விரிவான புரோட்டியோமிக்ஸ் அறிகுறியற்ற மற்றும் அறிகுறி அல்சைமர் நோயில் மூளை அடிப்படையிலான செரிப்ரோஸ்பைனல் திரவ உயிரியலை வெளிப்படுத்துகிறது

அல்சைமர் நோயில் (AD) புரோட்டீன் பயோமார்க்ஸர்கள் இல்லை, அவை அதன் பல அடிப்படை நோயியல் இயற்பியலை பிரதிபலிக்கின்றன, இது நோயறிதல் மற்றும் சிகிச்சையின் முன்னேற்றத்தைத் தடுக்கிறது. இங்கே, செரிப்ரோஸ்பைனல் திரவம் (CSF) பயோமார்க்ஸர்களை அடையாளம் காண விரிவான புரோட்டியோமிக்ஸைப் பயன்படுத்துகிறோம். மல்டிபிளக்ஸ் மாஸ் ஸ்பெக்ட்ரோமெட்ரி முறையே AD CSF மற்றும் மூளையில் சுமார் 3,500 மற்றும் தோராயமாக 12,000 புரதங்களை அடையாளம் கண்டுள்ளது. மூளை புரோட்டியோமின் பிணைய பகுப்பாய்வு 44 பல்லுயிர் தொகுதிகளைத் தீர்த்தது, அவற்றில் 15 செரிப்ரோஸ்பைனல் திரவ புரோட்டியோமுடன் ஒன்றுடன் ஒன்று இணைக்கப்பட்டன. இந்த ஒன்றுடன் ஒன்று தொகுதிகளில் உள்ள CSF AD குறிப்பான்கள் ஐந்து புரதக் குழுக்களாக மடிக்கப்படுகின்றன, இது வெவ்வேறு நோயியல் இயற்பியல் செயல்முறைகளைக் குறிக்கிறது. AD மூளையில் உள்ள ஒத்திசைவுகள் மற்றும் வளர்சிதை மாற்றங்கள் குறைகின்றன, ஆனால் CSF அதிகரிக்கிறது, அதே நேரத்தில் மூளை மற்றும் CSF இல் கிளைல் நிறைந்த மயிலினேஷன் மற்றும் நோயெதிர்ப்பு குழுக்கள் அதிகரிக்கும். பேனல் மாற்றங்களின் நிலைத்தன்மை மற்றும் நோய் விவரக்குறிப்பு 500 க்கும் மேற்பட்ட கூடுதல் CSF மாதிரிகளில் உறுதிப்படுத்தப்பட்டது. இந்த குழுக்கள் உயிரியல் துணைக்குழுக்களை அறிகுறியற்ற கி.பி. ஒட்டுமொத்தமாக, இந்த முடிவுகள் AD இல் உள்ள மருத்துவ பயன்பாடுகளுக்கான இணைய அடிப்படையிலான பயோமார்க்கர் கருவிகளை நோக்கி ஒரு நம்பிக்கைக்குரிய படியாகும்.
அல்சைமர் நோய் (AD) உலகளவில் நியூரோடிஜெனரேட்டிவ் டிமென்ஷியாவிற்கு மிகவும் பொதுவான காரணமாகும், மேலும் இது சினாப்டிக் டிரான்ஸ்மிஷன், க்ளியல்-மத்தியஸ்த நோய் எதிர்ப்பு சக்தி மற்றும் மைட்டோகாண்ட்ரியல் வளர்சிதை மாற்றம் (1-3) உள்ளிட்ட பலவிதமான உயிரியல் அமைப்பு செயலிழப்புகளால் வகைப்படுத்தப்படுகிறது. இருப்பினும், அதன் நிறுவப்பட்ட புரத பயோமார்க்ஸர்கள் இன்னும் அமிலாய்டு மற்றும் டவ் புரதத்தைக் கண்டறிவதில் கவனம் செலுத்துகின்றன, எனவே இந்த மாறுபட்ட நோயியல் இயற்பியலை பிரதிபலிக்க முடியாது. செரிப்ரோஸ்பைனல் திரவத்தில் (சிஎஸ்எஃப்) மிகவும் நம்பகத்தன்மையுடன் அளவிடப்படும் இந்த "கோர்" புரோட்டீன் பயோமார்க்ஸர்களில் (i) அமிலாய்டு பீட்டா பெப்டைட் 1-42 (Aβ1-42) அடங்கும், இது கார்டிகல் அமிலாய்டு பிளேக்குகளின் உருவாக்கத்தை பிரதிபலிக்கிறது; (ii) மொத்த டவு, ஆக்சன் சிதைவின் அடையாளம்; (iii) phospho-tau (p-tau), நோயியல் tau ஹைப்பர் பாஸ்போரிலேஷனின் பிரதிநிதி (4-7). இந்த செரிப்ரோஸ்பைனல் ஃப்ளூயட் பயோமார்க்ஸர்கள் "குறியிடப்பட்ட" AD புரத நோய்களை (4-7) கண்டறிவதற்கு பெரிதும் உதவியிருந்தாலும், அவை நோயின் பின்னணியில் உள்ள சிக்கலான உயிரியலின் ஒரு சிறிய பகுதியை மட்டுமே குறிக்கின்றன.
AD பயோமார்க்ஸர்களின் நோய்க்குறியியல் பன்முகத்தன்மையின் பற்றாக்குறை பல சவால்களுக்கு வழிவகுத்தது, இதில் (i) AD நோயாளிகளின் உயிரியல் பன்முகத்தன்மையைக் கண்டறிந்து அளவிட இயலாமை, (ii) நோயின் தீவிரம் மற்றும் முன்னேற்றத்தின் போதுமான அளவீடு, குறிப்பாக முன்கூட்டிய நிலையில், மற்றும் ( iii) நரம்பியல் சீரழிவின் அனைத்து அம்சங்களையும் முழுமையாக தீர்க்கத் தவறிய சிகிச்சை மருந்துகளின் வளர்ச்சி. தொடர்புடைய நோய்களிலிருந்து AD ஐ விவரிக்க மைல்கல் பேத்தாலஜியை நாம் நம்பியிருப்பது இந்தப் பிரச்சனைகளை அதிகப்படுத்துகிறது. டிமென்ஷியா கொண்ட பெரும்பாலான முதியவர்கள் அறிவாற்றல் வீழ்ச்சியின் ஒன்றுக்கு மேற்பட்ட நோயியல் பண்புகளைக் கொண்டுள்ளனர் என்பதை மேலும் மேலும் சான்றுகள் காட்டுகின்றன (8). AD நோய்க்குறியியல் கொண்ட 90% அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட நபர்கள் வாஸ்குலர் நோய், TDP-43 சேர்க்கைகள் அல்லது பிற சிதைவு நோய்களைக் கொண்டுள்ளனர் (9). நோயியல் ஒன்றுடன் ஒன்று இந்த அதிக விகிதங்கள் டிமென்ஷியாவுக்கான நமது தற்போதைய கண்டறியும் கட்டமைப்பை சீர்குலைத்துள்ளன, மேலும் நோயின் விரிவான நோயியல் இயற்பியல் வரையறை தேவைப்படுகிறது.
பலவிதமான AD பயோமார்க்ஸர்களின் அவசரத் தேவையைக் கருத்தில் கொண்டு, பயோமார்க்ஸர்களைக் கண்டறிய ஒட்டுமொத்த அமைப்பின் அடிப்படையிலான "ஓமிக்ஸ்" முறையை புலம் பெருகிய முறையில் பின்பற்றுகிறது. விரைவுபடுத்தப்பட்ட மருந்துக் கூட்டாண்மை (AMP)-AD அலையன்ஸ் 2014 இல் தொடங்கப்பட்டது மற்றும் திட்டத்தில் முன்னணியில் உள்ளது. நேஷனல் இன்ஸ்டிடியூட் ஆஃப் ஹெல்த், அகாடெமியா மற்றும் தொழில்துறையின் இந்த பல்துறை முயற்சியானது, AD இன் நோய்க்குறியியல் இயற்பியலை சிறப்பாக வரையறுக்க மற்றும் பல்லுயிர் கண்டறியும் பகுப்பாய்வு மற்றும் சிகிச்சை உத்திகளை உருவாக்க அமைப்பு அடிப்படையிலான உத்திகளைப் பயன்படுத்துவதை நோக்கமாகக் கொண்டுள்ளது (10). இந்த திட்டத்தின் ஒரு பகுதியாக, நெட்வொர்க் புரோட்டியோமிக்ஸ், AD இல் கணினி அடிப்படையிலான பயோமார்க்ஸர்களின் முன்னேற்றத்திற்கான ஒரு நம்பிக்கைக்குரிய கருவியாக மாறியுள்ளது. இந்த பக்கச்சார்பற்ற தரவு-உந்துதல் அணுகுமுறை சிக்கலான புரோட்டியோமிக்ஸ் தரவுத் தொகுப்புகளை குழுக்களாக அல்லது குறிப்பிட்ட செல் வகைகள், உறுப்புகள் மற்றும் உயிரியல் செயல்பாடுகளுடன் தொடர்புடைய இணை-வெளிப்படுத்தப்பட்ட புரதங்களின் "தொகுதிகள்" என ஒழுங்கமைக்கிறது (11-13). AD மூளையில் கிட்டத்தட்ட 12 தகவல் நிறைந்த நெட்வொர்க் புரோட்டியோமிக்ஸ் ஆய்வுகள் நடத்தப்பட்டுள்ளன (13-23). ஒட்டுமொத்தமாக, இந்த பகுப்பாய்வுகள் AD மூளை நெட்வொர்க் புரோட்டியோம் சுயாதீன கூட்டாளிகள் மற்றும் பல கார்டிகல் பகுதிகளில் மிகவும் பாதுகாக்கப்பட்ட மட்டு அமைப்பைப் பராமரிக்கிறது என்பதைக் குறிக்கிறது. கூடுதலாக, இந்த தொகுதிகள் சில தரவுத் தொகுப்புகளில் AD- தொடர்பான மிகுதியில் மீண்டும் உருவாக்கக்கூடிய மாற்றங்களைக் காட்டுகின்றன, இது பல நோய்களின் நோய்க்குறியியல் இயற்பியலை பிரதிபலிக்கிறது. ஒட்டுமொத்தமாக, இந்த கண்டுபிடிப்புகள் AD இல் ஒரு அமைப்பு அடிப்படையிலான பயோமார்க்கராக மூளை நெட்வொர்க் புரோட்டீமைக் கண்டுபிடிப்பதற்கான ஒரு நம்பிக்கைக்குரிய நங்கூரப் புள்ளியை நிரூபிக்கிறது.
