហោចណាស់ 50% នៃករណីដែលត្រូវបានរួមបញ្ចូលនៅក្នុងការស៊ើបអង្កេតជាបន្តបន្ទាប់។ សំណុំទិន្នន័យនៃការរកឃើញចុងក្រោយមានប្រូតេអ៊ីនចំនួន 8817 ។ កែតម្រូវកម្រិតសម្បូរប្រូតេអ៊ីនដោយផ្អែកលើអាយុ ភេទ និងចន្លោះពេលក្រោយការស្លាប់ (PMI)។ ការវិភាគកន្សោមឌីផេរ៉ង់ស្យែលនៃសំណុំទិន្នន័យបន្ទាប់ពីការតំរែតំរង់បានបង្ហាញថាកម្រិតប្រូតេអ៊ីន >2000 ត្រូវបានផ្លាស់ប្តូរយ៉ាងខ្លាំង [P <0.05, ការវិភាគនៃការប្រែប្រួល (ANOVA)] នៅក្នុងក្រុមជំងឺពីរឬច្រើន។ បន្ទាប់មក យើងធ្វើការវិភាគចង្កោមដែលបានត្រួតពិនិត្យដោយផ្អែកលើប្រូតេអ៊ីនដែលបង្ហាញដោយឌីផេរ៉ង់ស្យែល និង P <0.0001 នៅក្នុងការប្រៀបធៀប AD/control និង/ឬ AD/PD (រូបភាព S2, A និង B, Table S2C) ។ ប្រូតេអ៊ីនដែលមានការប្រែប្រួលខ្លាំងចំនួន 165 នេះបង្ហាញយ៉ាងច្បាស់អំពីករណីដែលមានរោគវិទ្យា AD ពីគំរូត្រួតពិនិត្យ និង PD ដោយបញ្ជាក់ពីការផ្លាស់ប្តូរជាក់លាក់ AD ខ្លាំងនៅក្នុង proteome ទាំងមូល។
បន្ទាប់មក យើងបានប្រើក្បួនដោះស្រាយមួយហៅថា Weighted Gene Co-expression Network Analysis (WGCNA) ដើម្បីអនុវត្តការវិភាគបណ្តាញនៅលើ proteome ខួរក្បាលដែលបានរកឃើញ ដែលរៀបចំសំណុំទិន្នន័យទៅជាម៉ូឌុលប្រូតេអ៊ីនដែលមានលំនាំបញ្ចេញមតិស្រដៀងគ្នា (11-13)។ ការវិភាគបានកំណត់ 44 ម៉ូឌុល (M) ប្រូតេអ៊ីនដែលបង្ហាញរួមគ្នា តម្រៀប និងលេខពីធំបំផុត (M1, n = 1821 ប្រូតេអ៊ីន) ទៅតូចបំផុត (M44, n = 34 ប្រូតេអ៊ីន) (រូបភាព 2A និងតារាង S2D) ។ ដូចដែលបានរៀបរាប់ខាងលើ (13) គណនាទម្រង់កន្សោមតំណាង ឬប្រូតេអ៊ីនលក្ខណៈនៃម៉ូឌុលនីមួយៗ ហើយភ្ជាប់វាជាមួយស្ថានភាពជំងឺ និងរោគសាស្ត្រ AD ពោលគឺបង្កើតសម្ព័ន្ធភាពនៃការចុះបញ្ជីជំងឺភ្លេចភ្លាំង (CERAD) និង Braak Score (រូបភាព 2B)។ សរុបមក ម៉ូឌុលចំនួន 17 ត្រូវបានទាក់ទងយ៉ាងសំខាន់ទៅនឹង AD neuropathology (P <0.05) ។ ម៉ូឌុលជាច្រើនដែលទាក់ទងនឹងជំងឺទាំងនេះក៏សំបូរទៅដោយសញ្ញាសម្គាល់ប្រភេទកោសិកា (រូបភាព 2B) ផងដែរ។ ដូចដែលបានរៀបរាប់ខាងលើ (13) ការពង្រឹងប្រភេទកោសិកាត្រូវបានកំណត់ដោយការវិភាគលើការត្រួតលើគ្នានៃម៉ូឌុល និងបញ្ជីយោងនៃហ្សែនជាក់លាក់នៃប្រភេទកោសិកា។ ហ្សែនទាំងនេះបានមកពីទិន្នន័យដែលបានចេញផ្សាយនៅក្នុងកោសិកាប្រសាទកណ្តុរដាច់ស្រយាល កោសិកា endothelial និង glial ។ ការពិសោធន៍ RNA sequencing (RNA-seq) (29) ។
(ក) ស្វែងយល់ពី WGCNA នៃ proteome ខួរក្បាល។ (ខ) ការវិភាគលើការជាប់ទាក់ទងគ្នានៃទម្ងន់ (BiCor) នៃប្រូតេអ៊ីនហត្ថលេខាម៉ូឌុល (សមាសធាតុសំខាន់ដំបូងនៃការបញ្ចេញប្រូតេអ៊ីនម៉ូឌុល) ដែលមានលក្ខណៈសរសៃប្រសាទ AD (កំពូល) រួមទាំងពិន្ទុ CERAD (Aβ) និង Braak (tau tangles) ។ អាំងតង់ស៊ីតេនៃទំនាក់ទំនងវិជ្ជមាន (ក្រហម) និងអវិជ្ជមាន (ខៀវ) ត្រូវបានបង្ហាញដោយផែនទីកំដៅពីរពណ៌ ហើយសញ្ញាផ្កាយបង្ហាញពីសារៈសំខាន់ស្ថិតិ (P <0.05) ។ ប្រើ Hypergeometric Fisher's Exact Test (FET) (ខាងក្រោម) ដើម្បីវាយតម្លៃទំនាក់ទំនងប្រភេទកោសិកានៃម៉ូឌុលប្រូតេអ៊ីននីមួយៗ។ អាំងតង់ស៊ីតេនៃស្រមោលពណ៌ក្រហមបង្ហាញពីកម្រិតនៃការបង្កើនប្រភេទកោសិកា ហើយសញ្ញាផ្កាយបង្ហាញពីសារៈសំខាន់ស្ថិតិ (P <0.05) ។ ប្រើវិធី BH ដើម្បីកែតម្លៃ P ដែលបានមកពី FET ។ (គ) ការវិភាគ GO នៃប្រូតេអ៊ីនម៉ូឌុល។ ដំណើរការជីវសាស្រ្តដែលទាក់ទងជិតស្និទ្ធបំផុតត្រូវបានបង្ហាញសម្រាប់ម៉ូឌុលនីមួយៗ ឬក្រុមម៉ូឌុលដែលពាក់ព័ន្ធ។ oligo, oligodendrocyte ។
សំណុំនៃម៉ូឌុល astrocyte និង microglia ដែលទាក់ទងយ៉ាងជិតស្និទ្ធចំនួន 5 (M30, M29, M18, M24, និង M5) បានបង្ហាញពីទំនាក់ទំនងវិជ្ជមានខ្លាំងជាមួយ AD neuropathology (រូបភាព 2B) ។ ការវិភាគ Ontology ភ្ជាប់ម៉ូឌុល glial ទាំងនេះជាមួយនឹងការលូតលាស់កោសិកា ការរីកសាយ និងភាពស៊ាំ (រូបភាពទី 2C និងតារាង S2E) ។ ម៉ូឌុល glial បន្ថែមពីរគឺ M8 និង M22 ក៏ត្រូវបានគ្រប់គ្រងយ៉ាងខ្លាំងនៅក្នុងជំងឺផងដែរ។ M8 មានទំនាក់ទំនងយ៉ាងខ្លាំងទៅនឹងផ្លូវទទួល Toll-like receptor ដែលជាខ្សែសញ្ញាដែលដើរតួនាទីយ៉ាងសំខាន់ក្នុងការឆ្លើយតបនៃប្រព័ន្ធភាពស៊ាំពីខាងក្នុង (30)។ ទន្ទឹមនឹងនេះ M22 ទាក់ទងយ៉ាងជិតស្និទ្ធទៅនឹងការកែប្រែក្រោយការបកប្រែ។ M2 ដែលសម្បូរទៅដោយ oligodendrocytes បង្ហាញពីទំនាក់ទំនងវិជ្ជមានដ៏រឹងមាំជាមួយរោគវិទ្យា AD និងការតភ្ជាប់ ontological ជាមួយការសំយោគ nucleoside និងការចម្លង DNA ដែលបង្ហាញពីការរីកសាយកោសិកាដែលប្រសើរឡើងនៅក្នុងជំងឺ។ សរុបមក ការរកឃើញទាំងនេះគាំទ្រដល់ការកើនឡើងនៃម៉ូឌុល glial ដែលយើងបានសង្កេតឃើញពីមុននៅក្នុង AD network proteome (13, 17)។ បច្ចុប្បន្ននេះគេបានរកឃើញថាម៉ូឌុល glial ដែលទាក់ទងនឹង AD ជាច្រើននៅក្នុងបណ្តាញបង្ហាញពីកម្រិតនៃការបញ្ចេញមតិទាបនៅក្នុងការគ្រប់គ្រង និងករណី PD ដោយបញ្ជាក់ពីភាពជាក់លាក់នៃជំងឺរបស់ពួកគេដែលត្រូវបានកើនឡើងនៅក្នុង AD (រូបភាព S2C) ។
មានតែម៉ូឌុលចំនួនបួនប៉ុណ្ណោះនៅក្នុងបណ្តាញ proteome របស់យើង (M1, M3, M10, និង M32) ត្រូវបានទាក់ទងអវិជ្ជមានយ៉ាងខ្លាំងជាមួយនឹងរោគវិទ្យា AD (P <0.05) (រូបភាពទី 2, B និង C) ។ ទាំង M1 និង M3 គឺសំបូរទៅដោយសញ្ញាណប្រសាទ។ M1 គឺទាក់ទងយ៉ាងខ្លាំងទៅនឹងសញ្ញា synaptic ខណៈពេលដែល M3 មានទំនាក់ទំនងយ៉ាងជិតស្និទ្ធទៅនឹងមុខងារ mitochondrial ។ មិនមានភស្តុតាងនៃការពង្រឹងប្រភេទកោសិកាសម្រាប់ M10 និង M32 ទេ។ M32 ឆ្លុះបញ្ចាំងពីទំនាក់ទំនងរវាង M3 និងការរំលាយអាហារកោសិកា ខណៈពេលដែល M10 មានទំនាក់ទំនងយ៉ាងខ្លាំងទៅនឹងការលូតលាស់កោសិកា និងមុខងារ microtubule ។ បើប្រៀបធៀបជាមួយ AD ម៉ូឌុលទាំងបួនត្រូវបានបង្កើនក្នុងការគ្រប់គ្រង និង PD ដែលផ្តល់ឱ្យពួកគេនូវការផ្លាស់ប្តូរ AD ជាក់លាក់នៃជំងឺ (រូបភាព S2C) ។ សរុបមក លទ្ធផលទាំងនេះគាំទ្រដល់ការថយចុះនៃម៉ូឌុលដែលសំបូរទៅដោយណឺរ៉ូន ដែលយើងបានសង្កេតពីមុននៅក្នុង AD (13, 17)។ សរុបមក ការវិភាគបណ្តាញនៃ proteome ខួរក្បាល ដែលយើងបានរកឃើញផលិតម៉ូឌុលផ្លាស់ប្តូរជាក់លាក់ AD ស្របតាមការរកឃើញពីមុនរបស់យើង។
AD ត្រូវបានកំណត់លក្ខណៈដោយដំណាក់កាល asymptomatic ដំបូង (AsymAD) ដែលបុគ្គលម្នាក់ៗបង្ហាញពីការប្រមូលផ្តុំ amyloid ដោយមិនមានការថយចុះនៃការយល់ដឹងតាមគ្លីនិក (5, 31) ។ ដំណាក់កាល asymptomatic នេះតំណាងឱ្យបង្អួចសំខាន់សម្រាប់ការរកឃើញ និងអន្តរាគមន៍ទាន់ពេល។ ពីមុនយើងបានបង្ហាញពីការអភិរក្សម៉ូឌុលដ៏រឹងមាំនៃបណ្តាញខួរក្បាល AsymAD និង AD នៅទូទាំងសំណុំទិន្នន័យឯករាជ្យ (13, 17)។ ដើម្បីធានាថាបណ្តាញខួរក្បាលដែលយើងបានរកឃើញនាពេលបច្ចុប្បន្ននេះមានភាពស៊ីសង្វាក់គ្នាជាមួយនឹងការរកឃើញពីមុនទាំងនេះ យើងបានវិភាគការរក្សាទុកម៉ូឌុលចំនួន 44 នៅក្នុងសំណុំទិន្នន័យចម្លងពី 27 អង្គការ DLPFC ។ អង្គការទាំងនេះរួមបញ្ចូលទាំងការត្រួតពិនិត្យ (n = 10), AsymAD (n = 8) និង AD (n = 9) ករណី។ ការត្រួតពិនិត្យ និងគំរូ AD ត្រូវបានរួមបញ្ចូលនៅក្នុងការវិភាគនៃក្រុមខួរក្បាលនៃការរកឃើញរបស់យើង (តារាង S1B) ខណៈដែលករណី AsymAD មានតែមួយគត់នៅក្នុងក្រុមចម្លងប៉ុណ្ណោះ។ ករណី AsymAD ទាំងនេះក៏បានមកពីធនាគារខួរក្បាល Emory Goizueta ADRC ផងដែរ។ ទោះបីជាការយល់ដឹងមានលក្ខណៈធម្មតានៅពេលស្លាប់ក៏ដោយ កម្រិតអាមីឡូអ៊ីតមានកម្រិតខ្ពស់មិនធម្មតា (មធ្យម CERAD, 2.8 ± 0.5) (តារាង S1B) ។