AD மூளை நெட்வொர்க் புரோட்டியோமை மருத்துவ ரீதியாக பயனுள்ள கணினி அடிப்படையிலான பயோமார்க்ஸர்களாக மாற்றுவதற்காக, மூளையில் இருந்து பெறப்பட்ட நெட்வொர்க்கை AD CSF இன் புரோட்டியோமிக் பகுப்பாய்வுடன் இணைத்தோம். இந்த ஒருங்கிணைந்த அணுகுமுறையானது, சினாப்சஸ், இரத்த நாளங்கள், மயிலினேஷன், வீக்கம் மற்றும் வளர்சிதை மாற்றப் பாதைகளின் செயலிழப்பு உள்ளிட்ட பலவிதமான மூளை அடிப்படையிலான நோயியல் இயற்பியலுடன் தொடர்புடைய ஐந்து நம்பிக்கைக்குரிய CSF பயோமார்க்ஸர்களை அடையாளம் காண வழிவகுத்தது. பல்வேறு நரம்பியக்கடத்தல் நோய்களிலிருந்து 500 க்கும் மேற்பட்ட CSF மாதிரிகள் உட்பட பல பிரதி பகுப்பாய்வுகள் மூலம் இந்த பயோமார்க்கர் பேனல்களை நாங்கள் வெற்றிகரமாகச் சரிபார்த்தோம். இந்த சரிபார்ப்பு பகுப்பாய்வுகளில் அறிகுறியற்ற AD (AsymAD) நோயாளிகளின் CSF இல் குழு இலக்குகளை ஆராய்வது அல்லது சாதாரண அறிவாற்றல் சூழலில் அசாதாரண அமிலாய்டு திரட்சிக்கான ஆதாரங்களைக் காட்டுவது ஆகியவை அடங்கும். இந்த பகுப்பாய்வுகள் AsymAD மக்கள்தொகையில் குறிப்பிடத்தக்க உயிரியல் பன்முகத்தன்மையை எடுத்துக்காட்டுகின்றன மற்றும் நோயின் ஆரம்ப கட்டங்களில் தனிநபர்களை துணை வகை செய்யக்கூடிய பேனல் குறிப்பான்களை அடையாளம் காண்கின்றன. ஒட்டுமொத்தமாக, AD எதிர்கொள்ளும் பல மருத்துவ சவால்களை வெற்றிகரமாக தீர்க்கக்கூடிய பல அமைப்புகளை அடிப்படையாகக் கொண்ட புரத பயோமார்க்கர் கருவிகளின் வளர்ச்சியில் இந்த முடிவுகள் ஒரு முக்கிய படியைக் குறிக்கின்றன.
இந்த ஆய்வின் முக்கிய நோக்கம், AD க்கு வழிவகுக்கும் பல்வேறு மூளை அடிப்படையிலான நோயியல் இயற்பியலைப் பிரதிபலிக்கும் புதிய செரிப்ரோஸ்பைனல் திரவ உயிரியலைக் கண்டறிவதாகும். படம் S1 எங்கள் ஆராய்ச்சி முறையை கோடிட்டுக் காட்டுகிறது, இதில் (i) AD CSF மற்றும் பல மூளை தொடர்பான CSF நோய் பயோமார்க்ஸர்களை அடையாளம் காண நெட்வொர்க் மூளை புரோட்டீமின் ஆரம்ப கண்டுபிடிப்புகளால் உந்தப்பட்ட விரிவான பகுப்பாய்வு, மற்றும் (ii) அடுத்தடுத்த பிரதிபலிப்பு இந்த பயோமார்க்ஸ் பல சுயாதீன செரிப்ரோஸ்பைனலில் உள்ளன. திரவ கூட்டுகள். எமோரி கோயிசுவேட்டா அல்சைமர் நோய் ஆராய்ச்சி மையத்தில் (ADRC) 20 அறிவாற்றல் சாதாரண நபர்கள் மற்றும் 20 AD நோயாளிகளில் CSF இன் வேறுபட்ட வெளிப்பாட்டின் பகுப்பாய்வுடன் கண்டுபிடிப்பு சார்ந்த ஆராய்ச்சி தொடங்கியது. AD இன் நோயறிதல், குறைந்த Aβ1-42 மற்றும் செரிப்ரோஸ்பைனல் திரவத்தில் மொத்த tau மற்றும் p-tau ஆகியவற்றின் உயர் மட்டங்களின் முன்னிலையில் குறிப்பிடத்தக்க அறிவாற்றல் குறைபாடு என வரையறுக்கப்படுகிறது [Mean Montreal Cognitive Assessment (MoCA), 13.8 ± 7.0] [ELISA (ELISA) )]] (அட்டவணை S1A). கட்டுப்பாடு (சராசரி MoCA, 26.7 ± 2.2) CSF பயோமார்க்ஸர்களின் இயல்பான அளவைக் கொண்டிருந்தது.
மனித CSF ஆனது புரதச் செழுமையின் மாறும் வரம்பினால் வகைப்படுத்தப்படுகிறது, இதில் அல்புமின் மற்றும் பிற மிக அதிகமான புரதங்கள் ஆர்வமுள்ள புரதங்களைக் கண்டறிவதைத் தடுக்கலாம் (24). புரதக் கண்டுபிடிப்பின் ஆழத்தை அதிகரிக்க, மாஸ் ஸ்பெக்ட்ரோமெட்ரி (எம்எஸ்) பகுப்பாய்விற்கு முன் (24) ஒவ்வொரு சிஎஸ்எஃப் மாதிரியிலிருந்தும் அதிக அளவில் உள்ள முதல் 14 புரதங்களை அகற்றினோம். மொத்தம் 39,805 பெப்டைடுகள் MS ஆல் அடையாளம் காணப்பட்டன, அவை 40 மாதிரிகளில் 3691 புரோட்டீம்களுக்கு வரைபடமாக்கப்பட்டன. மல்டிபிள் டேன்டெம் மாஸ் டேக் (டிஎம்டி) லேபிளிங் (18, 25) மூலம் புரத அளவீடு செய்யப்படுகிறது. விடுபட்ட தரவைத் தீர்க்க, அடுத்தடுத்த பகுப்பாய்வில் குறைந்தது 50% மாதிரிகளில் அளவிடப்பட்ட புரதங்களை மட்டுமே நாங்கள் சேர்த்துள்ளோம், இதனால் இறுதியாக 2875 புரோட்டீம்களை அளவிடுகிறோம். மொத்த புரோட்டீன் மிகுதியான அளவுகளில் குறிப்பிடத்தக்க வேறுபாடு காரணமாக, ஒரு கட்டுப்பாட்டு மாதிரி புள்ளியியல் ரீதியாக வெளிப்புறமாக (13) கருதப்பட்டது மற்றும் அடுத்தடுத்த பகுப்பாய்வில் சேர்க்கப்படவில்லை. மீதமுள்ள 39 மாதிரிகளின் மிகுதியான மதிப்புகள் வயது, பாலினம் மற்றும் தொகுதி இணைவு (13-15, 17, 18, 20, 26) ஆகியவற்றின் படி சரிசெய்யப்பட்டன.