ការវិភាគ TMT-MS នៃជាលិកាខួរក្បាលទាំង 27 នេះបណ្តាលឱ្យមានបរិមាណនៃ proteomes 11,244 ។ ការរាប់ចុងក្រោយនេះរួមបញ្ចូលតែប្រូតេអ៊ីនទាំងនោះដែលមានបរិមាណយ៉ាងហោចណាស់ 50% នៃគំរូ។ សំណុំទិន្នន័យដែលបានចម្លងនេះមាន 8638 (98.0%) នៃប្រូតេអ៊ីន 8817 ដែលបានរកឃើញនៅក្នុងការវិភាគខួរក្បាលរបស់យើង ហើយមានប្រូតេអ៊ីនជិត 3000 បានផ្លាស់ប្តូរយ៉ាងខ្លាំងរវាងក្រុមត្រួតពិនិត្យ និងក្រុម AD (P <0.05 បន្ទាប់ពីការធ្វើតេស្តគូរបស់ Tukey សម្រាប់ការវិភាគភាពខុសប្លែកគ្នា) ( តារាង S2F) ។ ក្នុងចំណោមប្រូតេអ៊ីនដែលបង្ហាញដោយឌីផេរ៉ង់ស្យែលទាំងនេះ 910 ក៏បានបង្ហាញពីការផ្លាស់ប្តូរកម្រិតគួរឱ្យកត់សម្គាល់រវាងករណីត្រួតពិនិត្យ AD និងខួរក្បាល (P <0.05 បន្ទាប់ពី ANOVA Tukey paired t-test)។ គួរកត់សម្គាល់ថាសញ្ញាសម្គាល់ 910 ទាំងនេះមានភាពស៊ីសង្វាក់គ្នាយ៉ាងខ្លាំងក្នុងទិសដៅនៃការផ្លាស់ប្តូររវាង proteomes (r = 0.94, P <1.0 × 10-200) (រូបភាព S3A) ។ ក្នុងចំណោមប្រូតេអ៊ីនកើនឡើង ប្រូតេអ៊ីនដែលមានការផ្លាស់ប្តូរស្របគ្នាបំផុតរវាងសំណុំទិន្នន័យគឺជាសមាជិកសំខាន់នៃម៉ូឌុល M5 និង M18 ដែលសំបូរទៅដោយ glial (MDK, COL25A1, MAPT, NTN1, SMOC1, និង GFAP) ។ ក្នុងចំណោមប្រូតេអ៊ីនដែលត្រូវបានកាត់បន្ថយ អ្នកដែលមានការផ្លាស់ប្តូរជាប់លាប់បំផុតគឺស្ទើរតែទាំងស្រុងនៃសមាជិកនៃម៉ូឌុល M1 (NPTX2, VGF និង RPH3A) ដែលទាក់ទងនឹង synapse ។ យើងបានផ្ទៀងផ្ទាត់បន្ថែមទៀតនូវការផ្លាស់ប្តូរទាក់ទងនឹង AD នៃ midkine (MDK), CD44, secreted-related-related protein 1 (SFRP1) និង VGF ដោយការ blotting ខាងលិច (រូបភាព S3B) ។ ការវិភាគការអភិរក្សម៉ូឌុលបានបង្ហាញថាប្រហែល 80% នៃម៉ូឌុលប្រូតេអ៊ីន (34/44) នៅក្នុងប្រូតេអូមខួរក្បាលត្រូវបានអភិរក្សយ៉ាងខ្លាំងនៅក្នុងសំណុំទិន្នន័យចម្លង (z-score> 1.96, FDR បានកែ P <0.05) (រូបភាព S3C) ។ ដប់បួននៃម៉ូឌុលទាំងនេះត្រូវបានបម្រុងទុកយ៉ាងពិសេសរវាង proteomes ទាំងពីរ (z-score> 10, FDR បានកែ P <1.0 × 10−23) ។ សរុបមក ការរកឃើញ និងការចម្លងនៃកម្រិតខ្ពស់នៃភាពស៊ីសង្វាក់គ្នាក្នុងការបញ្ចេញមតិឌីផេរ៉ង់ស្យែល និងសមាសភាពម៉ូឌុលរវាងប្រូតេអូមខួរក្បាល បង្ហាញពីភាពអាចផលិតឡើងវិញនៃការផ្លាស់ប្តូរនៅក្នុងប្រូតេអ៊ីន AD frontal Cortex ។ លើសពីនេះ វាក៏បានបញ្ជាក់ផងដែរថា AsymAD និងជំងឺទំនើបៗជាច្រើនទៀតមានរចនាសម្ព័ន្ធបណ្តាញខួរក្បាលស្រដៀងគ្នាខ្លាំង។
ការវិភាគលម្អិតបន្ថែមទៀតនៃកន្សោមឌីផេរ៉ង់ស្យែលនៅក្នុងសំណុំទិន្នន័យចម្លងខួរក្បាលបង្ហាញពីកម្រិតដ៏សំខាន់នៃការផ្លាស់ប្តូរប្រូតេអ៊ីន AsymAD រួមទាំងប្រូតេអ៊ីនសរុបចំនួន 151 ដែលបានផ្លាស់ប្តូរយ៉ាងខ្លាំងរវាង AsymAD និងវត្ថុបញ្ជា (P <0.05) (រូបភាព S3D) ។ ស្របជាមួយនឹងការផ្ទុកអាមីឡូអ៊ីត APP នៅក្នុងខួរក្បាលរបស់ AsymAD និង AD បានកើនឡើងយ៉ាងខ្លាំង។ MAPT ផ្លាស់ប្តូរយ៉ាងខ្លាំងនៅក្នុង AD ដែលស្របជាមួយនឹងការកើនឡើងនៃកម្រិតនៃការច្របូកច្របល់ និងការជាប់ទាក់ទងដែលគេស្គាល់របស់វាជាមួយនឹងការថយចុះនៃការយល់ដឹង (5, 7)។ ម៉ូឌុលដែលសំបូរទៅដោយ glial (M5 និង M18) ត្រូវបានឆ្លុះបញ្ចាំងយ៉ាងខ្លាំងនៅក្នុងការកើនឡើងនៃប្រូតេអ៊ីននៅក្នុង AsymAD ខណៈពេលដែលម៉ូឌុល M1 ដែលទាក់ទងនឹងណឺរ៉ូនគឺជាតំណាងច្រើនបំផុតនៃការថយចុះនៃប្រូតេអ៊ីននៅក្នុង AsymAD ។ សញ្ញាសម្គាល់ AsymAD ទាំងនេះជាច្រើនបង្ហាញពីការផ្លាស់ប្តូរកាន់តែខ្លាំងនៅក្នុងជំងឺដែលមានរោគសញ្ញា។ ក្នុងចំណោមសញ្ញាសម្គាល់ទាំងនេះមាន SMOC1 ដែលជាប្រូតេអ៊ីន glial ដែលជាកម្មសិទ្ធិរបស់ M18 ដែលត្រូវបានផ្សារភ្ជាប់ជាមួយនឹងដុំសាច់ខួរក្បាល និងការវិវត្តនៃភ្នែក និងអវយវៈ (32) ។ MDK គឺជាកត្តាលូតលាស់ដែលភ្ជាប់ជាមួយ heparin ដែលទាក់ទងនឹងការលូតលាស់កោសិកា និងការបង្កើតកោសិកា (33) ដែលជាសមាជិកមួយផ្សេងទៀតនៃ M18 ។ បើប្រៀបធៀបជាមួយក្រុមត្រួតពិនិត្យ AsymAD បានកើនឡើងយ៉ាងខ្លាំង បន្ទាប់មកមានការកើនឡើងកាន់តែច្រើននៅក្នុង AD ។ ផ្ទុយទៅវិញប្រូតេអ៊ីន synaptic neuropentraxin 2 (NPTX2) ត្រូវបានកាត់បន្ថយយ៉ាងខ្លាំងនៅក្នុងខួរក្បាល AsymAD ។ NPTX2 ពីមុនត្រូវបានផ្សារភ្ជាប់ជាមួយនឹង neurodegeneration និងមានតួនាទីទទួលស្គាល់ក្នុងការសម្រុះសម្រួល synapses រំភើប (34) ។ សរុបមក លទ្ធផលទាំងនេះបង្ហាញពីភាពខុសគ្នានៃការផ្លាស់ប្តូរប្រូតេអ៊ីន preclinical ផ្សេងគ្នានៅក្នុង AD ដែលហាក់ដូចជារីកចម្រើនជាមួយនឹងភាពធ្ងន់ធ្ងរនៃជំងឺ។
ដោយសារយើងសម្រេចបាននូវជម្រៅដ៏សំខាន់នៃការគ្របដណ្តប់ប្រូតេអ៊ីននៅក្នុងការរកឃើញនៃ proteome ខួរក្បាល យើងកំពុងព្យាយាមស្វែងយល់ឱ្យបានពេញលេញអំពីភាពត្រួតស៊ីគ្នារបស់វាជាមួយនឹងប្រតិចារិកកម្រិតបណ្តាញ AD ។ ដូច្នេះ យើងបានប្រៀបធៀបប្រូតេអូមខួរក្បាលដែលយើងបានរកឃើញជាមួយនឹងម៉ូឌុលដែលយើងបានបង្កើតពីមុនពីការវាស់វែងមីក្រូអារេនៃហ្សែន 18,204 នៅក្នុង AD (n = 308) និងគ្រប់គ្រង (n = 157) ជាលិកា DLPFC (13) ។ ត្រួតស៊ីគ្នា។ សរុបមក យើងបានកំណត់អត្តសញ្ញាណម៉ូឌុល RNA ចំនួន 20 ផ្សេងគ្នា ដែលភាគច្រើនបានបង្ហាញពីការពង្រឹងនៃប្រភេទកោសិកាជាក់លាក់ រួមមានណឺរ៉ូន oligodendrocytes astrocytes និង microglia (រូបភាពទី 3A)។ ការផ្លាស់ប្តូរច្រើននៃម៉ូឌុលទាំងនេះនៅក្នុង AD ត្រូវបានបង្ហាញក្នុងរូបភាព 3B ។ អនុលោមតាមការវិភាគការត្រួតស៊ីគ្នានៃប្រូតេអ៊ីន-RNA របស់យើងពីមុនដោយប្រើ MS proteome ដែលមិនមានស្លាកកាន់តែស៊ីជម្រៅ (ប្រហែល 3000 ប្រូតេអ៊ីន) (13) ភាគច្រើននៃ 44 ម៉ូឌុលនៅក្នុងបណ្តាញ proteome ខួរក្បាលដែលយើងបានរកឃើញគឺនៅក្នុងបណ្តាញ transcriptome មិនមានការត្រួតស៊ីគ្នាគួរឱ្យកត់សម្គាល់ទេ។ ការរកឃើញរបស់យើង និងការចម្លងនៃម៉ូឌុលប្រូតេអ៊ីនចំនួន 34 ដែលត្រូវបានរក្សាទុកយ៉ាងខ្ពស់នៅក្នុងខួរក្បាល proteome មានតែ 14 (~40%) ប៉ុណ្ណោះដែលបានឆ្លងកាត់ការធ្វើតេស្តពិតប្រាកដរបស់ Fisher (FET) បានបង្ហាញថាមានការត្រួតស៊ីគ្នាយ៉ាងសំខាន់ស្ថិតិជាមួយនឹងប្រតិចារិក (រូបភាព 3A) ។ ឆបគ្នាជាមួយការជួសជុលការខូចខាត DNA (P-M25 និង P-M19) ការបកប្រែប្រូតេអ៊ីន (P-M7 និង P-M20) ការភ្ជាប់/ការភ្ជាប់ RNA (P-M16 និង P-M21) និងការកំណត់គោលដៅប្រូតេអ៊ីន (P-M13 និង P- M23) មិនត្រួតលើគ្នាជាមួយម៉ូឌុលនៅក្នុងប្រតិចារិកទេ។ ដូច្នេះ ទោះបីជាសំណុំទិន្នន័យ proteome កាន់តែស៊ីជម្រៅត្រូវបានប្រើក្នុងការវិភាគត្រួតស៊ីគ្នាបច្ចុប្បន្ន (13) ក៏ដោយ ភាគច្រើននៃ proteome បណ្តាញ AD មិនត្រូវបានគូសផែនទីទៅនឹងបណ្តាញប្រតិចារិកទេ។
(ក) Hypergeometric FET បង្ហាញពីការពង្រឹងនៃសញ្ញាសម្គាល់ប្រភេទកោសិកានៅក្នុងម៉ូឌុល RNA នៃប្រតិចារឹក AD (កំពូល) និងកម្រិតនៃការត្រួតស៊ីគ្នារវាងម៉ូឌុល RNA (អ័ក្ស x) និងប្រូតេអ៊ីន (អ័ក្ស y) នៃខួរក្បាល AD (បាត) ។ អាំងតង់ស៊ីតេនៃស្រមោលក្រហមបង្ហាញពីកម្រិតនៃការពង្រឹងប្រភេទកោសិកានៅក្នុងបន្ទះខាងលើ និងអាំងតង់ស៊ីតេនៃការត្រួតគ្នានៃម៉ូឌុលនៅក្នុងបន្ទះខាងក្រោម។ សញ្ញាផ្កាយបង្ហាញពីសារៈសំខាន់ស្ថិតិ (P <0.05) ។ (ខ) កម្រិតនៃទំនាក់ទំនងរវាងហ្សែនលក្ខណៈនៃម៉ូឌុលប្រតិចារិកនីមួយៗ និងស្ថានភាព AD ។ ម៉ូឌុលនៅខាងឆ្វេងគឺជាប់ទាក់ទងអវិជ្ជមានបំផុតជាមួយ AD (ពណ៌ខៀវ) ហើយផ្នែកខាងស្តាំមានទំនាក់ទំនងវិជ្ជមានបំផុតជាមួយ AD (ក្រហម)។ តម្លៃ P ដែលបានកែ BH ដែលបានផ្លាស់ប្តូរកំណត់ហេតុបង្ហាញពីកម្រិតនៃសារៈសំខាន់ស្ថិតិនៃទំនាក់ទំនងនីមួយៗ។ (គ) ម៉ូឌុលត្រួតស៊ីគ្នាយ៉ាងសំខាន់ជាមួយនឹងការពង្រឹងប្រភេទក្រឡាដែលបានចែករំលែក។ (ឃ) ការវិភាគទំនាក់ទំនងនៃការផ្លាស់ប្តូរ log2 ដងនៃប្រូតេអ៊ីនដែលមានស្លាក (អ័ក្ស x) និង RNA (អ័ក្ស y) នៅក្នុងម៉ូឌុលត្រួតស៊ីគ្នា។ មេគុណទំនាក់ទំនង Pearson ជាមួយតម្លៃ P ដែលពាក់ព័ន្ធត្រូវបានបង្ហាញ។ មីក្រូ, microglia; សាកសពសេឡេស្ទាល, astrocytes ។ CT, ការត្រួតពិនិត្យ។
ម៉ូឌុលប្រូតេអ៊ីន និង RNA ត្រួតស៊ីគ្នាភាគច្រើនចែករំលែកទម្រង់ការបង្កើនប្រភេទកោសិកាស្រដៀងគ្នា និងទិសដៅផ្លាស់ប្តូរ AD ស្របគ្នា (រូបភាពទី 3, B និង C) ។ ម៉្យាងទៀត ម៉ូឌុល M1 ដែលទាក់ទងនឹង synapse នៃ proteome ខួរក្បាល (PM1) ត្រូវបានគូសផែនទីទៅនឹងម៉ូឌុល RNA ដែលសំបូរទៅដោយសរសៃប្រសាទចំនួនបី (R-M1, R-M9 និង R-M16) ដែលនៅក្នុង AD ទាំងពីរបានបង្ហាញ កម្រិតកាត់បន្ថយ។ ស្រដៀងគ្នានេះដែរ ម៉ូឌុលប្រូតេអ៊ីន M5 និង M18 ដែលសំបូរទៅដោយ glial ត្រួតលើគ្នាជាមួយនឹងម៉ូឌុល RNA ដែលសម្បូរទៅដោយ astrocytes និងមីក្រូគ្លីស (R-M3, R-M7, និង R-M10) ហើយមានការពាក់ព័ន្ធយ៉ាងខ្លាំងទៅនឹងជំងឺកើនឡើង។ លក្ខណៈពិសេសម៉ូឌុលដែលបានចែករំលែកទាំងនេះរវាងសំណុំទិន្នន័យទាំងពីរជួយបន្ថែមលើការបង្កើនប្រភេទកោសិកា និងការផ្លាស់ប្តូរទាក់ទងនឹងជំងឺដែលយើងបានសង្កេតឃើញនៅក្នុងប្រូតេអូមខួរក្បាល។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ យើងបានសង្កេតឃើញភាពខុសគ្នាសំខាន់ៗជាច្រើនរវាងកម្រិត RNA និងប្រូតេអ៊ីននៃសញ្ញាសម្គាល់បុគ្គលនៅក្នុងម៉ូឌុលដែលបានចែករំលែកទាំងនេះ។ ការវិភាគទំនាក់ទំនងនៃកន្សោមឌីផេរ៉ង់ស្យែលនៃ proteomics និង transcriptomics នៃម៉ូលេគុលនៅក្នុងម៉ូឌុលត្រួតស៊ីគ្នាទាំងនេះ (រូបភាព 3D) គូសបញ្ជាក់ពីភាពមិនស៊ីសង្វាក់គ្នានេះ។ ឧទាហរណ៍ APP និងប្រូតេអ៊ីនម៉ូឌុល glial ផ្សេងទៀត (NTN1, MDK, COL25A1, ICAM1 និង SFRP1) បានបង្ហាញពីការកើនឡើងគួរឱ្យកត់សម្គាល់នៅក្នុង AD proteome ប៉ុន្តែស្ទើរតែមិនមានការផ្លាស់ប្តូរនៅក្នុង AD transcriptome ។ ការផ្លាស់ប្តូរជាក់លាក់នៃប្រូតេអ៊ីនទាំងនេះអាចទាក់ទងយ៉ាងជិតស្និទ្ធទៅនឹងបន្ទះអាមីឡូអ៊ីដ (23, 35) ដោយបន្លិច proteome ដែលជាប្រភពនៃការផ្លាស់ប្តូររោគវិទ្យា ហើយការផ្លាស់ប្តូរទាំងនេះប្រហែលជាមិនត្រូវបានឆ្លុះបញ្ចាំងនៅក្នុងប្រតិចារិកនោះទេ។
បន្ទាប់ពីការវិភាគដោយឯករាជ្យនៃខួរក្បាល និង CSF proteomes ដែលយើងបានរកឃើញ យើងបានធ្វើការវិភាគដ៏ទូលំទូលាយនៃសំណុំទិន្នន័យទាំងពីរដើម្បីកំណត់អត្តសញ្ញាណ AD CSF biomarkers ទាក់ទងនឹង pathophysiology នៃបណ្តាញខួរក្បាល។ ដំបូងយើងត្រូវកំណត់ការត្រួតស៊ីគ្នានៃ proteomes ទាំងពីរ។ ទោះបីជាវាត្រូវបានគេទទួលយកយ៉ាងទូលំទូលាយថា CSF ឆ្លុះបញ្ចាំងពីការផ្លាស់ប្តូរគីមីសរសៃប្រសាទនៅក្នុងខួរក្បាល AD (4) ក៏ដោយក៏កម្រិតពិតប្រាកដនៃការត្រួតស៊ីគ្នារវាងខួរក្បាល AD និង CSF proteome គឺមិនច្បាស់លាស់។ ដោយការប្រៀបធៀបចំនួននៃផលិតផលហ្សែនរួមគ្នាដែលបានរកឃើញនៅក្នុង proteomes ទាំងពីររបស់យើង យើងបានរកឃើញថាជិត 70% (n = 1936) នៃប្រូតេអ៊ីនដែលត្រូវបានកំណត់នៅក្នុងសារធាតុរាវ cerebrospinal ក៏ត្រូវបានគេកំណត់បរិមាណនៅក្នុងខួរក្បាលផងដែរ (រូបភាព 4A) ។ ភាគច្រើននៃប្រូតេអ៊ីនត្រួតស៊ីគ្នាទាំងនេះ (n = 1721) ត្រូវបានគូសផែនទីទៅជាម៉ូឌុលមួយក្នុងចំណោម 44 co-expression modules ពីសំណុំទិន្នន័យខួរក្បាលរបកគំហើញ (រូបភាព 4B)។ ដូចដែលបានរំពឹងទុក ម៉ូឌុលខួរក្បាលធំបំផុតចំនួនប្រាំមួយ (M1 ដល់ M6) បានបង្ហាញចំនួនដ៏ធំបំផុតនៃការត្រួតស៊ីគ្នា CSF ។ ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ មានម៉ូឌុលខួរក្បាលតូចជាង (ឧទាហរណ៍ M15 និង M29) ដែលសម្រេចបាននូវកម្រិតខ្ពស់នៃការត្រួតគ្នាដែលមិននឹកស្មានដល់ ដែលធំជាងម៉ូឌុលខួរក្បាលពីរដងនៃទំហំរបស់វា។ នេះជំរុញឱ្យយើងទទួលយកវិធីសាស្រ្តលម្អិតបន្ថែមទៀត ដែលត្រូវបានជំរុញដោយស្ថិតិ ដើម្បីគណនាការត្រួតស៊ីគ្នារវាងខួរក្បាល និងសារធាតុរាវ cerebrospinal ។
(A និង B) ប្រូតេអ៊ីនដែលបានរកឃើញនៅក្នុងខួរក្បាលរបកគំហើញ និងទិន្នន័យ CSF កំណត់ត្រួតស៊ីគ្នា។ ភាគច្រើននៃប្រូតេអ៊ីនត្រួតស៊ីគ្នាទាំងនេះត្រូវបានផ្សារភ្ជាប់ជាមួយនឹងម៉ូឌុលមួយនៃ 44 នៃ co-expression modules នៃបណ្តាញ co-expression network ។ (គ) ស្វែងយល់ពីការត្រួតស៊ីគ្នារវាងប្រូតេអូមសារធាតុរាវខួរឆ្អឹងខ្នង និងប្រូតេអូមបណ្តាញខួរក្បាល។ ជួរនីមួយៗនៃផែនទីកំដៅតំណាងឱ្យការវិភាគត្រួតគ្នាដាច់ដោយឡែកនៃ FET hypergeometric ។ ជួរខាងលើបង្ហាញពីការត្រួតគ្នា (ស្រមោលពណ៌ប្រផេះ/ខ្មៅ) រវាងម៉ូឌុលខួរក្បាល និង CSF proteome ទាំងមូល។ បន្ទាត់ទីពីរពណ៌នាថាការត្រួតស៊ីគ្នារវាងម៉ូឌុលខួរក្បាល និងប្រូតេអ៊ីន CSF (ស្រមោលពណ៌ក្រហម) ត្រូវបានគ្រប់គ្រងយ៉ាងខ្លាំងនៅក្នុង AD (P <0.05)។ ជួរទីបីបង្ហាញថាការត្រួតស៊ីគ្នារវាងម៉ូឌុលខួរក្បាលនិងប្រូតេអ៊ីន CSF (ស្រមោលពណ៌ខៀវ) ត្រូវបានកាត់បន្ថយយ៉ាងខ្លាំងនៅក្នុង AD (P <0.05) ។ ប្រើវិធី BH ដើម្បីកែតម្លៃ P ដែលបានមកពី FET ។ (ឃ) បន្ទះម៉ូឌុលបត់ដោយផ្អែកលើការភ្ជាប់ប្រភេទកោសិកា និងលក្ខខណ្ឌ GO ដែលពាក់ព័ន្ធ។ បន្ទះទាំងនេះមានប្រូតេអ៊ីនដែលទាក់ទងនឹងខួរក្បាលសរុបចំនួន 271 ដែលមានកន្សោមឌីផេរ៉ង់ស្យែលដ៏មានន័យនៅក្នុង CSF proteome ។
ដោយប្រើ FETs កន្ទុយតែមួយ យើងបានវាយតម្លៃសារៈសំខាន់នៃការត្រួតស៊ីគ្នានៃប្រូតេអ៊ីនរវាង CSF proteome និងម៉ូឌុលខួរក្បាលបុគ្គល។ ការវិភាគបានបង្ហាញថា ម៉ូឌុលខួរក្បាលសរុបចំនួន 14 នៅក្នុងសំណុំទិន្នន័យ CSF មានការត្រួតស៊ីគ្នាគួរឱ្យកត់សម្គាល់ (FDR កែតម្រូវ P <0.05) និងម៉ូឌុលបន្ថែម (M18) ដែលការត្រួតស៊ីគ្នាជិតនឹងសារៈសំខាន់ (FDR កែតម្រូវ P = 0.06) (រូបភាព 4C ជួរខាងលើ) ។ យើងក៏ចាប់អារម្មណ៍លើម៉ូឌុលដែលត្រួតស៊ីគ្នាយ៉ាងខ្លាំងជាមួយនឹងប្រូតេអ៊ីន CSF ដែលបង្ហាញដោយឌីផេរ៉ង់ស្យែល។ ដូច្នេះហើយ យើងបានអនុវត្តការវិភាគ FET ពីរបន្ថែមទៀតដើម្បីកំណត់ថាតើមួយណានៃ (i) ប្រូតេអ៊ីន CSF ត្រូវបានកើនឡើងយ៉ាងខ្លាំងនៅក្នុង AD និង (ii) ប្រូតេអ៊ីន CSF ត្រូវបានថយចុះយ៉ាងខ្លាំងនៅក្នុង AD (P <0.05, paired t test AD/control) ម៉ូឌុលខួរក្បាលជាមួយនឹងការត្រួតស៊ីគ្នាដ៏មានន័យ។ រវាងពួកគេ។ ដូចដែលបានបង្ហាញនៅក្នុងជួរកណ្តាលនិងខាងក្រោមនៃរូបភាពទី 4C ការវិភាគបន្ថែមទាំងនេះបង្ហាញថា 8 នៃម៉ូឌុលខួរក្បាល 44 ត្រួតស៊ីគ្នាយ៉ាងខ្លាំងជាមួយនឹងប្រូតេអ៊ីនដែលបានបន្ថែមនៅក្នុង AD CSF (M12, M1, M2, M18, M5, M44, M33 និង M38) . ) ខណៈពេលដែលមានតែម៉ូឌុលពីរ (M6 និង M15) បង្ហាញពីការត្រួតស៊ីគ្នាដ៏មានអត្ថន័យជាមួយនឹងប្រូតេអ៊ីនដែលបានកាត់បន្ថយនៅក្នុង AD CSF ។ ដូចដែលបានរំពឹងទុក ម៉ូឌុលទាំង 10 ស្ថិតនៅក្នុង 15 ម៉ូឌុលដែលមានការត្រួតស៊ីគ្នាខ្ពស់បំផុតជាមួយ CSF proteome ។ ដូច្នេះហើយ យើងសន្មត់ថា ម៉ូឌុលទាំង 15 ទាំងនេះ គឺជាប្រភពទិន្នផលខ្ពស់នៃ AD brain-derived CSF biomarkers ។
យើងបានបត់ម៉ូឌុលត្រួតស៊ីគ្នាទាំង 15 នេះទៅជាបន្ទះប្រូតេអ៊ីនធំចំនួន 5 ដោយផ្អែកលើភាពជិតរបស់ពួកគេនៅក្នុងដ្យាក្រាមមែកធាង WGCNA និងការផ្សារភ្ជាប់របស់ពួកគេជាមួយនឹងប្រភេទកោសិកា និងហ្សែន ontology (រូបភាព 4D) ។ បន្ទះទីមួយមានម៉ូឌុលដែលសំបូរទៅដោយសញ្ញាណឺរ៉ូន និងប្រូតេអ៊ីនដែលទាក់ទងនឹង synapse (M1 និង M12) ។ បន្ទះ synaptic មានប្រូតេអ៊ីនសរុបចំនួន 94 ហើយកម្រិតនៅក្នុង CSF proteome បានផ្លាស់ប្តូរយ៉ាងខ្លាំង ដែលធ្វើឱ្យវាក្លាយជាប្រភពដ៏ធំបំផុតនៃសញ្ញា CSF ដែលទាក់ទងនឹងខួរក្បាលក្នុងចំណោមបន្ទះទាំងប្រាំ។ ក្រុមទី 2 (M6 និង M15) បង្ហាញពីទំនាក់ទំនងជិតស្និទ្ធជាមួយនឹងសញ្ញាសម្គាល់កោសិកា endothelial និងរាងកាយសរសៃឈាមដូចជា "ការព្យាបាលរបួស" (M6) និង "បទប្បញ្ញត្តិនៃការឆ្លើយតបនៃភាពស៊ាំកំប្លែង" (M15) ។ M15 ក៏ទាក់ទងយ៉ាងខ្លាំងទៅនឹងការរំលាយអាហារ lipoprotein ដែលទាក់ទងយ៉ាងជិតស្និទ្ធទៅនឹង endothelium (36) ។ បន្ទះសរសៃឈាមមាន 34 សញ្ញា CSF ដែលទាក់ទងនឹងខួរក្បាល។ ក្រុមទីបីរួមមានម៉ូឌុល (M2 និង M4) ដែលទាក់ទងយ៉ាងសំខាន់ទៅនឹងសញ្ញាសម្គាល់ oligodendrocyte និងការរីកសាយកោសិកា។ ឧទាហរណ៍លក្ខខណ្ឌ ontology កម្រិតកំពូលនៃ M2 រួមមាន "បទប្បញ្ញត្តិវិជ្ជមាននៃការចម្លង DNA" និង "ដំណើរការជីវសំយោគ purine" ។ ទន្ទឹមនឹងនេះដែរ M4 រួមមាន "ភាពខុសគ្នានៃកោសិកា glial" និង "ការបែងចែកក្រូម៉ូសូម" ។ បន្ទះ myelination មាន 49 សញ្ញា CSF ដែលទាក់ទងនឹងខួរក្បាល។