பின்னடைவு தரவு தொகுப்பில் வேறுபட்ட வெளிப்பாட்டை மதிப்பிட புள்ளியியல் டி-டெஸ்ட் பகுப்பாய்வைப் பயன்படுத்தி, கட்டுப்பாடு மற்றும் AD நிகழ்வுகளுக்கு இடையே (அட்டவணை S2A) மிகுதியான அளவுகள் கணிசமாக மாற்றப்பட்ட (P <0.05) புரதங்களை இந்த பகுப்பாய்வு அடையாளம் கண்டுள்ளது. படம் 1A இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, AD இல் மொத்தம் 225 புரதங்களின் மிகுதியானது கணிசமாகக் குறைக்கப்பட்டது, மேலும் 303 புரதங்களின் மிகுதியானது கணிசமாக அதிகரித்தது. இந்த வித்தியாசமாக வெளிப்படுத்தப்பட்ட புரதங்களில் மைக்ரோடூபுல்-தொடர்புடைய புரதம் டவு (MAPT; P = 3.52 × 10−8), நியூரோஃபிலமென்ட் (NEFL; P = 6.56 × 10-3), வளர்ச்சி தொடர்பான புரதம் 43 போன்ற பல செரிப்ரோஸ்பைனல் திரவ AD குறிப்பான்கள் அடங்கும். (GAP43; P = 1.46 × 10−5), கொழுப்பு அமில பிணைப்பு புரதம் 3 (FABP3; P = 2.00 × 10−5), சிட்டினேஸ் 3 போன்ற 1 (CHI3L1; P = 4.44 × 10-6), நரம்பியல் கிரானுலின்; P = 3.43 × 10−4) மற்றும் VGF நரம்பு வளர்ச்சி காரணி (VGF; P = 4.83 × 10-3) (4-6). இருப்பினும், GDP dissociation inhibitor 1 (GDI1; P = 1.54 × 10-10) மற்றும் SPARC தொடர்பான மட்டு கால்சியம் பிணைப்பு 1 (SMOC1; P = 6.93 × 10-9) போன்ற மிக முக்கியமான இலக்குகளையும் நாங்கள் அடையாளம் கண்டுள்ளோம். 225 கணிசமாகக் குறைக்கப்பட்ட புரதங்களின் ஜீன் ஆன்டாலஜி (GO) பகுப்பாய்வு ஸ்டீராய்டு வளர்சிதை மாற்றம், இரத்த உறைதல் மற்றும் ஹார்மோன் செயல்பாடு போன்ற உடல் திரவ செயல்முறைகளுடன் நெருங்கிய தொடர்புகளை வெளிப்படுத்தியது (படம் 1B மற்றும் அட்டவணை S2B). இதற்கு நேர்மாறாக, 303 இன் கணிசமாக அதிகரித்த புரதம் செல் அமைப்பு மற்றும் ஆற்றல் வளர்சிதை மாற்றத்துடன் நெருக்கமாக தொடர்புடையது.
(A) டி-டெஸ்ட் மூலம் பெறப்பட்ட -log10 புள்ளியியல் P மதிப்பு (y-axis) உடன் தொடர்புடைய log2 மடங்கு மாற்றத்தை (x-axis) எரிமலை சதி காட்டுகிறது, இது கட்டுப்பாடு (CT) மற்றும் இடையே உள்ள வேறுபாடு வெளிப்பாட்டைக் கண்டறியப் பயன்படுகிறது. அனைத்து புரதங்களின் CSF புரோட்டியோமின் AD வழக்குகள். AD இல் குறிப்பிடத்தக்க அளவு குறைக்கப்பட்ட (P <0.05) புரதங்கள் நீல நிறத்தில் காட்டப்படுகின்றன, அதே சமயம் நோயில் குறிப்பிடத்தக்க அளவு அதிகரித்த புரதங்கள் சிவப்பு நிறத்தில் காட்டப்படுகின்றன. தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட புரதம் பெயரிடப்பட்டுள்ளது. (B) புரதம் தொடர்பான சிறந்த GO சொற்கள் AD இல் கணிசமாகக் குறைக்கப்படுகின்றன (நீலம்) மற்றும் அதிகரித்தது (சிவப்பு). உயிரியல் செயல்முறைகள், மூலக்கூறு செயல்பாடுகள் மற்றும் செல்லுலார் கூறுகள் ஆகிய துறைகளில் அதிக z- மதிப்பெண்களுடன் மூன்று GO விதிமுறைகளைக் காட்டுகிறது. (C) MS ஆனது CSF மாதிரியில் MAPT அளவை அளவிடுகிறது (இடது) மற்றும் மாதிரி ELISA tau நிலை (வலது) உடன் அதன் தொடர்பு. தொடர்புடைய P மதிப்புடன் பியர்சன் தொடர்பு குணகம் காட்டப்படும். ஒரு AD வழக்குக்கான ELISA தரவு இல்லாததால், இந்த புள்ளிவிவரங்களில் 39 பகுப்பாய்வு செய்யப்பட்ட வழக்குகளில் 38க்கான மதிப்புகள் அடங்கும். (D) மேற்பார்வையிடப்பட்ட கிளஸ்டர் பகுப்பாய்வு (P <0.0001, Benjamini-Hochberg (BH) சரிசெய்யப்பட்ட P <0.01) கட்டுப்பாட்டில் மற்றும் AD CSF தரவுத் தொகுப்பில் மிகவும் குறிப்பிடத்தக்க வகையில் மாற்றப்பட்ட 65 புரதங்களைப் பயன்படுத்தி மாதிரிகளைக் கண்டறிந்தது. தரப்படுத்து, இயல்பாக்க.
MAPT இன் புரோட்டியோமிக் நிலை சுயாதீனமாக அளவிடப்பட்ட ELISA tau நிலையுடன் (r = 0.78, P = 7.8 × 10-9; படம் 1C) நெருக்கமாக தொடர்புடையது, இது எங்கள் MS அளவீட்டின் செல்லுபடியை ஆதரிக்கிறது. அமிலாய்டு முன்னோடி புரதத்தின் (APP) அளவில் டிரிப்சின் செரிமானத்திற்குப் பிறகு, Aβ1-40 மற்றும் Aβ1-42 ஆகியவற்றின் C-டெர்மினஸுக்கு மேப் செய்யப்பட்ட ஐசோஃபார்ம்-குறிப்பிட்ட பெப்டைட்களை திறமையாக அயனியாக்கம் செய்ய முடியாது (27, 28). எனவே, நாங்கள் கண்டறிந்த APP பெப்டைட்களுக்கும் ELISA Aβ1-42 நிலைகளுக்கும் எந்தத் தொடர்பும் இல்லை. ஒவ்வொரு வழக்கின் வேறுபட்ட வெளிப்பாட்டையும் மதிப்பிடுவதற்காக, மாதிரிகளின் (அட்டவணை S2A) மேற்பார்வையிடப்பட்ட கிளஸ்டர் பகுப்பாய்வைச் செய்ய, P <0.0001 [தவறான கண்டுபிடிப்பு விகிதம் (FDR) திருத்தப்பட்ட P <0.01] உடன் வேறுபட்ட வெளிப்படுத்தப்பட்ட புரதங்களைப் பயன்படுத்தினோம். படம் 1D இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, இந்த 65 மிகவும் குறிப்பிடத்தக்க புரதங்கள், கட்டுப்பாடு போன்ற குணாதிசயங்களைக் கொண்ட ஒரு AD வழக்கைத் தவிர, நோய் நிலைக்கு ஏற்ப மாதிரிகளை சரியாகக் கொத்த முடியும். இந்த 65 புரதங்களில், 63 AD இல் அதிகரித்தது, இரண்டு மட்டுமே (CD74 மற்றும் ISLR) குறைந்துள்ளது. மொத்தத்தில், இந்த செரிப்ரோஸ்பைனல் திரவ பகுப்பாய்வுகள் AD இல் நூற்றுக்கணக்கான புரதங்களை அடையாளம் கண்டுள்ளன, அவை நோய் உயிரியலாக செயல்படக்கூடும்.