ក្រុមទី 4 មានម៉ូឌុលច្រើនបំផុត (M30, M29, M18, M24, និង M5) ហើយម៉ូឌុលស្ទើរតែទាំងអស់គឺសម្បូរទៅដោយសញ្ញាសម្គាល់ microglia និង astrocyte ។ ស្រដៀងគ្នាទៅនឹងបន្ទះ myelination បន្ទះទីបួនក៏មានម៉ូឌុល (M30, M29 និង M18) ដែលទាក់ទងយ៉ាងជិតស្និទ្ធទៅនឹងការរីកសាយកោសិកា។ ម៉ូឌុលផ្សេងទៀតនៅក្នុងក្រុមនេះគឺទាក់ទងយ៉ាងខ្លាំងទៅនឹងពាក្យ immunological ដូចជា "ដំណើរការឥទ្ធិពលនៃភាពស៊ាំ" (M5) និង "បទប្បញ្ញត្តិការឆ្លើយតបនៃប្រព័ន្ធភាពស៊ាំ" (M24) ។ ក្រុមភាពស៊ាំ glial មាន 42 សញ្ញា CSF ទាក់ទងនឹងខួរក្បាល។ ជាចុងក្រោយ បន្ទះចុងក្រោយរួមមាន 52 សញ្ញាសម្គាល់ទាក់ទងនឹងខួរក្បាលនៅលើម៉ូឌុលចំនួន 4 (M44, M3, M33 និង M38) ដែលទាំងអស់នេះមាននៅលើរាងកាយដែលទាក់ទងនឹងការផ្ទុកថាមពល និងការរំលាយអាហារ។ ម៉ូឌុលដ៏ធំបំផុតទាំងនេះ (M3) មានទំនាក់ទំនងយ៉ាងជិតស្និទ្ធជាមួយ mitochondria ហើយសម្បូរទៅដោយសញ្ញាណឺរ៉ូនជាក់លាក់។ M38 គឺជាសមាជិកម៉ូឌុលតូចមួយនៅក្នុង metabolome នេះហើយក៏បង្ហាញពីភាពជាក់លាក់នៃណឺរ៉ូនកម្រិតមធ្យមផងដែរ។
សរុបមក បន្ទះទាំងប្រាំនេះឆ្លុះបញ្ចាំងពីជួរដ៏ធំទូលាយនៃប្រភេទកោសិកា និងមុខងារនៅក្នុង Cortex AD ហើយរួមមាន 271 សញ្ញា CSF ដែលទាក់ទងនឹងខួរក្បាល (តារាង S2G) ។ ដើម្បីវាយតម្លៃសុពលភាពនៃលទ្ធផល MS ទាំងនេះ យើងបានប្រើការវិភាគផ្នែកបន្ថែមជិត (PEA) ដែលជាបច្ចេកវិទ្យាផ្អែកលើអង្គបដិប្រាណរាងពងក្រពើ ជាមួយនឹងសមត្ថភាពពហុគុណ ភាពប្រែប្រួលខ្ពស់ និងភាពជាក់លាក់ ហើយបានធ្វើការវិភាគឡើងវិញនូវសំណាកសារធាតុរាវ cerebrospinal យើងបានរកឃើញសំណុំរងនៃ 271 biomarkers ទាំងនេះ។ (n = 36) ។ គោលដៅទាំង 36 នេះបង្ហាញពីការផ្លាស់ប្តូរនៅក្នុងពហុគុណ AD នៃ PEA ដែលទាក់ទងយ៉ាងជិតស្និទ្ធទៅនឹងការរកឃើញដែលមានមូលដ្ឋានលើ MS របស់យើង (r = 0.87, P = 5.6 × 10-12), ដែលបានផ្ទៀងផ្ទាត់យ៉ាងខ្លាំងនូវលទ្ធផលនៃការវិភាគ MS ដ៏ទូលំទូលាយរបស់យើង (រូបភាព S4 )
ប្រធានបទជីវសាស្រ្តដែលសង្កត់ធ្ងន់ដោយក្រុមទាំងប្រាំរបស់យើង ពីសញ្ញា synaptic ដល់ការបំប្លែងថាមពល គឺសុទ្ធតែទាក់ទងនឹងការបង្ករោគនៃ AD (1-3)។ ដូច្នេះ ម៉ូឌុលទាំង 15 ដែលមានបន្ទះទាំងនេះគឺទាក់ទងទៅនឹងរោគសាស្ត្រ AD នៅក្នុងប្រូតេអូមខួរក្បាលដែលយើងបានរកឃើញ (រូបភាព 2B) ។ អ្វីដែលគួរអោយកត់សំគាល់បំផុតគឺការជាប់ទាក់ទងខាងរោគសាស្ត្រវិជ្ជមានខ្ពស់រវាងម៉ូឌុល glial របស់យើង និងការជាប់ទាក់ទងខាងរោគសាស្ត្រអវិជ្ជមានខ្លាំងរវាងម៉ូឌុលសរសៃប្រសាទដ៏ធំបំផុតរបស់យើង (M1 និង M3) ។ ការវិភាគកន្សោមឌីផេរ៉ង់ស្យែលនៃប្រូតេអូមខួរក្បាលដែលបានចម្លងរបស់យើង (រូបភាព S3D) ក៏រំលេចនូវប្រូតេអ៊ីន glial ដែលបានមកពី M5 និង M18 ផងដែរ។ នៅក្នុង AsymAD និង AD រោគសញ្ញា ការកើនឡើងប្រូតេអ៊ីន glial ច្រើនបំផុត និង synapses ដែលទាក់ទងនឹង M1 ប្រូតេអ៊ីនត្រូវបានកាត់បន្ថយច្រើនបំផុត។ ការសង្កេតទាំងនេះបង្ហាញថា សញ្ញាសម្គាល់សារធាតុរាវ cerebrospinal 271 ដែលយើងបានរកឃើញនៅក្នុងក្រុមទាំង 5 គឺទាក់ទងទៅនឹងដំណើរការជំងឺនៅក្នុង Cortex AD រួមទាំងអ្វីដែលកើតឡើងនៅដំណាក់កាលដំបូង asymptomatic ។
ដើម្បីវិភាគឱ្យកាន់តែប្រសើរឡើងអំពីការផ្លាស់ប្តូរទិសដៅនៃប្រូតេអ៊ីនបន្ទះនៅក្នុងខួរក្បាល និងសារធាតុរាវខួរឆ្អឹងខ្នង យើងបានទាញដូចខាងក្រោមសម្រាប់ម៉ូឌុលត្រួតគ្នាទាំង 15 នីមួយៗ៖ (i) បានរកឃើញកម្រិតភាពសម្បូរបែបនៃម៉ូឌុលនៅក្នុងសំណុំទិន្នន័យខួរក្បាល និង (ii) ម៉ូឌុល ប្រូតេអ៊ីន ភាពខុសគ្នាត្រូវបានបង្ហាញនៅក្នុងសារធាតុរាវ cerebrospinal (រូបភាព S5) ។ ដូចដែលបានរៀបរាប់ខាងលើ WGCNA ត្រូវបានប្រើដើម្បីកំណត់ភាពសម្បូរបែបនៃម៉ូឌុល ឬតម្លៃប្រូតេអ៊ីនលក្ខណៈនៅក្នុងខួរក្បាល (13)។ ផែនទីភ្នំភ្លើងត្រូវបានប្រើដើម្បីពិពណ៌នាអំពីការបញ្ចេញមតិឌីផេរ៉ង់ស្យែលនៃប្រូតេអ៊ីនម៉ូឌុលនៅក្នុងសារធាតុរាវ cerebrospinal (AD/control)។ តួលេខទាំងនេះបង្ហាញថាបន្ទះចំនួនបីក្នុងចំណោមបន្ទះទាំងប្រាំបង្ហាញពីនិន្នាការនៃការបញ្ចេញមតិខុសៗគ្នានៅក្នុងខួរក្បាល និងសារធាតុរាវឆ្អឹងខ្នង។ ម៉ូឌុលពីរនៃបន្ទះ synapse (M1 និង M12) បង្ហាញពីការថយចុះនៃកម្រិតបរិបូរណ៍នៅក្នុងខួរក្បាល AD ប៉ុន្តែមានការត្រួតស៊ីគ្នាយ៉ាងខ្លាំងជាមួយនឹងការកើនឡើងនៃប្រូតេអ៊ីននៅក្នុង AD CSF (រូបភាព S5A) ។ ម៉ូឌុលដែលទាក់ទងនឹងណឺរ៉ូនដែលមានសារធាតុមេតាបូឡូម (M3 និង M38) បានបង្ហាញគំរូនៃការបញ្ចេញទឹកក្នុងខួរក្បាល និងសារធាតុរាវខួរក្បាលស្រដៀងគ្នា (រូបភាព S5E)។ បន្ទះសរសៃឈាមក៏បានបង្ហាញពីនិន្នាការនៃការបញ្ចេញមតិផ្សេងៗគ្នា ទោះបីជាម៉ូឌុលរបស់វា (M6 និង M15) ត្រូវបានកើនឡើងក្នុងកម្រិតមធ្យមនៅក្នុងខួរក្បាល AD និងការថយចុះនៃ CSF ដែលមានជំងឺ (រូបភាព S5B)។ បន្ទះពីរដែលនៅសេសសល់មានបណ្តាញ glial ធំដែលប្រូតេអ៊ីនត្រូវបានគ្រប់គ្រងជាប់លាប់នៅក្នុងផ្នែកទាំងពីរ (រូបភាព S5, C និង D) ។
សូមចំណាំថានិន្នាការទាំងនេះមិនមែនជារឿងធម្មតាសម្រាប់សញ្ញាសម្គាល់ទាំងអស់នៅក្នុងបន្ទះទាំងនេះទេ។ ឧទាហរណ៍ បន្ទះ synaptic រួមបញ្ចូលប្រូតេអ៊ីនជាច្រើនដែលត្រូវបានកាត់បន្ថយយ៉ាងខ្លាំងនៅក្នុងខួរក្បាល AD និង CSF (រូបភាព S5A) ។ ក្នុងចំណោមសញ្ញាសម្គាល់សារធាតុរាវ cerebrospinal ដែលត្រូវបានគ្រប់គ្រងចុះក្រោមមាន NPTX2 និង VGF នៃ M1 និង chromogranin B នៃ M12 ។ ទោះបីជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ទោះបីជាមានការលើកលែងទាំងនេះក៏ដោយ សញ្ញាសម្គាល់ synaptic របស់យើងភាគច្រើនត្រូវបានកើនឡើងនៅក្នុងសារធាតុរាវឆ្អឹងខ្នង AD ។ សរុបមក ការវិភាគទាំងនេះអាចបែងចែកនិន្នាការសំខាន់ៗតាមស្ថិតិនៅក្នុងកម្រិតសារធាតុរាវខួរក្បាល និងខួរក្បាលនៅក្នុងបន្ទះនីមួយៗក្នុងចំណោមបន្ទះទាំងប្រាំរបស់យើង។ និន្នាការទាំងនេះបង្ហាញពីទំនាក់ទំនងស្មុគស្មាញ និងជាញឹកញាប់ខុសគ្នារវាងខួរក្បាល និងការបញ្ចេញប្រូតេអ៊ីន CSF នៅក្នុង AD ។
បន្ទាប់មក យើងបានប្រើការវិភាគចម្លង MS ដែលឆ្លងកាត់កម្រិតខ្ពស់ (ការចម្លង CSF 1) ដើម្បីបង្រួមសំណុំ biomarkers 271 របស់យើងទៅកាន់គោលដៅដែលអាចផលិតឡើងវិញបានច្រើនបំផុត (រូបភាព 5A) ។ ច្បាប់ចម្លង CSF 1 មានគំរូសរុបចំនួន 96 ពី Emory Goizueta ADRC រួមទាំងការគ្រប់គ្រង AsymAD និង AD cohort (តារាង S1A)។ ករណី AD ទាំងនេះត្រូវបានកំណត់លក្ខណៈដោយការថយចុះនៃការយល់ដឹងកម្រិតស្រាល (មធ្យម MoCA, 20.0 ± 3.8) និងការផ្លាស់ប្តូរនៅក្នុង biomarkers AD ដែលបានបញ្ជាក់នៅក្នុងសារធាតុរាវ cerebrospinal (តារាង S1A) ។ ផ្ទុយទៅនឹងការវិភាគ CSF ដែលយើងបានរកឃើញ ការចម្លងនេះត្រូវបានអនុវត្តដោយប្រើវិធីសាស្ត្រ MS "single-shot" ដែលមានប្រសិទ្ធភាពជាងមុន និងឆ្លងកាត់ខ្ពស់ (ដោយគ្មានការបែងចែកក្រៅបណ្តាញ) រួមទាំងពិធីការរៀបចំគំរូសាមញ្ញដែលលុបបំបាត់តម្រូវការសម្រាប់ភាពស៊ាំនៃគំរូបុគ្គល។ . ជំនួសមកវិញ បណ្តាញពង្រឹងភាពស៊ាំតែមួយត្រូវបានប្រើដើម្បីពង្រីកសញ្ញានៃប្រូតេអ៊ីនដែលមិនសូវមានច្រើន (37)។ ទោះបីជាវាកាត់បន្ថយការគ្របដណ្តប់ proteome សរុបក៏ដោយ វិធីសាស្ត្របាញ់ម្តងនេះកាត់បន្ថយពេលវេលាម៉ាស៊ីនយ៉ាងសំខាន់ និងបង្កើនចំនួនសំណាកដែលមានស្លាក TMT ដែលអាចវិភាគបាន (17, 38) ។ សរុបមក ការវិភាគបានកំណត់អត្តសញ្ញាណ peptides ចំនួន 6,487 ដែលផ្គូផ្គងទៅនឹង 1,183 proteomes ក្នុង 96 ករណី។ ដូចទៅនឹងការវិភាគ CSF ដែលយើងបានរកឃើញដែរ មានតែប្រូតេអ៊ីនទាំងនោះដែលមានបរិមាណយ៉ាងហោចណាស់ 50% នៃគំរូដែលត្រូវបានរួមបញ្ចូលក្នុងការគណនាជាបន្តបន្ទាប់ ហើយទិន្នន័យត្រូវបានតំរែតំរង់ឡើងវិញសម្រាប់ផលប៉ះពាល់នៃអាយុ និងភេទ។ នេះបាននាំឱ្យមានបរិមាណចុងក្រោយនៃ 792 proteomes ដែល 95% ត្រូវបានកំណត់ផងដែរនៅក្នុងសំណុំទិន្នន័យ CSF បានរកឃើញ។
(ក) គោលដៅប្រូតេអ៊ីន CSF ដែលទាក់ទងនឹងខួរក្បាលត្រូវបានផ្ទៀងផ្ទាត់នៅក្នុងក្រុម CSF ដែលបានចម្លងដំបូង និងរួមបញ្ចូលនៅក្នុងបន្ទះចុងក្រោយ (n = 60) ។ (B ដល់ E) កម្រិត biomarker បន្ទះ (ពិន្ទុ z សមាសធាតុ) បានវាស់វែងនៅក្នុងក្រុមចម្លង CSF ចំនួនបួន។ Paired t-tests ឬ ANOVA ជាមួយនឹងការកែក្រោយរបស់ Tukey ត្រូវបានប្រើដើម្បីវាយតម្លៃពីសារៈសំខាន់ស្ថិតិនៃការផ្លាស់ប្តូរច្រើនក្រៃលែងនៅក្នុងការវិភាគចម្លងនីមួយៗ។ CT, ការត្រួតពិនិត្យ។
ដោយសារយើងចាប់អារម្មណ៍ជាពិសេសក្នុងការផ្ទៀងផ្ទាត់គោលដៅ CSF ទាក់ទងនឹងខួរក្បាល 271 របស់យើងតាមរយៈការវិភាគដ៏ទូលំទូលាយ យើងនឹងកំណត់ការពិនិត្យមើលបន្ថែមទៀតនៃ proteome ចម្លងនេះចំពោះសញ្ញាសម្គាល់ទាំងនេះ។ ក្នុងចំណោមប្រូតេអ៊ីន 271 នេះ 100 ត្រូវបានរកឃើញនៅក្នុងការចម្លង CSF 1។ រូបភាព S6A បង្ហាញពីការបង្ហាញឌីផេរ៉ង់ស្យែលនៃសញ្ញាសម្គាល់ត្រួតគ្នាទាំង 100 រវាងគំរូវត្ថុបញ្ជា និងគំរូចម្លង AD ។ Synaptic និង metabolite histones កើនឡើងច្រើនបំផុតក្នុង AD ខណៈពេលដែលប្រូតេអ៊ីនសរសៃឈាមថយចុះច្រើនបំផុតក្នុងជំងឺ។ ភាគច្រើននៃ 100 សញ្ញាសម្គាល់ត្រួតគ្នា (n = 70) បានរក្សាទិសដៅដូចគ្នានៃការផ្លាស់ប្តូរនៅក្នុងសំណុំទិន្នន័យពីរ (រូបភាព S6B) ។ សញ្ញាសម្គាល់ CSF ទាក់ទងនឹងខួរក្បាលដែលមានសុពលភាពចំនួន 70 នេះ (តារាង S2H) ភាគច្រើនឆ្លុះបញ្ចាំងពីនិន្នាការនៃការបញ្ចេញមតិរបស់បន្ទះដែលបានសង្កេតពីមុន ពោលគឺ ការដាក់កម្រិតនៃប្រូតេអ៊ីនសរសៃឈាម និងបទប្បញ្ញត្តិនៃបន្ទះផ្សេងទៀតទាំងអស់។ មានតែប្រូតេអ៊ីនចំនួន 10 ប៉ុណ្ណោះក្នុងចំណោម 70 ប្រូតេអ៊ីនដែលមានសុពលភាពនេះបានបង្ហាញការផ្លាស់ប្តូរនៅក្នុងភាពសម្បូរបែប AD ដែលផ្ទុយនឹងនិន្នាការបន្ទះទាំងនេះ។ ដើម្បីបង្កើតបន្ទះដែលឆ្លុះបញ្ចាំងយ៉ាងល្អបំផុតអំពីនិន្នាការទាំងមូលនៃខួរក្បាល និងសារធាតុរាវខួរឆ្អឹងខ្នង យើងបានដកប្រូតេអ៊ីនទាំង 10 នេះចេញពីបន្ទះចំណាប់អារម្មណ៍ដែលយើងបានផ្ទៀងផ្ទាត់ចុងក្រោយ (រូបភាព 5A)។ ដូច្នេះ បន្ទះរបស់យើងនៅទីបំផុតរួមបញ្ចូលប្រូតេអ៊ីនសរុបចំនួន 60 ដែលបានផ្ទៀងផ្ទាត់នៅក្នុងក្រុម CSF AD ឯករាជ្យចំនួនពីរ ដោយប្រើការរៀបចំគំរូផ្សេងគ្នា និងការវិភាគវេទិកា MS ។ ប្លង់កន្សោម z-score នៃបន្ទះចុងក្រោយទាំងនេះនៅក្នុង CSF copy 1 control និងករណី AD បានបញ្ជាក់ពីនិន្នាការបន្ទះដែលបានសង្កេតនៅក្នុងក្រុម CSF ដែលយើងបានរកឃើញ (រូបភាព 5B)។
ក្នុងចំណោមប្រូតេអ៊ីនទាំង 60 នេះមានម៉ូលេគុលដែលគេដឹងថាមានទំនាក់ទំនងជាមួយ AD ដូចជា osteopontin (SPP1) ដែលជា cytokine រលាកដែលត្រូវបានផ្សារភ្ជាប់ជាមួយនឹង AD នៅក្នុងការសិក្សាជាច្រើន (39-41) និង GAP43 ដែលជាប្រូតេអ៊ីន synaptic ។ ដែលត្រូវបានផ្សារភ្ជាប់យ៉ាងច្បាស់ទៅនឹងជំងឺសរសៃប្រសាទ (42) ។ ប្រូតេអ៊ីនដែលត្រូវបានផ្ទៀងផ្ទាត់យ៉ាងពេញលេញបំផុតគឺជាសញ្ញាសម្គាល់ដែលទាក់ទងទៅនឹងជំងឺនៃប្រព័ន្ធប្រសាទផ្សេងទៀតដូចជា amyotrophic lateral sclerosis (ALS) ទាក់ទងនឹង superoxide dismutase 1 (SOD1) និងជំងឺផាកឃីនសុនដែលទាក់ទងនឹង desaccharase (PARK7) ។ យើងក៏បានផ្ទៀងផ្ទាត់ផងដែរថា សញ្ញាសម្គាល់ផ្សេងទៀតជាច្រើនដូចជា SMOC1 និងការភ្ជាប់ភ្នាសខួរក្បាលដែលសំបូរទៅដោយសញ្ញាប្រូតេអ៊ីន 1 (BASP1) មានកម្រិតតំណភ្ជាប់ពីមុនទៅនឹងការវិវត្តនៃសរសៃប្រសាទ។ គួរកត់សម្គាល់ថាដោយសារតែភាពសម្បូរបែបសរុបរបស់វាទាបនៅក្នុង proteome CSF វាជាការលំបាកសម្រាប់ពួកយើងក្នុងការប្រើវិធីសាស្ត្ររកឃើញការបាញ់តែមួយដងកម្រិតខ្ពស់នេះ ដើម្បីអាចរកឃើញ MAPT និងប្រូតេអ៊ីនដែលទាក់ទងនឹង AD មួយចំនួនផ្សេងទៀត (ឧទាហរណ៍ NEFL និង NRGN ។ ) ( ៤៣, ៤៤ ) ។
បន្ទាប់មកយើងបានពិនិត្យសញ្ញាសម្គាល់បន្ទះអាទិភាពចំនួន 60 នេះនៅក្នុងការវិភាគចម្លងចំនួនបីបន្ថែមទៀត។ នៅក្នុង CSF Copy 2 យើងបានប្រើ TMT-MS តែមួយដើម្បីវិភាគក្រុមឯករាជ្យនៃការត្រួតពិនិត្យ 297 និងគំរូ AD ពី Emory Goizueta ADRC (17) ។ ការចម្លង CSF 3 រួមបញ្ចូលការវិភាគឡើងវិញនៃទិន្នន័យ TMT-MS ដែលមានពីការត្រួតពិនិត្យ 120 និងអ្នកជំងឺ AD មកពីទីក្រុង Lausanne ប្រទេសស្វីស (45)។ យើងបានរកឃើញច្រើនជាងពីរភាគបីនៃសញ្ញាសម្គាល់អាទិភាព 60 នៅក្នុងសំណុំទិន្នន័យនីមួយៗ។ ទោះបីជាការសិក្សានៅប្រទេសស្វីសបានប្រើវេទិកា MS និងវិធីសាស្ត្របរិមាណ TMT ខុសៗគ្នា (45, 46) ក៏ដោយ យើងបានផលិតឡើងវិញនូវនិន្នាការបន្ទះរបស់យើងយ៉ាងខ្លាំងនៅក្នុងការវិភាគពីរដង (រូបភាពទី 5, C និង D និងតារាង S2, I និង J) ។ ដើម្បីវាយតម្លៃភាពជាក់លាក់នៃជំងឺនៃក្រុមរបស់យើង យើងបានប្រើ TMT-MS ដើម្បីវិភាគសំណុំទិន្នន័យចម្លងទីបួន (CSF replication 4) ដែលរួមបញ្ចូលមិនត្រឹមតែករណីគ្រប់គ្រង (n = 18) និង AD (n = 17) ករណីប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែក៏មាន PD ( n = 14)) គំរូ ALS (n = 18) និង frontotemporal dementia (FTD) សំណាក (n = 11) (តារាង S1A) ។ យើងធ្វើការគណនាដោយជោគជ័យនូវប្រូតេអ៊ីនបន្ទះជិតពីរភាគបីនៅក្នុងក្រុមនេះ (38 ក្នុងចំណោម 60)។ លទ្ធផលទាំងនេះបង្ហាញពីការផ្លាស់ប្តូរជាក់លាក់ AD នៅក្នុងបន្ទះ biomarker ទាំងប្រាំ (រូបភាព 5E និង Table S2K)។ ការកើនឡើងនៃក្រុមមេតាបូលីតបានបង្ហាញពីភាពជាក់លាក់ AD ខ្លាំងបំផុត បន្ទាប់មកដោយក្រុម myelination និង glial ។ ក្នុងកម្រិតតិចជាង FTD ក៏បង្ហាញពីការកើនឡើងរវាងបន្ទះទាំងនេះ ដែលអាចឆ្លុះបញ្ចាំងពីការផ្លាស់ប្តូរបណ្តាញសក្តានុពលស្រដៀងគ្នា (17)។ ផ្ទុយទៅវិញ ALS និង PD បានបង្ហាញស្ទើរតែដូចគ្នាទៅនឹងទម្រង់ myelination, glial និង metabolome ជាក្រុមត្រួតពិនិត្យ។ សរុបមក ទោះបីជាមានភាពខុសប្លែកគ្នាក្នុងការរៀបចំគំរូ វេទិកា MS និងវិធីសាស្ត្របរិមាណ TMT ក៏ដោយ ការវិភាគម្តងហើយម្តងទៀតទាំងនេះបង្ហាញថាសញ្ញាសម្គាល់បន្ទះអាទិភាពរបស់យើងមានការផ្លាស់ប្តូរជាក់លាក់ AD ស្របគ្នាយ៉ាងខ្លាំងនៅក្នុងគំរូ CSF តែមួយគត់ជាង 500 ។
AD neurodegeneration ត្រូវបានគេទទួលស្គាល់យ៉ាងទូលំទូលាយជាច្រើនឆ្នាំមុនពេលចាប់ផ្តើមនៃរោគសញ្ញានៃការយល់ដឹង ដូច្នេះមានតម្រូវការបន្ទាន់សម្រាប់ biomarkers នៃ AsymAD (5, 31) ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ភស្តុតាងកាន់តែច្រើនឡើងបង្ហាញថា ជីវវិទ្យានៃ AsymAD គឺនៅឆ្ងាយពីភាពដូចគ្នា ហើយអន្តរកម្មដ៏ស្មុគស្មាញនៃហានិភ័យ និងភាពធន់នឹងនាំទៅរកភាពខុសប្លែកគ្នាដ៏ធំនៃបុគ្គលក្នុងការវិវត្តន៍ជំងឺជាបន្តបន្ទាប់ (47)។ ទោះបីជាត្រូវបានប្រើដើម្បីកំណត់ករណី AsymAD ក៏ដោយ កម្រិតនៃ CSF biomarkers ស្នូល (Aβ1-42, សរុប tau និង p-tau) មិនទាន់បង្ហាញឱ្យឃើញដើម្បីអាចទស្សន៍ទាយបានថាអ្នកណានឹងវិវត្តទៅជាជំងឺវង្វេង (4, 7) ដែលបង្ហាញថាវាប្រហែលជា ចាំបាច់ដើម្បីរួមបញ្ចូលឧបករណ៍ biomarker រួមដោយផ្អែកលើទិដ្ឋភាពជាច្រើននៃសរីរវិទ្យាខួរក្បាល ដើម្បីកំណត់ឱ្យបានត្រឹមត្រូវនូវហានិភ័យនៃចំនួនប្រជាជននេះ។ ដូច្នេះ យើងបានវិភាគជាបន្តបន្ទាប់នូវបន្ទះ biomarker ដែលមានសុពលភាព AD របស់យើងនៅក្នុងចំនួនប្រជាជន AsymAD នៃច្បាប់ចម្លង CSF 1។ ករណី AsymAD ទាំង 31 នេះបានបង្ហាញពីកម្រិតនៃ biomarker ស្នូលមិនធម្មតា (Aβ1–42/total tau ELISA ratio, <5.5) និងការយល់ដឹងពេញលេញ (មានន័យថា MoCA, 27.1 ± 2.2) (តារាង S1A) ។ លើសពីនេះ បុគ្គលទាំងអស់ដែលមាន AsymAD មានពិន្ទុជំងឺវង្វេងគ្លីនិក 0 ដែលបង្ហាញថាមិនមានភស្តុតាងនៃការថយចុះនៃការយល់ដឹង ឬមុខងារប្រចាំថ្ងៃនោះទេ។