AD மூளை புரோட்டியோமின் சுயாதீன நெட்வொர்க் பகுப்பாய்வை நாங்கள் செய்தோம். இந்தக் கண்டுபிடிப்பின் மூளைக் குழுவானது கட்டுப்பாட்டிலிருந்து (n = 10), பார்கின்சன் நோய் (PD; n = 10), கலப்பு AD/PD (n = 10) மற்றும் AD (n = 10) நிகழ்வுகளில் இருந்து dorsolateral prefrontal cortex (DLPFC) ஆகியவை அடங்கும். ) மாதிரி. Emery Goizueta ADRC. இந்த 40 வழக்குகளின் புள்ளிவிவரங்கள் முன்னர் விவரிக்கப்பட்டுள்ளன (25) மற்றும் அட்டவணை S1B இல் சுருக்கப்பட்டுள்ளன. இந்த 40 மூளை திசுக்களையும், 27 நிகழ்வுகளின் பிரதி கூட்டலையும் பகுப்பாய்வு செய்ய TMT-MS ஐப் பயன்படுத்தினோம். மொத்தத்தில், இந்த இரண்டு மூளை தரவுத் தொகுப்புகளும் 227,121 தனிப்பட்ட பெப்டைட்களை உருவாக்கியது, அவை 12,943 புரோட்டியோம்களுக்கு (25) பொருத்தப்பட்டன. குறைந்தபட்சம் 50% வழக்குகளில் அளவிடப்பட்ட புரதங்கள் மட்டுமே அடுத்தடுத்த விசாரணைகளில் சேர்க்கப்பட்டுள்ளன. இறுதி கண்டுபிடிப்பு தரவு தொகுப்பில் 8817 அளவிடப்பட்ட புரதங்கள் உள்ளன. வயது, பாலினம் மற்றும் பிரேத பரிசோதனை இடைவெளி (PMI) ஆகியவற்றின் அடிப்படையில் புரதச் செறிவு அளவை சரிசெய்யவும். பின்னடைவுக்குப் பிறகு அமைக்கப்பட்ட தரவுகளின் வேறுபட்ட வெளிப்பாடு பகுப்பாய்வு> 2000 புரத அளவுகள் [P <0.05, மாறுபாட்டின் பகுப்பாய்வு (ANOVA)] இரண்டு அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட நோய்க் குழுக்களில் கணிசமாக மாற்றப்பட்டுள்ளன என்பதைக் காட்டுகிறது. பின்னர், வித்தியாசமாக வெளிப்படுத்தப்பட்ட புரதங்களின் அடிப்படையில் மேற்பார்வையிடப்பட்ட கிளஸ்டர் பகுப்பாய்வை நாங்கள் செய்தோம், மேலும் AD/control மற்றும்/அல்லது AD/PD ஒப்பீடுகளில் P <0.0001 (படம் S2, A மற்றும் B, அட்டவணை S2C). இந்த 165 மிகவும் மாற்றப்பட்ட புரதங்கள் கட்டுப்பாடு மற்றும் PD மாதிரிகளிலிருந்து AD நோய்க்குறியியல் நிகழ்வுகளை தெளிவாக சித்தரிக்கின்றன, இது முழு புரோட்டீமிலும் வலுவான AD-குறிப்பிட்ட மாற்றங்களை உறுதிப்படுத்துகிறது.
கண்டுபிடிக்கப்பட்ட மூளை புரோட்டியோமில் பிணைய பகுப்பாய்வு செய்ய எடையுள்ள ஜீன் கோ-எக்ஸ்பிரஷன் நெட்வொர்க் அனாலிசிஸ் (WGCNA) எனப்படும் அல்காரிதத்தைப் பயன்படுத்தினோம், இது தரவுகளை புரத தொகுதிகளாக ஒத்த வெளிப்பாடு வடிவங்களுடன் (11-13) ஒழுங்கமைக்கிறது. பகுப்பாய்வு 44 தொகுதிகள் (M) இணை-வெளிப்படுத்தப்பட்ட புரதங்களை அடையாளம் கண்டுள்ளது, அவை மிகப்பெரிய (M1, n = 1821 புரதங்கள்) முதல் சிறிய (M44, n = 34 புரதங்கள்) வரை வரிசைப்படுத்தப்பட்டு எண்ணப்பட்டுள்ளன (படம் 2A மற்றும் அட்டவணை S2D) ). மேலே குறிப்பிட்டுள்ளபடி (13) ஒவ்வொரு தொகுதியின் பிரதிநிதித்துவ வெளிப்பாடு சுயவிவரம் அல்லது பண்புப் புரதத்தைக் கணக்கிட்டு, அதை நோய் நிலை மற்றும் AD நோயியல் ஆகியவற்றுடன் தொடர்புபடுத்தவும், அதாவது அல்சைமர் நோய் பதிவு (CERAD) மற்றும் பிரேக் மதிப்பெண் (படம் 2B) ஆகியவற்றின் கூட்டணியை நிறுவவும். ஒட்டுமொத்தமாக, 17 தொகுதிகள் AD நரம்பியல் நோயியல் (P <0.05) உடன் குறிப்பிடத்தக்க வகையில் தொடர்புடையவை. இந்த நோய் தொடர்பான தொகுதிகள் பல செல் வகை-குறிப்பிட்ட குறிப்பான்களிலும் நிறைந்துள்ளன (படம் 2B). மேலே குறிப்பிட்டுள்ளபடி (13), செல் வகை செறிவூட்டல் தொகுதி ஒன்றுடன் ஒன்று மற்றும் செல் வகை-குறிப்பிட்ட மரபணுக்களின் குறிப்பு பட்டியலை பகுப்பாய்வு செய்வதன் மூலம் தீர்மானிக்கப்படுகிறது. இந்த மரபணுக்கள் தனிமைப்படுத்தப்பட்ட மவுஸ் நியூரான்கள், எண்டோடெலியல் மற்றும் க்ளியல் செல்களில் வெளியிடப்பட்ட தரவுகளிலிருந்து பெறப்படுகின்றன. ஆர்என்ஏ வரிசைமுறை (ஆர்என்ஏ-சீக்) பரிசோதனை (29).
(A) மூளை புரதத்தின் WGCNA ஐக் கண்டறியவும். (B) CERAD (Aβ பிளேக்) மற்றும் ப்ராக் (tau tangles) மதிப்பெண்கள் உட்பட AD நரம்பியல் பண்புகள் (மேல்) கொண்ட மட்டு சிக்னேச்சர் புரதத்தின் (மட்டு புரத வெளிப்பாட்டின் முதல் முக்கிய கூறு) Biweight மிட்கோரிலேஷன் (BiCor) பகுப்பாய்வு. நேர்மறை (சிவப்பு) மற்றும் எதிர்மறை (நீலம்) தொடர்புகளின் தீவிரங்கள் இரண்டு வண்ண வெப்ப வரைபடத்தால் காட்டப்படுகின்றன, மேலும் நட்சத்திரக் குறியீடுகள் புள்ளியியல் முக்கியத்துவத்தைக் குறிக்கின்றன (P <0.05). ஒவ்வொரு புரத தொகுதியின் செல் வகை தொடர்பை மதிப்பிடுவதற்கு ஹைபர்ஜியோமெட்ரிக் ஃபிஷரின் சரியான சோதனை (FET) (கீழே) பயன்படுத்தவும். சிவப்பு நிழலின் தீவிரம் செல் வகை செறிவூட்டலின் அளவைக் குறிக்கிறது, மேலும் நட்சத்திரக் குறியீடு புள்ளியியல் முக்கியத்துவத்தைக் குறிக்கிறது (P <0.05). FET இலிருந்து பெறப்பட்ட P மதிப்பை சரிசெய்ய BH முறையைப் பயன்படுத்தவும். (சி) மட்டு புரதங்களின் GO பகுப்பாய்வு. ஒவ்வொரு தொகுதி அல்லது தொடர்புடைய தொகுதிக் குழுவிற்கும் மிக நெருக்கமாக தொடர்புடைய உயிரியல் செயல்முறைகள் காட்டப்படுகின்றன. ஒலிகோ, ஒலிகோடென்ட்ரோசைட்.
ஐந்து நெருங்கிய தொடர்புடைய ஆஸ்ட்ரோசைட் மற்றும் மைக்ரோக்லியா நிறைந்த தொகுதிகள் (M30, M29, M18, M24 மற்றும் M5) AD நரம்பியல் நோயியலுடன் வலுவான நேர்மறையான தொடர்பைக் காட்டியது (படம் 2B). ஆன்டாலஜி பகுப்பாய்வு இந்த கிளைல் தொகுதிகளை செல் வளர்ச்சி, பெருக்கம் மற்றும் நோய் எதிர்ப்பு சக்தியுடன் இணைக்கிறது (படம் 2C மற்றும் அட்டவணை S2E). இரண்டு கூடுதல் கிளைல் தொகுதிகள், M8 மற்றும் M22 ஆகியவை நோயில் வலுவாக கட்டுப்படுத்தப்படுகின்றன. M8 டோல் போன்ற ஏற்பி பாதையுடன் மிகவும் தொடர்புடையது, இது உள்ளார்ந்த நோயெதிர்ப்பு மறுமொழியில் முக்கிய பங்கு வகிக்கும் ஒரு சமிக்ஞை அடுக்காகும் (30). அதே நேரத்தில், M22 மொழிபெயர்ப்புக்கு பிந்தைய மாற்றத்துடன் நெருக்கமாக தொடர்புடையது. ஒலிகோடென்ட்ரோசைட்டுகள் நிறைந்த M2, AD நோய்க்குறியியல் மற்றும் நியூக்ளியோசைடு தொகுப்பு மற்றும் டிஎன்ஏ பிரதியெடுப்பு ஆகியவற்றுடன் ஒரு வலுவான நேர்மறையான தொடர்பைக் காட்டுகிறது, இது நோய்களில் மேம்பட்ட உயிரணு பெருக்கத்தைக் குறிக்கிறது. ஒட்டுமொத்தமாக, இந்த கண்டுபிடிப்புகள் AD நெட்வொர்க் புரோட்டியோமில் (13, 17) நாம் முன்பு கவனித்த கிளைல் தொகுதிகளின் உயர்வை ஆதரிக்கிறது. நெட்வொர்க்கில் உள்ள பல AD- தொடர்பான கிளைல் தொகுதிகள் கட்டுப்பாடு மற்றும் PD நிகழ்வுகளில் குறைந்த வெளிப்பாடு நிலைகளைக் காட்டுகின்றன என்பது தற்போது கண்டறியப்பட்டுள்ளது, இது AD இல் உயர்த்தப்பட்ட அவற்றின் நோய்த் தனித்துவத்தை எடுத்துக்காட்டுகிறது (படம் S2C).
எங்கள் நெட்வொர்க் புரோட்டியோமில் உள்ள நான்கு தொகுதிகள் மட்டுமே (M1, M3, M10, மற்றும் M32) AD நோய்க்குறியியல் (P <0.05) (படம் 2, B மற்றும் C) உடன் வலுவாக எதிர்மறையாக தொடர்புடையவை. M1 மற்றும் M3 இரண்டும் நரம்பியல் குறிப்பான்கள் நிறைந்தவை. M1 சினாப்டிக் சிக்னல்களுடன் மிகவும் தொடர்புடையது, அதே நேரத்தில் M3 மைட்டோகாண்ட்ரியல் செயல்பாட்டுடன் நெருக்கமாக தொடர்புடையது. M10 மற்றும் M32 க்கான செல் வகை செறிவூட்டலுக்கு எந்த ஆதாரமும் இல்லை. M32 M3 மற்றும் செல் வளர்சிதை மாற்றத்திற்கு இடையிலான தொடர்பை பிரதிபலிக்கிறது, அதே நேரத்தில் M10 செல் வளர்ச்சி மற்றும் நுண்குழாய் செயல்பாடு ஆகியவற்றுடன் மிகவும் தொடர்புடையது. AD உடன் ஒப்பிடும்போது, ​​நான்கு தொகுதிக்கூறுகளும் கட்டுப்பாடு மற்றும் PD இல் அதிகரிக்கப்பட்டு, நோய் சார்ந்த AD மாற்றங்களை அளிக்கின்றன (படம் S2C). ஒட்டுமொத்தமாக, இந்த முடிவுகள் AD (13, 17) இல் நாம் முன்பு கவனித்த நியூரான்கள் நிறைந்த தொகுதிகள் குறைவதை ஆதரிக்கின்றன. சுருக்கமாக, நாங்கள் கண்டுபிடித்த மூளை புரோட்டியோமின் நெட்வொர்க் பகுப்பாய்வு, எங்களின் முந்தைய கண்டுபிடிப்புகளுடன் ஒத்துப்போகும் AD-குறிப்பாக மாற்றப்பட்ட தொகுதிகளை உருவாக்கியது.
AD ஒரு ஆரம்ப அறிகுறியற்ற நிலை (AsymAD) மூலம் வகைப்படுத்தப்படுகிறது, இதில் தனிநபர்கள் மருத்துவ அறிவாற்றல் வீழ்ச்சி இல்லாமல் அமிலாய்டு திரட்சியை வெளிப்படுத்துகிறார்கள் (5, 31). இந்த அறிகுறியற்ற நிலை ஆரம்பகால கண்டறிதல் மற்றும் தலையீட்டிற்கான ஒரு முக்கியமான சாளரத்தைக் குறிக்கிறது. சுயாதீன தரவுத் தொகுப்புகள் (13, 17) முழுவதும் AsymAD மற்றும் AD மூளை நெட்வொர்க் புரோட்டியோமின் வலுவான மட்டுப் பாதுகாப்பை நாங்கள் முன்பு நிரூபித்துள்ளோம். நாங்கள் தற்போது கண்டுபிடித்த மூளை நெட்வொர்க் இந்த முந்தைய கண்டுபிடிப்புகளுடன் ஒத்துப்போகிறது என்பதை உறுதி செய்வதற்காக, 27 DLPFC நிறுவனங்களின் பிரதி தரவுகளில் 44 தொகுதிகள் பாதுகாப்பை நாங்கள் பகுப்பாய்வு செய்தோம். இந்த நிறுவனங்களில் கட்டுப்பாடு (n = 10), AsymAD (n = 8) மற்றும் AD (n = 9) வழக்குகள் அடங்கும். எங்கள் கண்டுபிடிப்பு மூளைக் குழுவின் (அட்டவணை S1B) பகுப்பாய்வில் கட்டுப்பாடு மற்றும் AD மாதிரிகள் சேர்க்கப்பட்டுள்ளன, அதே சமயம் AsymAD வழக்குகள் பிரதி கூட்டமைப்பில் மட்டுமே தனித்துவமானது. இந்த AsymAD வழக்குகள் Emory Goizueta ADRC மூளை வங்கியிலிருந்தும் வந்தன. மரணத்தின் போது அறிவாற்றல் இயல்பானதாக இருந்தாலும், அமிலாய்டு அளவுகள் வழக்கத்திற்கு மாறாக அதிகமாக இருந்தது (சராசரி CERAD, 2.8 ± 0.5) (அட்டவணை S1B).
இந்த 27 மூளை திசுக்களின் TMT-MS பகுப்பாய்வு 11,244 புரோட்டீம்களின் அளவீட்டிற்கு வழிவகுத்தது. இந்த இறுதி எண்ணிக்கையில் குறைந்தது 50% மாதிரிகளில் அளவிடப்பட்ட புரதங்கள் மட்டுமே அடங்கும். இந்தப் பிரதி தரவுத் தொகுப்பில் எங்கள் கண்டுபிடிப்பு மூளைப் பகுப்பாய்வில் கண்டறியப்பட்ட 8817 புரதங்களில் 8638 (98.0%) உள்ளது, மேலும் கிட்டத்தட்ட 3000 புரோட்டீன்கள் கட்டுப்பாடு மற்றும் AD கோஹார்ட்டுகளுக்கு இடையே கணிசமாக மாற்றப்பட்டுள்ளன (பி <0.05, மாறுபாட்டை பகுப்பாய்வு செய்வதற்கான டுகேயின் ஜோடி டி சோதனைக்குப் பிறகு) ( அட்டவணை S2F). இந்த வித்தியாசமாக வெளிப்படுத்தப்பட்ட புரதங்களில், 910 AD மற்றும் மூளை புரோட்டியோம் கட்டுப்பாட்டு நிகழ்வுகளுக்கு இடையே குறிப்பிடத்தக்க அளவிலான மாற்றங்களைக் காட்டியது (P <0.05, ANOVA Tukey ஜோடி t-testக்குப் பிறகு). இந்த 910 குறிப்பான்கள் புரோட்டீம்களுக்கு இடையேயான மாற்றத்தின் திசையில் மிகவும் சீரானவை என்பது குறிப்பிடத்தக்கது (r = 0.94, P <1.0 × 10-200) (படம் S3A). அதிகரித்த புரதங்களில், தரவுத் தொகுப்புகளுக்கு இடையே மிகவும் சீரான மாற்றங்களைக் கொண்ட புரதங்கள் முக்கியமாக கிளைல் நிறைந்த M5 மற்றும் M18 தொகுதிகள் (MDK, COL25A1, MAPT, NTN1, SMOC1 மற்றும் GFAP) உறுப்பினர்களாகும். குறைக்கப்பட்ட புரதங்களில், மிகவும் சீரான மாற்றங்களைக் கொண்டவர்கள், சினாப்ஸுடன் தொடர்புடைய M1 தொகுதியின் (NPTX2, VGF மற்றும் RPH3A) உறுப்பினர்களாக இருந்தனர். மிட்கைன் (எம்.டி.கே), சி.டி.44, சுரக்கும் ஃப்ரிஸ்ல்ட் தொடர்பான புரதம் 1 (எஸ்.எஃப்.ஆர்.பி.1) மற்றும் வி.ஜி.எஃப் ஆகியவற்றின் AD தொடர்பான மாற்றங்களை வெஸ்டர்ன் ப்ளாட்டிங் மூலம் மேலும் சரிபார்த்தோம் (படம் S3B). மூளை புரோட்டியோமில் உள்ள சுமார் 80% புரோட்டீன் தொகுதிகள் (34/44) பிரதி தரவுத் தொகுப்பில் (z-ஸ்கோர்> 1.96, FDR திருத்தப்பட்ட பி <0.05) (படம் S3C) கணிசமாக பாதுகாக்கப்பட்டதாக தொகுதி பாதுகாப்பு பகுப்பாய்வு காட்டுகிறது. இவற்றில் பதினான்கு தொகுதிகள் இரண்டு புரோட்டியோம்களுக்கு இடையில் சிறப்பாக ஒதுக்கப்பட்டன (z-ஸ்கோர்> 10, FDR திருத்தப்பட்ட P <1.0 × 10−23). ஒட்டுமொத்தமாக, வேறுபட்ட வெளிப்பாடு மற்றும் மூளை புரோட்டியோமுக்கு இடையேயான மட்டு கலவை ஆகியவற்றில் அதிக அளவு நிலைத்தன்மையின் கண்டுபிடிப்பு மற்றும் பிரதிபலிப்பு AD முன் புறணி புரதங்களில் ஏற்படும் மாற்றங்களின் மறுஉற்பத்தித் திறனை எடுத்துக்காட்டுகிறது. கூடுதலாக, AsymAD மற்றும் மேம்பட்ட நோய்கள் மிகவும் ஒத்த மூளை நெட்வொர்க் கட்டமைப்பைக் கொண்டுள்ளன என்பதையும் இது உறுதிப்படுத்தியது.