ដំបូងយើងបានវិភាគកម្រិតនៃបន្ទះដែលមានសុពលភាពនៅក្នុង 96 CSF ចម្លង 1 រួមទាំងក្រុម AsymAD ផងដែរ។ យើងបានរកឃើញថាបន្ទះជាច្រើននៅក្នុងក្រុម AsymAD មានការផ្លាស់ប្តូរយ៉ាងសម្បូរបែបដូច AD បន្ទះសរសៃឈាមបានបង្ហាញពីនិន្នាការធ្លាក់ចុះនៅក្នុង AsymAD ខណៈពេលដែលបន្ទះផ្សេងទៀតទាំងអស់បង្ហាញពីនិន្នាការកើនឡើង (រូបភាព 6A) ។ ដូច្នេះ បន្ទះទាំងអស់បានបង្ហាញពីទំនាក់ទំនងយ៉ាងសំខាន់ជាមួយ ELISA Aβ1-42 និងកម្រិត tauសរុប (រូបភាព 6B)។ ផ្ទុយទៅវិញ ការជាប់ទាក់ទងគ្នារវាងក្រុម និងពិន្ទុ MoCA មានភាពអន់ខ្សោយ។ ការរកឃើញដ៏គួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍មួយពីការវិភាគទាំងនេះគឺជួរដ៏ច្រើននៃបន្ទះច្រើននៅក្នុងក្រុម AsymAD ។ ដូចដែលបានបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 6A កម្រិតបន្ទះនៃក្រុម AsymAD ជាធម្មតាឆ្លងកាត់កម្រិតបន្ទះនៃក្រុមត្រួតពិនិត្យ និងក្រុម AD ដែលបង្ហាញពីភាពប្រែប្រួលខ្ពស់។ ដើម្បីស្វែងយល់បន្ថែមអំពីភាពខុសប្រក្រតីនៃ AsymAD នេះ យើងបានអនុវត្តការវិភាគពហុវិមាត្រ (MDS) ទៅនឹងករណីចម្លង 96 CSF 1 ។ ការវិភាគ MDS អនុញ្ញាតឱ្យមើលឃើញភាពស្រដៀងគ្នារវាងករណីដោយផ្អែកលើអថេរជាក់លាក់នៅក្នុងសំណុំទិន្នន័យ។ សម្រាប់ការវិភាគចង្កោមនេះ យើងប្រើតែសញ្ញាសម្គាល់បន្ទះដែលមានសុពលភាពដែលមានការផ្លាស់ប្តូរគួរឱ្យកត់សម្គាល់ (P <0.05, AD/control) នៅក្នុងការរកឃើញ CSF និងការចម្លង 1 proteome (n = 29) (តារាង S2L) កម្រិត។ ការវិភាគនេះបានធ្វើឱ្យមានការចង្កោមយ៉ាងច្បាស់លាស់រវាងការគ្រប់គ្រងរបស់យើង និងករណី AD (រូបភាព 6C) ។ ផ្ទុយទៅវិញ ករណី AsymAD មួយចំនួនត្រូវបានចង្កោមយ៉ាងច្បាស់នៅក្នុងក្រុមត្រួតពិនិត្យ ខណៈពេលដែលករណីផ្សេងទៀតស្ថិតនៅក្នុងករណី AD ។ ដើម្បីស្វែងយល់បន្ថែមអំពីភាពមិនដូចគ្នានៃ AsymAD នេះ យើងបានប្រើផែនទី MDS របស់យើងដើម្បីកំណត់ក្រុមពីរនៃករណី AsymAD ទាំងនេះ។ ក្រុមទី 1 រួមមានករណី AsymAD ដែលដាក់ជាចង្កោមកាន់តែជិតទៅនឹងវត្ថុបញ្ជា (n = 19) ខណៈពេលដែលក្រុមទីពីរត្រូវបានកំណត់លក្ខណៈដោយករណី AsymAD ដែលមានទម្រង់សញ្ញាសម្គាល់នៅជិត AD (n = 12) ។
(ក) កម្រិតនៃការបញ្ចេញមតិ (z-score) នៃក្រុម biomarker CSF ក្នុងសំណាកទាំង 96 នៅក្នុង CSF replication 1 cohort រួមទាំង AsymAD ផងដែរ។ ការវិភាគភាពខុសប្លែកគ្នាជាមួយនឹងការកែក្រោយរបស់ Tukey ត្រូវបានប្រើដើម្បីវាយតម្លៃសារៈសំខាន់ស្ថិតិនៃការផ្លាស់ប្តូរច្រើនក្រៃលែង។ (ខ) ការវិភាគទំនាក់ទំនងនៃកម្រិតសម្បូរប្រូតេអ៊ីនបន្ទះ (z-score) ជាមួយនឹងពិន្ទុ MoCA និងកម្រិត tauសរុបនៅក្នុង ELISA Aβ1-42 និង CSF ចម្លងគំរូ 1 ។ មេគុណទំនាក់ទំនង Pearson ជាមួយតម្លៃ P ដែលពាក់ព័ន្ធត្រូវបានបង្ហាញ។ (គ) MDS នៃ 96 CSF ចម្លង 1 ករណីគឺផ្អែកលើកម្រិតសម្បូរបែបនៃបន្ទះដែលមានសុពលភាពចំនួន 29 ដែលត្រូវបានផ្លាស់ប្តូរយ៉ាងខ្លាំងទាំងការរកឃើញ និង CSF ចម្លង 1 សំណុំទិន្នន័យ [P <0.05 AD/control (CT)] ។ ការវិភាគនេះត្រូវបានប្រើដើម្បីបែងចែកក្រុម AsymAD ទៅជាក្រុមរង (n=19) និង AD (n=12) ក្រុមរង។ (ឃ) គ្រោងភ្នំភ្លើងបង្ហាញពីកន្សោមឌីផេរ៉ង់ស្យែលនៃប្រូតេអ៊ីនចម្លង CSF 1 ទាំងអស់ជាមួយនឹងការផ្លាស់ប្តូរ log2 ដង (អ័ក្ស x) ទាក់ទងទៅនឹងតម្លៃស្ថិតិ -log10 រវាងក្រុមរង AsymAD ពីរ។ បន្ទះ biomarkers មានពណ៌។ (ង) ការចម្លង CSF កម្រិតបរិបូរណ៍ 1 នៃ biomarkers ក្រុមជ្រើសរើសត្រូវបានបញ្ជាក់ដោយឌីផេរ៉ង់ស្យែលរវាងក្រុមរង AsymAD ។ ការវិភាគក្រោយការកែតម្រូវរបស់ Tukey នៃការប្រែប្រួលត្រូវបានប្រើដើម្បីវាយតម្លៃសារៈសំខាន់ស្ថិតិ។
យើងបានពិនិត្យកន្សោមប្រូតេអ៊ីនឌីផេរ៉ង់ស្យែលរវាងវត្ថុបញ្ជាទាំងនេះ និងករណី AsymAD ដូច AD (រូបភាព 6D និងតារាង S2L)។ លទ្ធផលនៃផែនទីភ្នំភ្លើងបង្ហាញថាបន្ទះសម្គាល់ចំនួន 14 បានផ្លាស់ប្តូរយ៉ាងខ្លាំងរវាងក្រុមទាំងពីរ។ សញ្ញាសម្គាល់ទាំងនេះភាគច្រើនគឺជាសមាជិកនៃ synapse និង metabolome ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ SOD1 និង myristoylated alanine-rich protein kinase substrate C (MARCKS) ដែលជាសមាជិកនៃក្រុមភាពស៊ាំ myelin និង glial រៀងគ្នាក៏ជាកម្មសិទ្ធិរបស់ក្រុមនេះដែរ (រូបភាពទី 6, D និង E) ។ បន្ទះសរសៃឈាមក៏បានរួមចំណែកផងដែរនូវសញ្ញាសម្គាល់ពីរដែលត្រូវបានកាត់បន្ថយយ៉ាងខ្លាំងនៅក្នុងក្រុម AsymAD ដែលស្រដៀងនឹង AD រួមទាំងប្រូតេអ៊ីនភ្ជាប់ AE 1 (AEBP1) និងបំពេញបន្ថែមសមាជិកគ្រួសារ C9 ។ មិនមានភាពខុសគ្នាខ្លាំងរវាងការគ្រប់គ្រង និងក្រុមរង AsymAD ដូច AD នៅក្នុង ELISA AB1-42 (P = 0.38) និង p-tau (P = 0.28) ប៉ុន្តែវាពិតជាមានភាពខុសគ្នាខ្លាំងនៅក្នុងកម្រិត tauសរុប (P = 0.0031 ) (រូបភព S7) ។ មានសញ្ញាសម្គាល់បន្ទះជាច្រើនដែលបង្ហាញថាការផ្លាស់ប្តូររវាងក្រុមរង AsymAD ទាំងពីរគឺសំខាន់ជាងកម្រិត tauសរុប (ឧទាហរណ៍ YWHAZ, SOD1 និង MDH1) (រូបភាព 6E) ។ សរុបមក លទ្ធផលទាំងនេះបង្ហាញថាបន្ទះដែលមានសុពលភាពរបស់យើងអាចមាន biomarkers ដែលអាចជាប្រភេទរង និងការចាត់ថ្នាក់ហានិភ័យសក្តានុពលនៃអ្នកជំងឺដែលមានជំងឺ asymptomatic ។
មានតម្រូវការបន្ទាន់សម្រាប់ឧបករណ៍ biomarker ដែលមានមូលដ្ឋានលើប្រព័ន្ធ ដើម្បីវាស់ស្ទង់ និងកំណត់គោលដៅនៃរោគសរីរវិទ្យាផ្សេងៗនៅពីក្រោយ AD ។ ឧបករណ៍ទាំងនេះត្រូវបានគេរំពឹងថានឹងមិនត្រឹមតែផ្លាស់ប្តូរក្របខណ្ឌការវិនិច្ឆ័យ AD របស់យើងប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែថែមទាំងជំរុញឱ្យមានការអនុម័តនូវយុទ្ធសាស្រ្តព្យាបាលដែលមានប្រសិទ្ធភាព និងជាក់លាក់សម្រាប់អ្នកជំងឺ (1, 2) ផងដែរ។ ដល់ទីបញ្ចប់នេះ យើងបានអនុវត្តវិធីសាស្រ្ត proteomics ដ៏ទូលំទូលាយដែលមិនលំអៀងទៅនឹងខួរក្បាល AD និង CSF ដើម្បីកំណត់អត្តសញ្ញាណ CSF biomarkers ដែលមានមូលដ្ឋានលើបណ្តាញដែលឆ្លុះបញ្ចាំងពីជួរដ៏ធំទូលាយនៃរោគវិទ្យាផ្អែកលើខួរក្បាល។ ការវិភាគរបស់យើងបានបង្កើតបន្ទះ biomarker CSF ចំនួន 5 ដែល (i) ឆ្លុះបញ្ចាំងពី synapses សរសៃឈាម myelin ភាពស៊ាំ និងមុខងារមេតាប៉ូលីសមិនដំណើរការ។ (ii) បង្ហាញការបន្តពូជដ៏រឹងមាំនៅលើវេទិកា MS ផ្សេងៗគ្នា។ (iii) បង្ហាញការផ្លាស់ប្តូរជាក់លាក់នៃជំងឺរីកចម្រើនពេញមួយដំណាក់កាលដំបូង និងចុងនៃគ.ស. សរុបមក ការរកឃើញទាំងនេះតំណាងឱ្យជំហានដ៏ជោគជ័យមួយឆ្ពោះទៅរកការអភិវឌ្ឍន៍ឧបករណ៍ biomarker តម្រង់ទិសគេហទំព័រចម្រុះ ដែលអាចទុកចិត្តបាន និងសម្រាប់ការស្រាវជ្រាវ AD និងកម្មវិធីព្យាបាល។
លទ្ធផលរបស់យើងបង្ហាញពីអង្គការដែលត្រូវបានអភិរក្សយ៉ាងខ្លាំងនៃបណ្តាញខួរក្បាល AD និងគាំទ្រការប្រើប្រាស់របស់វាជាយុថ្កាសម្រាប់ការអភិវឌ្ឍន៍ biomarker ផ្អែកលើប្រព័ន្ធ។ ការវិភាគរបស់យើងបង្ហាញថាសំណុំទិន្នន័យ TMT-MS ឯករាជ្យពីរដែលមានខួរក្បាល AD និង AsymAD មានម៉ូឌុលខ្លាំង។ ការរកឃើញទាំងនេះពង្រីកការងារពីមុនរបស់យើង ដោយបង្ហាញពីការរក្សានូវម៉ូឌុលដ៏មានអានុភាពនៃជាលិកាខួរក្បាលជាង 2,000 ពីក្រុមឯករាជ្យជាច្រើននៅក្នុងផ្នែកខាងមុខ parietal និង Cortex ខាងសាច់ឈាម (17) ។ បណ្តាញមូលមតិគ្នានេះឆ្លុះបញ្ចាំងពីការផ្លាស់ប្តូរទាក់ទងនឹងជំងឺផ្សេងៗដែលបានសង្កេតឃើញនៅក្នុងការស្រាវជ្រាវបច្ចុប្បន្ន រួមទាំងការកើនឡើងនៃម៉ូឌុលរលាកដែលសំបូរទៅដោយ glial និងការថយចុះនៃម៉ូឌុលដែលសំបូរទៅដោយណឺរ៉ូន។ ដូចការស្រាវជ្រាវបច្ចុប្បន្នដែរ បណ្តាញខ្នាតធំនេះក៏បង្ហាញពីការផ្លាស់ប្តូរម៉ូឌុលសំខាន់ៗនៅក្នុង AsymAD ដែលបង្ហាញពីភាពខុសគ្នានៃរោគវិទ្យា preclinical ផ្សេងៗគ្នា (17)។
ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ នៅក្នុងក្របខ័ណ្ឌដែលមានមូលដ្ឋានលើប្រព័ន្ធអភិរក្សខ្ពស់នេះ មានភាពខុសប្លែកគ្នាខាងជីវសាស្ត្រដែលមានលក្ខណៈល្អិតល្អន់ ជាពិសេសក្នុងចំណោមបុគ្គលទាំងឡាយនៅក្នុងដំណាក់កាលដំបូងនៃគ.ស.។ បន្ទះ biomarker របស់យើងអាចពណ៌នាក្រុមរងពីរនៅក្នុង AsymAD ដែលបង្ហាញពីការបង្ហាញឌីផេរ៉ង់ស្យែលដ៏សំខាន់នៃសញ្ញា CSF ច្រើន។ ក្រុមរបស់យើងអាចគូសបញ្ជាក់ពីភាពខុសគ្នានៃជីវសាស្រ្តរវាងក្រុមរងទាំងពីរនេះ ដែលមិនច្បាស់នៅកម្រិតនៃ AD biomarkers ស្នូល។ បើប្រៀបធៀបជាមួយក្រុមត្រួតពិនិត្យ សមាមាត្រAβ1-42/សរុប tau នៃបុគ្គល AsymAD ទាំងនេះគឺទាបមិនធម្មតា។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយមានតែកម្រិត tau សរុបប៉ុណ្ណោះដែលមានភាពខុសគ្នាខ្លាំងរវាងក្រុមរង AsymAD ទាំងពីរខណៈពេលដែលកម្រិត Aβ1-42 និង p-tau នៅតែអាចប្រៀបធៀបបាន។ ដោយសារ CSF tau ខ្ពស់ហាក់ដូចជាការព្យាករណ៍អំពីរោគសញ្ញានៃការយល់ដឹងប្រសើរជាងកម្រិត Aβ1-42 (7) យើងសង្ស័យថាក្រុម AsymAD ទាំងពីរអាចមានហានិភ័យផ្សេងគ្នានៃការវិវត្តនៃជំងឺ។ ដោយសារទំហំគំរូមានកំណត់នៃ AsymAD របស់យើង និងកង្វះទិន្នន័យបណ្តោយ ការស្រាវជ្រាវបន្ថែមគឺចាំបាច់ដើម្បីទាញការសន្និដ្ឋានទាំងនេះដោយទំនុកចិត្ត។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ លទ្ធផលទាំងនេះបង្ហាញថា បន្ទះ CSF ដែលមានមូលដ្ឋានលើប្រព័ន្ធអាចបង្កើនសមត្ថភាពរបស់យើងក្នុងការដាក់កម្រិតបុគ្គលប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាពក្នុងអំឡុងពេលដំណាក់កាល asymptomatic នៃជំងឺនេះ។
សរុបមក ការរកឃើញរបស់យើងគាំទ្រដល់តួនាទីនៃមុខងារជីវសាស្ត្រជាច្រើននៅក្នុងការបង្កើតរោគនៃ AD ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ការបំប្លែងថាមពលដែលត្រូវបានគ្រប់គ្រងមិនត្រឹមត្រូវបានក្លាយជាប្រធានបទសំខាន់នៃបន្ទះស្លាកដែលមានសុពលភាពទាំងប្រាំរបស់យើង។ ប្រូតេអ៊ីនមេតាបូលីក ដូចជា hypoxanthine-guanine phosphoribosyltransferase 1 (HPRT1) និង lactate dehydrogenase A (LDHA) គឺជាឧបករណ៍សម្គាល់ជីវសាស្ត្រ synaptic ដែលមានសុពលភាពបំផុត ដែលបង្ហាញថា ការកើនឡើងនៃ AD CSF គឺជាការរួមភេទដែលអាចបន្តពូជបានខ្ពស់។ សរសៃឈាម និងបន្ទះ glial របស់យើងក៏មានសញ្ញាសម្គាល់ជាច្រើនដែលពាក់ព័ន្ធនឹងការរំលាយអាហារនៃសារធាតុអុកស៊ីតកម្មផងដែរ។ ការរកឃើញទាំងនេះគឺស្របជាមួយនឹងតួនាទីសំខាន់ដែលដំណើរការមេតាបូលីសដើរតួក្នុងខួរក្បាលទាំងមូល មិនត្រឹមតែបំពេញតម្រូវការថាមពលខ្ពស់នៃណឺរ៉ូនប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែថែមទាំងបំពេញតម្រូវការថាមពលខ្ពស់នៃ astrocytes និងកោសិកា glial ផ្សេងទៀត (17, 48)។ លទ្ធផលរបស់យើងគាំទ្រភស្តុតាងដែលកំពុងកើនឡើងដែលថាការផ្លាស់ប្តូរសក្តានុពល redox និងការរំខាននៃផ្លូវថាមពលអាចជាតំណភ្ជាប់ស្នូលរវាងដំណើរការសំខាន់ៗជាច្រើនដែលពាក់ព័ន្ធនឹងការបង្កើតរោគនៃ AD រួមទាំងជំងឺ mitochondrial ការរលាក glial-mediated និងការខូចខាតសរសៃឈាម (49) ។ លើសពីនេះ សារធាតុ biomarkers សារធាតុរាវ cerebrospinal មេតាបូលីកមានផ្ទុកនូវប្រូតេអ៊ីនដែលសំបូរទៅដោយឌីផេរ៉ង់ស្យែលមួយចំនួនធំរវាងការគ្រប់គ្រងរបស់យើង និងក្រុមរង AsymAD ដែលស្រដៀងនឹង AD ដែលបង្ហាញថាការរំខាននៃថាមពល និងផ្លូវ redox ទាំងនេះអាចមានសារៈសំខាន់ក្នុងដំណាក់កាល preclinical នៃជំងឺនេះ។
និន្នាការបន្ទះវត្ថុរាវក្នុងខួរក្បាល និងខួរក្បាលផ្សេងគ្នាដែលយើងបានសង្កេតឃើញក៏មានផលប៉ះពាល់ជីវសាស្ត្រគួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍ផងដែរ។ Synapses និង metabolomes សម្បូរទៅដោយណឺរ៉ូនបង្ហាញពីការថយចុះនៃកម្រិតនៅក្នុងខួរក្បាល AD និងការកើនឡើងនៃសារធាតុរាវ cerebrospinal ។ ដោយសារណឺរ៉ូនសម្បូរទៅដោយ mitochondria ដែលផលិតថាមពលនៅ synapses ដើម្បីផ្តល់ថាមពលសម្រាប់សញ្ញាឯកទេសជាច្រើន (50) ភាពស្រដៀងគ្នានៃទម្រង់កន្សោមនៃក្រុមណឺរ៉ូនទាំងពីរនេះត្រូវបានគេរំពឹងទុក។ ការបាត់បង់ណឺរ៉ូន និងការបញ្ចូលកោសិកាដែលខូចអាចពន្យល់ពីនិន្នាការនៃបន្ទះខួរក្បាល និង CSF ទាំងនេះនៅក្នុងជំងឺក្រោយៗទៀត ប៉ុន្តែពួកគេមិនអាចពន្យល់ពីការផ្លាស់ប្តូរបន្ទះដំបូងដែលយើងសង្កេតឃើញ (13) ។ ការពន្យល់ដែលអាចកើតមានសម្រាប់ការរកឃើញទាំងនេះនៅក្នុងជំងឺ asymptomatic ដំបូងគឺការកាត់ចេញខុសប្រក្រតី។ ភ័ស្តុតាងថ្មីនៅក្នុងគំរូកណ្តុរបង្ហាញថា microglia-mediated synaptic phagocytosis អាចត្រូវបានធ្វើឱ្យសកម្មមិនធម្មតានៅក្នុង AD និងនាំឱ្យបាត់បង់ synapse ដំបូងនៅក្នុងខួរក្បាល (51) ។ សម្ភារៈ synaptic ដែលត្រូវបានបោះបង់ចោលនេះអាចកកកុញនៅក្នុង CSF ដែលជាមូលហេតុដែលយើងសង្កេតឃើញការកើនឡើងនៃ CSF នៅក្នុងបន្ទះណឺរ៉ូន។ ការកាត់ចេញ synaptic ដែលសម្របសម្រួលដោយប្រព័ន្ធភាពស៊ាំក៏អាចពន្យល់បានមួយផ្នែកផងដែរ អំពីការកើនឡើងនៃប្រូតេអ៊ីន glial ដែលយើងសង្កេតឃើញនៅក្នុងខួរក្បាល និងសារធាតុរាវ cerebrospinal នៅទូទាំងដំណើរការជំងឺ។ បន្ថែមពីលើការកាត់ចេញ synaptic ភាពមិនធម្មតាជាទូទៅនៅក្នុងផ្លូវ exocytic ក៏អាចនាំទៅដល់ខួរក្បាល និង CSF ផ្សេងគ្នានៃសញ្ញាណប្រសាទ។ ការសិក្សាមួយចំនួនបានបង្ហាញថាមាតិកានៃ exosomes នៅក្នុង pathogenesis នៃខួរក្បាល AD បានផ្លាស់ប្តូរ (52) ។ ផ្លូវក្រៅកោសិកាក៏ពាក់ព័ន្ធនឹងការរីកសាយនៃ Aβ (53, 54) ផងដែរ។ វាគួរឱ្យកត់សម្គាល់ថាការបង្ក្រាបការសម្ងាត់ exosomal អាចកាត់បន្ថយរោគសាស្ត្រដូច AD នៅក្នុងគំរូកណ្តុរប្តូរហ្សែន AD (55) ។
ក្នុងពេលជាមួយគ្នានេះប្រូតេអ៊ីននៅក្នុងបន្ទះសរសៃឈាមបានបង្ហាញពីការកើនឡើងកម្រិតមធ្យមនៅក្នុងខួរក្បាល AD ប៉ុន្តែមានការថយចុះយ៉ាងខ្លាំងនៅក្នុង CSF ។ ភាពមិនដំណើរការនៃរបាំងឈាមខួរក្បាល (BBB) អាចពន្យល់បានមួយផ្នែកពីការរកឃើញទាំងនេះ។ ការសិក្សាលើមនុស្សក្រោយការស្លាប់ដោយឯករាជ្យជាច្រើនបានបង្ហាញពីការវិភាគ BBB នៅក្នុង AD (56, 57)។ ការសិក្សាទាំងនេះបានបញ្ជាក់ពីសកម្មភាពមិនប្រក្រតីជាច្រើនជុំវិញស្រទាប់កោសិកា endothelial ដែលបិទជិតយ៉ាងតឹងរ៉ឹងនេះ រួមទាំងការលេចធ្លាយ capillary ខួរក្បាល និងការប្រមូលផ្តុំ perivascular នៃប្រូតេអ៊ីនក្នុងឈាម (57) ។ នេះអាចផ្តល់នូវការពន្យល់ដ៏សាមញ្ញមួយសម្រាប់ការកើនឡើងនៃប្រូតេអ៊ីនសរសៃឈាមនៅក្នុងខួរក្បាល ប៉ុន្តែវាមិនអាចពន្យល់បានពេញលេញអំពីការថយចុះនៃប្រូតេអ៊ីនដូចគ្នាទាំងនេះនៅក្នុងសារធាតុរាវ cerebrospinal នោះទេ។ លទ្ធភាពមួយគឺថាប្រព័ន្ធសរសៃប្រសាទកណ្តាលកំពុងញែកម៉ូលេគុលទាំងនេះយ៉ាងសកម្មដើម្បីដោះស្រាយបញ្ហានៃការកើនឡើងនៃការរលាក និងភាពតានតឹងអុកស៊ីតកម្ម។ ការថយចុះនៃប្រូតេអ៊ីន CSF ធ្ងន់ធ្ងរបំផុតមួយចំនួននៅក្នុងបន្ទះនេះ ជាពិសេសអ្នកដែលពាក់ព័ន្ធនឹងបទប្បញ្ញត្តិ lipoprotein គឺទាក់ទងទៅនឹងការទប់ស្កាត់កម្រិតនៃការរលាកដែលបង្កគ្រោះថ្នាក់ និងដំណើរការការពារសរសៃប្រសាទនៃប្រភេទអុកស៊ីសែនដែលមានប្រតិកម្ម។ នេះជាការពិតសម្រាប់ Paroxonase 1 (PON1) ដែលជាអង់ស៊ីមចង lipoprotein ដែលទទួលខុសត្រូវក្នុងការកាត់បន្ថយកម្រិតស្ត្រេសអុកស៊ីតកម្មនៅក្នុងឈាមរត់ (58, 59) ។ Alpha-1-microglobulin/bikunin precursor (AMBP) គឺជាសញ្ញាសម្គាល់ដែលត្រូវបានគ្រប់គ្រងយ៉ាងសំខាន់មួយទៀតនៃក្រុមសរសៃឈាម។ វាគឺជាមុនគេនៃ lipid transporter bikunin ដែលត្រូវបានចូលរួមផងដែរក្នុងការទប់ស្កាត់ការរលាក និងការការពារសរសៃប្រសាទ (60, 61) ។
ទោះបីជាមានសម្មតិកម្មគួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍ជាច្រើនក៏ដោយ អសមត្ថភាពក្នុងការរកឃើញដោយផ្ទាល់នូវយន្តការជំងឺជីវគីមី គឺជាការកំណត់ដ៏ល្បីនៃការវិភាគប្រូតេអូមដែលជំរុញដោយរបកគំហើញ។ ដូច្នេះ ការស្រាវជ្រាវបន្ថែមគឺចាំបាច់ដើម្បីកំណត់យន្តការនៅពីក្រោយបន្ទះ biomarker ទាំងនេះដោយទំនុកចិត្ត។ ដើម្បីឆ្ពោះទៅរកការអភិវឌ្ឍន៍នៃការវិភាគគ្លីនិកដែលមានមូលដ្ឋានលើ MS ទិសដៅនាពេលអនាគតក៏តម្រូវឱ្យមានការប្រើប្រាស់វិធីសាស្រ្តបរិមាណគោលដៅសម្រាប់ការផ្ទៀងផ្ទាត់ biomarker ទ្រង់ទ្រាយធំ ដូចជាការត្រួតពិនិត្យប្រតិកម្មជ្រើសរើស ឬប៉ារ៉ាឡែល (62) ។ ថ្មីៗនេះយើងបានប្រើការត្រួតពិនិត្យប្រតិកម្មប៉ារ៉ាឡែល (63) ដើម្បីធ្វើឱ្យមានសុពលភាពនៃការផ្លាស់ប្តូរប្រូតេអ៊ីន CSF ជាច្រើនដែលបានពិពណ៌នានៅទីនេះ។ គោលដៅបន្ទះអាទិភាពជាច្រើនត្រូវបានកំណត់បរិមាណជាមួយនឹងភាពត្រឹមត្រូវសំខាន់ៗ រួមមាន YWHAZ, ALDOA, និង SMOC1 ដែលធ្វើផែនទីទៅនឹង synapse, ការរំលាយអាហារ និងបន្ទះរលាក រៀងគ្នា (63)។ ការទទួលបានទិន្នន័យឯករាជ្យ (DIA) និងយុទ្ធសាស្រ្តផ្អែកលើ MS ផ្សេងទៀតក៏អាចមានប្រយោជន៍សម្រាប់ការផ្ទៀងផ្ទាត់គោលដៅផងដែរ។ Bud et al ។ (64) ថ្មីៗនេះ វាត្រូវបានបង្ហាញថាមានការត្រួតស៊ីគ្នាយ៉ាងសំខាន់រវាង biomarkers AD ដែលបានកំណត់នៅក្នុងសំណុំទិន្នន័យស្វែងរក CSF របស់យើង និងសំណុំទិន្នន័យ DIA-MS ឯករាជ្យ ដែលមានគំរូ CSF ជិត 200 មកពីក្រុមអឺរ៉ុបចំនួនបីផ្សេងគ្នា។ ការសិក្សាថ្មីៗទាំងនេះគាំទ្រសក្តានុពលនៃបន្ទះរបស់យើងក្នុងការបំប្លែងទៅជាការរកឃើញដែលមានមូលដ្ឋានលើ MS ដែលអាចទុកចិត្តបាន។ ការរកឃើញអង្គបដិប្រាណបែបប្រពៃណី និងការរកឃើញដោយផ្អែកលើអាបតាមឺរក៏មានសារៈសំខាន់ផងដែរសម្រាប់ការអភិវឌ្ឍន៍បន្ថែមទៀតនៃ AD biomarkers សំខាន់ៗ។ ដោយសារតែភាពសម្បូរបែបនៃ CSF មានកម្រិតទាប វាកាន់តែពិបាកក្នុងការស្វែងរក biomarkers ទាំងនេះដោយប្រើវិធីសាស្ត្រ MS ឆ្លងកាត់កម្រិតខ្ពស់។ NEFL និង NRGN គឺជាឧទាហរណ៍ពីរនៃ biomarkers CSF ដែលមានកម្រិតទាប ដែលត្រូវបានផ្គូផ្គងទៅនឹងបន្ទះនៅក្នុងការវិភាគដ៏ទូលំទូលាយរបស់យើង ប៉ុន្តែមិនអាចត្រូវបានរកឃើញដោយភាពជឿជាក់ដោយប្រើយុទ្ធសាស្រ្ត MS តែមួយរបស់យើង។ យុទ្ធសាស្រ្តកំណត់គោលដៅដោយផ្អែកលើអង្គបដិប្រាណជាច្រើនដូចជា PEA អាចជំរុញការផ្លាស់ប្តូរគ្លីនិកនៃសញ្ញាសម្គាល់ទាំងនេះ។