மூளை நகலெடுக்கும் தரவு தொகுப்பில் உள்ள வேறுபட்ட வெளிப்பாட்டின் விரிவான பகுப்பாய்வு AsymAD புரத மாற்றங்களின் குறிப்பிடத்தக்க அளவை எடுத்துக்காட்டுகிறது, இதில் AsymAD மற்றும் கட்டுப்பாடு (P <0.05) (P <0.05) (படம் S3D) இடையே மொத்தம் 151 கணிசமாக மாற்றப்பட்ட புரதங்கள் அடங்கும். அமிலாய்டு சுமைக்கு இணங்க, AsymAD மற்றும் AD இன் மூளையில் APP கணிசமாக அதிகரித்தது. AD இல் மட்டுமே MAPT கணிசமாக மாறுகிறது, இது அதிகரித்த அளவிலான சிக்கல்கள் மற்றும் அறிவாற்றல் வீழ்ச்சியுடன் அதன் அறியப்பட்ட தொடர்பு ஆகியவற்றுடன் ஒத்துப்போகிறது (5, 7). க்ளியல்-ரிச் மாட்யூல்கள் (M5 மற்றும் M18) AsymAD இல் அதிகரித்த புரதங்களில் மிகவும் பிரதிபலிக்கின்றன, அதே சமயம் நியூரான் தொடர்பான M1 தொகுதி AsymAD இல் குறைந்த புரதங்களின் மிகவும் பிரதிநிதித்துவமாகும். இந்த AsymAD குறிப்பான்கள் பல அறிகுறி நோய்களில் அதிக மாற்றங்களைக் காட்டுகின்றன. இந்த குறிப்பான்களில் SMOC1, M18 க்கு சொந்தமான ஒரு கிளைல் புரதம், இது மூளைக் கட்டிகள் மற்றும் கண்கள் மற்றும் மூட்டுகளின் வளர்ச்சியுடன் தொடர்புடையது (32). MDK என்பது செல் வளர்ச்சி மற்றும் M18 இன் மற்றொரு உறுப்பினரான ஆஞ்சியோஜெனெசிஸ் (33) தொடர்பான ஹெப்பரின்-பிணைப்பு வளர்ச்சிக் காரணியாகும். கட்டுப்பாட்டுக் குழுவுடன் ஒப்பிடும்போது, ​​AsymAD கணிசமாக அதிகரித்தது, அதைத் தொடர்ந்து AD இல் அதிக அதிகரிப்பு ஏற்பட்டது. மாறாக, சினாப்டிக் புரதம் நியூரோபென்ட்ராக்சின் 2 (NPTX2) AsymAD மூளையில் கணிசமாகக் குறைக்கப்பட்டது. NPTX2 முன்பு நியூரோடிஜெனரேஷனுடன் தொடர்புடையது மற்றும் உற்சாகமான ஒத்திசைவுகளை மத்தியஸ்தம் செய்வதில் அங்கீகரிக்கப்பட்ட பங்கைக் கொண்டுள்ளது (34). ஒட்டுமொத்தமாக, இந்த முடிவுகள் AD இல் பல்வேறு வகையான முன்கூட்டிய புரத மாற்றங்களை வெளிப்படுத்துகின்றன, அவை நோயின் தீவிரத்தன்மையுடன் முன்னேறுவதாகத் தெரிகிறது.
மூளை புரோட்டியோமின் கண்டுபிடிப்பில் புரதக் கவரலின் குறிப்பிடத்தக்க ஆழத்தை நாங்கள் அடைந்துவிட்டதால், நெட்வொர்க்-நிலை AD டிரான்ஸ்கிரிப்டோமுடன் அதன் மேலோட்டத்தை முழுமையாகப் புரிந்துகொள்ள முயற்சிக்கிறோம். எனவே, AD (n = 308) மற்றும் கட்டுப்பாடு (n = 157) DLPFC திசுக்களில் (13) 18,204 மரபணுக்களின் மைக்ரோஅரே அளவீட்டில் இருந்து முன்னர் உருவாக்கிய தொகுதியுடன் நாங்கள் கண்டுபிடித்த மூளை புரோட்டியோமை ஒப்பிட்டோம். ஒன்றுடன் ஒன்று. மொத்தத்தில், 20 வெவ்வேறு ஆர்என்ஏ தொகுதிகளை நாங்கள் அடையாளம் கண்டுள்ளோம், அவற்றில் பல நியூரான்கள், ஒலிகோடென்ட்ரோசைட்டுகள், ஆஸ்ட்ரோசைட்டுகள் மற்றும் மைக்ரோக்லியா (படம் 3A) உள்ளிட்ட குறிப்பிட்ட செல் வகைகளின் செறிவூட்டலை நிரூபித்துள்ளன. AD இல் இந்த தொகுதிகளின் பல மாற்றங்கள் படம் 3B இல் காட்டப்பட்டுள்ளன. ஆழமான பெயரிடப்படாத எம்எஸ் புரோட்டியோமை (சுமார் 3000 புரதங்கள்) (13) பயன்படுத்தி எங்கள் முந்தைய புரதம்-ஆர்என்ஏ மேலெழுதல் பகுப்பாய்வுக்கு இணங்க, மூளை புரோட்டியோம் நெட்வொர்க்கில் உள்ள 44 தொகுதிகளில் பெரும்பாலானவை டிரான்ஸ்கிரிப்டோம் நெட்வொர்க்கில் உள்ளன. ஃபிஷரின் சரியான சோதனையில் (FET) 14 (~40%) மட்டுமே தேர்ச்சி பெற்ற 34 புரோட்டீன் தொகுதிகள் மூளையின் புரோட்டீமில் அதிகமாகத் தக்கவைக்கப்பட்டுள்ளன என்பதை எங்களின் கண்டுபிடிப்பு மற்றும் பிரதியெடுத்தல் டிரான்ஸ்கிரிப்டோமுடன் புள்ளிவிவர ரீதியாக குறிப்பிடத்தக்க ஒன்றுடன் ஒன்று இருப்பதை நிரூபித்தது (படம் 3A) . டிஎன்ஏ சேதம் பழுது (P-M25 மற்றும் P-M19), புரத மொழிபெயர்ப்பு (P-M7 மற்றும் P-M20), RNA பிணைப்பு/பிளவு (P-M16 மற்றும் P-M21) மற்றும் புரத இலக்கு (P-M13 மற்றும் P-) ஆகியவற்றுடன் இணக்கமானது M23) டிரான்ஸ்கிரிப்டோமில் உள்ள தொகுதிகளுடன் ஒன்றுடன் ஒன்று இல்லை. எனவே, தற்போதைய ஒன்றுடன் ஒன்று பகுப்பாய்வில் (13) ஆழமான புரோட்டியோம் தரவுத் தொகுப்பு பயன்படுத்தப்பட்டாலும், பெரும்பாலான AD நெட்வொர்க் புரோட்டியோம் டிரான்ஸ்கிரிப்டோம் நெட்வொர்க்குடன் வரைபடமாக்கப்படவில்லை.
(A) ஹைபர்ஜியோமெட்ரிக் FET, AD டிரான்ஸ்கிரிப்டோமின் (மேல்) ஆர்என்ஏ தொகுதியில் உள்ள செல் வகை-குறிப்பிட்ட குறிப்பான்களின் செறிவூட்டலையும், AD மூளையின் ஆர்என்ஏ (x-அச்சு) மற்றும் புரதம் (y-அச்சு) தொகுதிகளுக்கு இடையே உள்ள மேலெழுதலின் அளவையும் நிரூபிக்கிறது. (கீழே) . சிவப்பு நிழலின் தீவிரம், மேல் பேனலில் உள்ள செல் வகைகளின் செறிவூட்டலின் அளவையும், கீழ் பேனலில் உள்ள தொகுதிகள் ஒன்றுடன் ஒன்று சேர்வதன் தீவிரத்தையும் குறிக்கிறது. நட்சத்திரக் குறியீடுகள் புள்ளியியல் முக்கியத்துவத்தைக் குறிக்கின்றன (P <0.05). (B) ஒவ்வொரு டிரான்ஸ்கிரிப்டோம் தொகுதியின் குணாதிசயமான மரபணுக்களுக்கும் AD நிலைக்கும் இடையே உள்ள தொடர்பின் அளவு. இடதுபுறத்தில் உள்ள தொகுதிகள் AD (நீலம்) உடன் மிகவும் எதிர்மறையாக தொடர்புடையவை, மேலும் வலதுபுறத்தில் உள்ளவை AD (சிவப்பு) உடன் மிகவும் நேர்மறையாக தொடர்புடையவை. பதிவு-மாற்றப்பட்ட BH-சரிசெய்யப்பட்ட P மதிப்பு ஒவ்வொரு தொடர்புக்கும் புள்ளியியல் முக்கியத்துவத்தின் அளவைக் குறிக்கிறது. (C) பகிரப்பட்ட செல் வகை செறிவூட்டலுடன் குறிப்பிடத்தக்க ஒன்றுடன் ஒன்று தொகுதிகள். (D) ஒன்றுடன் ஒன்று சேரும் தொகுதியில் பெயரிடப்பட்ட புரதம் (x-axis) மற்றும் RNA (y-axis) ஆகியவற்றின் log2 மடங்கு மாற்றத்தின் தொடர்பு பகுப்பாய்வு. தொடர்புடைய P மதிப்புடன் பியர்சன் தொடர்பு குணகம் காட்டப்படும். மைக்ரோ, மைக்ரோக்லியா; வான உடல்கள், ஆஸ்ட்ரோசைட்டுகள். CT, கட்டுப்பாடு.
பெரும்பாலான ஒன்றுடன் ஒன்று புரதம் மற்றும் RNA தொகுதிகள் ஒரே மாதிரியான செல் வகை செறிவூட்டல் சுயவிவரங்கள் மற்றும் நிலையான AD மாற்ற திசைகளைப் பகிர்ந்து கொள்கின்றன (படம் 3, B மற்றும் C). வேறு வார்த்தைகளில் கூறுவதானால், மூளை புரோட்டியோமின் (PM 1) சினாப்ஸ் தொடர்பான M1 தொகுதி மூன்று நரம்பியல் நிறைந்த ஹோமோலோகஸ் RNA தொகுதிகளுக்கு (R-M1, R-M9 மற்றும் R-M16) வரைபடமாக்கப்பட்டுள்ளது, அவை AD இல் உள்ளன. குறைக்கப்பட்ட நிலை. இதேபோல், க்ளியல் நிறைந்த M5 மற்றும் M18 புரத தொகுதிகள் ஆஸ்ட்ரோசைட்டுகள் மற்றும் மைக்ரோகிளியல் குறிப்பான்கள் (R-M3, R-M7 மற்றும் R-M10) நிறைந்த RNA தொகுதிகளுடன் ஒன்றுடன் ஒன்று மற்றும் நோய்கள் அதிகரிப்பதில் அதிக ஈடுபாடு கொண்டவை. இரண்டு தரவுத் தொகுப்புகளுக்கு இடையிலான இந்த பகிரப்பட்ட மட்டு அம்சங்கள், மூளையின் புரோட்டியோமில் நாம் கவனித்த செல் வகை செறிவூட்டல் மற்றும் நோய் தொடர்பான மாற்றங்களை மேலும் ஆதரிக்கின்றன. இருப்பினும், இந்த பகிரப்பட்ட தொகுதிகளில் தனிப்பட்ட குறிப்பான்களின் RNA மற்றும் புரத அளவுகளுக்கு இடையே பல குறிப்பிடத்தக்க வேறுபாடுகளை நாங்கள் கவனித்தோம். இந்த ஒன்றுடன் ஒன்று தொகுதிகளுக்குள் உள்ள மூலக்கூறுகளின் புரோட்டியோமிக்ஸ் மற்றும் டிரான்ஸ்கிரிப்டோமிக்ஸ் ஆகியவற்றின் வேறுபட்ட வெளிப்பாட்டின் தொடர்பு பகுப்பாய்வு (படம் 3D) இந்த முரண்பாட்டை எடுத்துக்காட்டுகிறது. எடுத்துக்காட்டாக, APP மற்றும் பல கிளைல் தொகுதி புரதங்கள் (NTN1, MDK, COL25A1, ICAM1 மற்றும் SFRP1) AD புரோட்டியோமில் குறிப்பிடத்தக்க அதிகரிப்பைக் காட்டியது, ஆனால் AD டிரான்ஸ்கிரிப்டோமில் கிட்டத்தட்ட எந்த மாற்றமும் இல்லை. இந்த புரத-குறிப்பிட்ட மாற்றங்கள் அமிலாய்டு பிளேக்குகளுடன் (23, 35) நெருக்கமாக தொடர்புடையதாக இருக்கலாம், இது நோயியல் மாற்றங்களின் ஆதாரமாக புரோட்டீமை எடுத்துக்காட்டுகிறது, மேலும் இந்த மாற்றங்கள் டிரான்ஸ்கிரிப்டோமில் பிரதிபலிக்கப்படாமல் இருக்கலாம்.
நாங்கள் கண்டறிந்த மூளை மற்றும் சிஎஸ்எஃப் புரோட்டியோம்களை சுயாதீனமாக பகுப்பாய்வு செய்த பிறகு, மூளை நெட்வொர்க்கின் நோயியல் இயற்பியல் தொடர்பான AD CSF பயோமார்க்ஸர்களை அடையாளம் காண இரண்டு தரவுத் தொகுப்புகளின் விரிவான பகுப்பாய்வு நடத்தினோம். இரண்டு புரோட்டியோம்களின் மேலோட்டத்தை நாம் முதலில் வரையறுக்க வேண்டும். AD மூளையில் (4) நரம்பியல் வேதியியல் மாற்றங்களை CSF பிரதிபலிக்கிறது என்பது பரவலாக ஏற்றுக்கொள்ளப்பட்டாலும், AD மூளைக்கும் CSF புரோட்டியோமுக்கும் இடையே உள்ள சரியான அளவு ஒன்றுடன் ஒன்று தெளிவாக இல்லை. எங்கள் இரண்டு புரோட்டியோம்களில் கண்டறியப்பட்ட பகிரப்பட்ட மரபணு தயாரிப்புகளின் எண்ணிக்கையை ஒப்பிடுவதன் மூலம், செரிப்ரோஸ்பைனல் திரவத்தில் அடையாளம் காணப்பட்ட புரதங்களில் கிட்டத்தட்ட 70% (n = 1936) மூளையிலும் அளவிடப்பட்டதைக் கண்டறிந்தோம் (படம் 4A). இந்த ஒன்றுடன் ஒன்று புரதங்கள் (n = 1721) கண்டுபிடிப்பு மூளை தரவுத் தொகுப்பிலிருந்து (படம் 4B) 44 இணை-வெளிப்பாடு தொகுதிக்கூறுகளில் ஒன்றாக வரைபடமாக்கப்பட்டுள்ளன. எதிர்பார்த்தபடி, ஆறு பெரிய மூளை தொகுதிகள் (M1 முதல் M6 வரை) CSF ஒன்றுடன் ஒன்று அதிக அளவு வெளிப்படுத்தின. இருப்பினும், சிறிய மூளை தொகுதிகள் (உதாரணமாக, M15 மற்றும் M29) உள்ளன, அவை எதிர்பாராத வகையில் அதிக அளவில் ஒன்றுடன் ஒன்று சேர்கின்றன, இது ஒரு மூளை தொகுதியை விட இரண்டு மடங்கு பெரியது. இது மூளை மற்றும் செரிப்ரோஸ்பைனல் திரவத்திற்கு இடையே உள்ள ஒன்றுடன் ஒன்று கணக்கிடுவதற்கு மிகவும் விரிவான, புள்ளிவிவர ரீதியாக இயக்கப்படும் முறையைப் பின்பற்ற நம்மைத் தூண்டுகிறது.
(A மற்றும் B) கண்டுபிடிப்பு மூளையில் கண்டறியப்பட்ட புரதங்கள் மற்றும் CSF தரவு தொகுப்புகள் ஒன்றுடன் ஒன்று. இந்த ஒன்றுடன் ஒன்று புரதங்களில் பெரும்பாலானவை மூளை இணை-வெளிப்பாடு நெட்வொர்க்கின் 44 இணை வெளிப்பாடு தொகுதிகளில் ஒன்றோடு தொடர்புடையவை. (C) செரிப்ரோஸ்பைனல் திரவ புரோட்டியோம் மற்றும் மூளை நெட்வொர்க் புரோட்டியோம் ஆகியவற்றுக்கு இடையே உள்ள மேலோட்டத்தைக் கண்டறியவும். வெப்ப வரைபடத்தின் ஒவ்வொரு வரிசையும் ஹைபர்ஜியோமெட்ரிக் எஃப்இடியின் தனி மேலோட்டப் பகுப்பாய்வைக் குறிக்கிறது. மேல் வரிசையில் மூளை தொகுதி மற்றும் முழு CSF புரோட்டியோம் இடையே ஒன்றுடன் ஒன்று (சாம்பல்/கருப்பு நிழல்) சித்தரிக்கிறது. இரண்டாவது வரி, மூளை தொகுதிகள் மற்றும் CSF புரதம் (சிவப்பு நிறத்தில் நிழலிடப்பட்டது) ஆகியவற்றுக்கு இடையேயான ஒன்றுடன் ஒன்று AD (P <0.05) இல் குறிப்பிடத்தக்க அளவில் கட்டுப்படுத்தப்படுகிறது. மூளை தொகுதிகள் மற்றும் CSF புரதம் (நீல நிழல்) ஆகியவற்றுக்கு இடையேயான ஒன்றுடன் ஒன்று AD (P <0.05) இல் கணிசமாகக் குறைக்கப்பட்டிருப்பதை மூன்றாவது வரிசை காட்டுகிறது. FET இலிருந்து பெறப்பட்ட P மதிப்பை சரிசெய்ய BH முறையைப் பயன்படுத்தவும். (D) செல் வகை இணைப்பு மற்றும் தொடர்புடைய GO விதிமுறைகளின் அடிப்படையில் மடிப்பு தொகுதி பேனல். இந்த பேனல்களில் மொத்தம் 271 மூளை தொடர்பான புரதங்கள் உள்ளன, அவை CSF புரோட்டியோமில் அர்த்தமுள்ள வேறுபட்ட வெளிப்பாட்டைக் கொண்டுள்ளன.