សរុបមក ការសិក្សានេះផ្តល់នូវវិធីសាស្រ្ត proteomics តែមួយគត់សម្រាប់ការកំណត់អត្តសញ្ញាណ និងការផ្ទៀងផ្ទាត់នៃ CSF AD biomarkers ដោយផ្អែកលើប្រព័ន្ធផ្សេងៗគ្នា។ ការបង្កើនប្រសិទ្ធភាពបន្ទះសញ្ញាសម្គាល់ទាំងនេះនៅទូទាំងក្រុម AD បន្ថែម និងវេទិកា MS អាចបង្ហាញថាមានការសន្យាថានឹងជំរុញការចាត់ថ្នាក់ និងការព្យាបាលហានិភ័យ AD ។ ការសិក្សាដែលវាយតម្លៃកម្រិតបណ្តោយនៃបន្ទះទាំងនេះតាមពេលវេលាក៏សំខាន់ផងដែរដើម្បីកំណត់ថាតើការរួមផ្សំនៃសញ្ញាសម្គាល់ណាដែលល្អបំផុតដែលកំណត់ហានិភ័យនៃជំងឺដំបូង និងការផ្លាស់ប្តូរនៃភាពធ្ងន់ធ្ងរនៃជំងឺ។
លើកលែងតែសំណាកចំនួន 3 ដែលបានចម្លងដោយ CSF គំរូ CSF ទាំងអស់ដែលបានប្រើក្នុងការសិក្សានេះត្រូវបានប្រមូលក្រោមការឧបត្ថម្ភពី Emory ADRC ឬស្ថាប័នស្រាវជ្រាវដែលពាក់ព័ន្ធយ៉ាងជិតស្និទ្ធ។ សំណាក Emory CSF សរុបចំនួន 4 ឈុតត្រូវបានប្រើប្រាស់ក្នុងការសិក្សា proteomics ទាំងនេះ។ ក្រុម CSF ត្រូវបានរកឃើញថាមានសំណាកពីការត្រួតពិនិត្យសុខភាពចំនួន 20 និងអ្នកជំងឺ AD 20 ។ ច្បាប់ចម្លង CSF 1 រួមមានគំរូពីការគ្រប់គ្រងសុខភាពចំនួន 32 បុគ្គល AsymAD 31 នាក់ និងបុគ្គល AD 33 នាក់។ ច្បាប់ចម្លង CSF 2 មាន 147 វត្ថុបញ្ជា និង 150 គំរូ AD ។ ការចម្លងពហុជំងឺ CSF 4 cohort រួមមាន 18 controls, 17 AD, 19 ALS, 13 PD និង 11 FTD សំណាក។ យោងតាមកិច្ចព្រមព្រៀងដែលត្រូវបានអនុម័តដោយក្រុមប្រឹក្សាត្រួតពិនិត្យស្ថាប័នរបស់សាកលវិទ្យាល័យ Emory អ្នកចូលរួមការសិក្សា Emory ទាំងអស់ទទួលបានការយល់ព្រមជាដំណឹង។ យោងតាមគោលការណ៍ណែនាំការអនុវត្តល្អបំផុតរបស់វិទ្យាស្ថានជាតិនៃភាពចាស់ឆ្នាំ 2014 សម្រាប់មជ្ឈមណ្ឌលជំងឺភ្លេចភ្លាំង (https://alz.washington.edu/BiospecimenTaskForce.html) សារធាតុរាវ cerebrospinal ត្រូវបានប្រមូល និងរក្សាទុកដោយការច្របាច់ចង្កេះ។ ការត្រួតពិនិត្យ និងអ្នកជំងឺ AsymAD និង AD បានទទួលការវាយតម្លៃការយល់ដឹងតាមស្តង់ដារនៅ Emory Cognitive Neurology Clinic ឬ Goizueta ADRC ។ សំណាកសារធាតុរាវ cerebrospinal របស់ពួកគេត្រូវបានធ្វើតេស្តដោយ INNO-BIA AlzBio3 Luminex សម្រាប់ ELISA Aβ1-42 ការវិភាគសរុប tau និង p-tau (65) ។ តម្លៃ ELISA ត្រូវបានប្រើដើម្បីគាំទ្រដល់ការចាត់ថ្នាក់រោគវិនិច្ឆ័យនៃមុខវិជ្ជាដែលផ្អែកលើលក្ខណៈវិនិច្ឆ័យកាត់ចេញ biomarker AD ដែលបានបង្កើត (66, 67)។ ទិន្នន័យប្រជាសាស្ត្រ និងរោគវិនិច្ឆ័យជាមូលដ្ឋានសម្រាប់ការធ្វើរោគវិនិច្ឆ័យ CSF ផ្សេងទៀត (FTD, ALS, និង PD) ក៏ទទួលបានពី Emory ADRC ឬស្ថាប័នស្រាវជ្រាវដែលពាក់ព័ន្ធផងដែរ។ ទិន្នន័យមេតាករណីសង្ខេបសម្រាប់ករណី Emory CSF ទាំងនេះអាចរកបាននៅក្នុងតារាង S1A ។ លក្ខណៈនៃការចម្លង CSF ស្វីស 3 cohort ត្រូវបានបោះពុម្ពពីមុន (45) ។
CSF បានរកឃើញគំរូ។ ដើម្បីបង្កើនជម្រៅនៃការរកឃើញរបស់យើងនៃសំណុំទិន្នន័យ CSF ការប្រើប្រាស់ភាពស៊ាំនៃប្រូតេអ៊ីនដែលមានបរិមាណច្រើនត្រូវបានអនុវត្តមុនពេល trypsinization ។ សរុបមក 130 μl នៃ CSF ពីគំរូ CSF បុគ្គលចំនួន 40 នាក់ និងបរិមាណស្មើគ្នា (130 μl) នៃ High Select Top14 Abundance Protein Depletion Resin (Thermo Fisher Scientific, A36372) ត្រូវបានដាក់ក្នុងជួរឈរបង្វិល (Thermo Fisher Scientific, A89868) នៅក្នុងបន្ទប់។ សីតុណ្ហភាព Incubate) ។ បន្ទាប់ពីបង្វិលរយៈពេល 15 នាទី បង្វែរសំណាកនៅ 1000g រយៈពេល 2 នាទី។ ឧបករណ៍ចម្រោះ 3K ultracentrifugal (Millipore, UFC500396) ត្រូវបានប្រើដើម្បីប្រមូលផ្តុំសំណាកសំណល់ដោយ centrifugal នៅកម្រិត 14,000g រយៈពេល 30 នាទី។ ពនលាយបរិមាណសំណាកទាំងអស់ទៅ 75 μl ជាមួយ phosphate buffered saline ។ កំហាប់ប្រូតេអ៊ីនត្រូវបានវាយតម្លៃដោយវិធីសាស្ត្រនៃអាស៊ីត bicinchoninic (BCA) យោងទៅតាមពិធីការរបស់អ្នកផលិត (Thermo Fisher Scientific) ។ Immunodepleted CSF (60 μl) ពីគំរូទាំង 40 ត្រូវបានរំលាយដោយ lysyl endopeptidase (LysC) និង trypsin ។ សរុបមក គំរូត្រូវបានកាត់បន្ថយ និងអាល់កុលជាមួយ 1.2 μl 0.5 M tris-2(-carboxyethyl)-phosphine និង 3 μl 0.8 M chloroacetamide នៅសីតុណ្ហភាព 90 ° C រយៈពេល 10 នាទី ហើយបន្ទាប់មក sonic នៅក្នុងទឹកងូតទឹករយៈពេល 15 នាទី។ សំណាកត្រូវបានពនឺដោយ 193 μl 8 M urea buffer [8 M urea និង 100 mM NaHPO4 (pH 8.5)] ទៅកំហាប់ចុងក្រោយនៃ 6 M urea ។ LysC (4.5 μg; Wako) ត្រូវបានប្រើសម្រាប់ការរំលាយអាហារពេញមួយយប់នៅសីតុណ្ហភាពបន្ទប់។ បន្ទាប់មកសំណាកត្រូវបានពនឺទៅ 1 M អ៊ុយជាមួយនឹង 50 mM ammonium bicarbonate (ABC) (68) ។ បន្ថែមបរិមាណស្មើគ្នា (4.5 μg) នៃ trypsin (Promega) ហើយបន្ទាប់មក incubate គំរូសម្រាប់រយៈពេល 12 ម៉ោង។ ធ្វើឱ្យអាស៊ីតសូលុយស្យុង peptide រំលាយទៅជាកំហាប់ចុងក្រោយនៃអាស៊ីត formic 1% (FA) និង 0.1% trifluoroacetic acid (TFA) (66) ហើយបន្ទាប់មក desalt ជាមួយ 50 mg Sep-Pak C18 column (Waters) ដូចដែលបានរៀបរាប់ខាងលើ (25) . បន្ទាប់មក peptide ត្រូវបានបញ្ចេញក្នុង 1 មីលីលីត្រនៃ 50% acetonitrile (ACN) ។ ដើម្បីធ្វើស្តង់ដារបរិមាណប្រូតេអ៊ីននៅទូទាំងបាច់ (25) 100 μl aliquots ពីសំណាក CSF ទាំង 40 ត្រូវបានបញ្ចូលគ្នាដើម្បីបង្កើតគំរូចម្រុះដែលបន្ទាប់មកត្រូវបានបែងចែកទៅជាគំរូស្តង់ដារផ្ទៃក្នុងសកល (GIS) (48) ចំនួនប្រាំ។ សំណាកនីមួយៗ និងស្តង់ដាររួមបញ្ចូលគ្នាទាំងអស់ត្រូវបានស្ងួតដោយម៉ាស៊ីនបូមធូលីល្បឿនលឿន (Labconco)។
CSF ចម្លងគំរូ។ Dayon និងសហការីបានពិពណ៌នាពីមុនអំពីការថយចុះនៃប្រព័ន្ធភាពស៊ាំ និងការរំលាយអាហារនៃ CSF ចម្លងគំរូ 3 (45, 46) ។ សំណាកចម្លងដែលនៅសេសសល់មិនត្រូវបានចាក់បញ្ចូលដោយឯកឯងទេ។ រំលាយសំណាកដែលមិនបានយកចេញទាំងនេះនៅក្នុង trypsin ដូចដែលបានពិពណ៌នាពីមុន (17) ។ សម្រាប់ការវិភាគម្តងហើយម្តងទៀតនីមួយៗ 120 μl aliquots នៃ peptide eluted ពីគំរូនីមួយៗត្រូវបានបញ្ចូលគ្នា និងបែងចែកទៅជា aliquots បរិមាណស្មើគ្នា ដើម្បីប្រើជាស្តង់ដារផ្ទៃក្នុងសកលដែលមានស្លាក TMT (48) ។ សំណាកនីមួយៗ និងស្តង់ដាររួមបញ្ចូលគ្នាទាំងអស់ត្រូវបានស្ងួតដោយម៉ាស៊ីនបូមធូលីល្បឿនលឿន (Labconco)។ ដើម្បីបង្កើនសញ្ញានៃប្រូតេអ៊ីន CSF ដែលមានបរិមាណតិច ដោយការរួមបញ្ចូល 125 μl ពីសំណាកនីមួយៗ គំរូ "ធ្វើឱ្យប្រសើរឡើង" ត្រូវបានរៀបចំសម្រាប់ការវិភាគចម្លងនីមួយៗ [ឧទាហរណ៍ គំរូជីវសាស្រ្តដែលធ្វើត្រាប់តាមគំរូស្រាវជ្រាវ ប៉ុន្តែបរិមាណដែលមានគឺ ធំជាង (37, 69)] បញ្ចូលទៅក្នុងគំរូ CSF ចម្រុះ (17) ។ បន្ទាប់មកសំណាកចម្រុះត្រូវបាន immunoremoved ដោយប្រើ 12ml នៃ High Select Top14 Abundance Protein Removal Resin (Thermo Fisher Scientific, A36372) ដែលត្រូវបានរំលាយដូចបានរៀបរាប់ខាងលើ និងរួមបញ្ចូលក្នុងការដាក់ស្លាក TMT ជាច្រើនជាបន្តបន្ទាប់។
ពេលវេលាផ្សាយ៖ ថ្ងៃទី ២៧ ខែសីហា ឆ្នាំ ២០២១