ஒற்றை வால் FET களைப் பயன்படுத்தி, CSF புரோட்டியோம் மற்றும் தனிப்பட்ட மூளை தொகுதிகளுக்கு இடையில் புரதம் ஒன்றுடன் ஒன்று முக்கியத்துவத்தை மதிப்பீடு செய்தோம். CSF தரவுத் தொகுப்பில் உள்ள மொத்தம் 14 மூளைத் தொகுதிகள் புள்ளியியல் ரீதியாக குறிப்பிடத்தக்க ஒன்றுடன் ஒன்று (FDR சரிசெய்யப்பட்ட P <0.05) மற்றும் ஒரு கூடுதல் தொகுதி (M18) முக்கியத்துவத்திற்கு அருகில் உள்ளது (FDR சரிசெய்யப்பட்டது P = 0.06) (படம் 4C) என்று பகுப்பாய்வு வெளிப்படுத்தியது. , மேல் வரிசை). வித்தியாசமாக வெளிப்படுத்தப்பட்ட CSF புரதங்களுடன் வலுவாக ஒன்றுடன் ஒன்று இணைக்கும் தொகுதிகளிலும் நாங்கள் ஆர்வமாக உள்ளோம். எனவே, AD இல் (i) CSF புரதம் கணிசமாக அதிகரித்தது மற்றும் (ii) CSF புரதம் AD (P <0.05, ஜோடி t test AD/control) மூளை தொகுதிகள் அர்த்தமுள்ள ஒன்றுடன் ஒன்று கணிசமாகக் குறைக்கப்பட்டது என்பதைத் தீர்மானிக்க இரண்டு கூடுதல் FET பகுப்பாய்வுகளைப் பயன்படுத்தினோம். அவர்களுக்கு இடையே. படம் 4C இன் நடுத்தர மற்றும் கீழ் வரிசைகளில் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, இந்த கூடுதல் பகுப்பாய்வுகள் 44 மூளை தொகுதிகளில் 8 AD CSF (M12, M1, M2, M18, M5, M44, M33 மற்றும் M38) இல் சேர்க்கப்பட்ட புரதத்துடன் கணிசமாக ஒன்றுடன் ஒன்று இருப்பதைக் காட்டுகின்றன. . ), இரண்டு தொகுதிகள் (M6 மற்றும் M15) மட்டுமே AD CSF இல் குறைக்கப்பட்ட புரதத்துடன் ஒரு அர்த்தமுள்ள மேலெழுதலைக் காட்டியது. எதிர்பார்த்தபடி, அனைத்து 10 தொகுதிக்கூறுகளும் 15 தொகுதிகளில் CSF புரோட்டியோமுடன் மிக அதிகமான ஒன்றுடன் ஒன்று உள்ளது. எனவே, இந்த 15 தொகுதிகள் AD மூளையில் இருந்து பெறப்பட்ட CSF பயோமார்க்ஸர்களின் உயர் விளைச்சல் ஆதாரங்கள் என்று நாங்கள் கருதுகிறோம்.
WGCNA மர வரைபடத்தில் அவற்றின் அருகாமை மற்றும் செல் வகைகள் மற்றும் ஜீன் ஆன்டாலஜி (படம் 4D) ஆகியவற்றுடன் அவற்றின் தொடர்பின் அடிப்படையில் இந்த 15 ஒன்றுடன் ஒன்று தொகுதிகளை ஐந்து பெரிய புரோட்டீன் பேனல்களாக மடித்தோம். முதல் குழுவில் நியூரான் குறிப்பான்கள் மற்றும் சினாப்ஸ் தொடர்பான புரதங்கள் (M1 மற்றும் M12) நிறைந்த தொகுதிகள் உள்ளன. சினாப்டிக் பேனலில் மொத்தம் 94 புரதங்கள் உள்ளன, மேலும் CSF புரோட்டீமில் உள்ள அளவுகள் கணிசமாக மாறிவிட்டன, இது ஐந்து பேனல்களில் மூளை தொடர்பான CSF குறிப்பான்களின் மிகப்பெரிய ஆதாரமாக அமைகிறது. இரண்டாவது குழு (M6 மற்றும் M15) எண்டோடெலியல் செல் குறிப்பான்கள் மற்றும் வாஸ்குலர் உடலுடன் நெருங்கிய தொடர்பை நிரூபித்தது, அதாவது "காயம் குணப்படுத்துதல்" (M6) மற்றும் "ஹூமரல் நோயெதிர்ப்பு மறுமொழியை ஒழுங்குபடுத்துதல்" (M15). M15 லிப்போபுரோட்டீன் வளர்சிதை மாற்றத்துடன் மிகவும் தொடர்புடையது, இது எண்டோடெலியத்துடன் நெருக்கமாக தொடர்புடையது (36). வாஸ்குலர் பேனலில் மூளை தொடர்பான 34 CSF குறிப்பான்கள் உள்ளன. மூன்றாவது குழுவில் தொகுதிகள் (M2 மற்றும் M4) அடங்கும், அவை ஒலிகோடென்ட்ரோசைட் குறிப்பான்கள் மற்றும் செல் பெருக்கம் ஆகியவற்றுடன் குறிப்பிடத்தக்க வகையில் தொடர்புடையவை. எடுத்துக்காட்டாக, M2 இன் உயர்மட்ட ஆன்டாலஜி விதிமுறைகளில் "டிஎன்ஏ பிரதிபலிப்பின் நேர்மறை கட்டுப்பாடு" மற்றும் "பியூரின் உயிரியக்கவியல் செயல்முறை" ஆகியவை அடங்கும். இதற்கிடையில், M4 இல் "கிளியல் செல் வேறுபாடு" மற்றும் "குரோமோசோம் பிரித்தல்" ஆகியவை அடங்கும். மயிலினேஷன் பேனலில் மூளை தொடர்பான 49 CSF குறிப்பான்கள் உள்ளன.
நான்காவது குழுவில் பெரும்பாலான தொகுதிகள் (M30, M29, M18, M24 மற்றும் M5) உள்ளன, மேலும் கிட்டத்தட்ட அனைத்து தொகுதிக்கூறுகளிலும் மைக்ரோக்லியா மற்றும் ஆஸ்ட்ரோசைட் குறிப்பான்கள் குறிப்பிடத்தக்க அளவில் நிறைந்துள்ளன. மயிலினேஷன் பேனலைப் போலவே, நான்காவது பேனலில் செல் பெருக்கத்துடன் நெருங்கிய தொடர்புடைய தொகுதிகள் (M30, M29 மற்றும் M18) உள்ளன. இந்த குழுவில் உள்ள மற்ற தொகுதிகள் "நோய் எதிர்ப்பு விளைவு செயல்முறை" (M5) மற்றும் "நோய் எதிர்ப்பு பதில் கட்டுப்பாடு" (M24) போன்ற நோயெதிர்ப்பு விதிமுறைகளுடன் மிகவும் தொடர்புடையவை. கிளைல் நோயெதிர்ப்பு குழுவில் மூளை தொடர்பான 42 CSF குறிப்பான்கள் உள்ளன. இறுதியாக, நான்கு தொகுதிக்கூறுகளில் (M44, M3, M33 மற்றும் M38) 52 மூளை தொடர்பான குறிப்பான்கள் கடைசி பேனலில் உள்ளன, இவை அனைத்தும் ஆற்றல் சேமிப்பு மற்றும் வளர்சிதை மாற்றத்துடன் தொடர்புடைய உடலில் உள்ளன. இந்த தொகுதிகளில் மிகப்பெரியது (M3) மைட்டோகாண்ட்ரியாவுடன் நெருக்கமாக தொடர்புடையது மற்றும் நியூரான்-குறிப்பிட்ட குறிப்பான்கள் நிறைந்துள்ளது. M38 இந்த வளர்சிதை மாற்றத்தில் உள்ள சிறிய தொகுதி உறுப்பினர்களில் ஒன்றாகும், மேலும் மிதமான நியூரானின் தனித்தன்மையையும் வெளிப்படுத்துகிறது.
ஒட்டுமொத்தமாக, இந்த ஐந்து பேனல்கள் AD கார்டெக்ஸில் பரந்த அளவிலான செல் வகைகள் மற்றும் செயல்பாடுகளை பிரதிபலிக்கின்றன, மேலும் கூட்டாக 271 மூளை தொடர்பான CSF குறிப்பான்களை (அட்டவணை S2G) கொண்டுள்ளது. இந்த MS முடிவுகளின் செல்லுபடியை மதிப்பிடுவதற்காக, மல்டிபிளெக்சிங் திறன்கள், அதிக உணர்திறன் மற்றும் தனித்தன்மை கொண்ட ஆர்த்தோகனல் ஆன்டிபாடி அடிப்படையிலான தொழில்நுட்பமான அருகாமை நீட்டிப்பு மதிப்பீட்டைப் (PEA) பயன்படுத்தினோம், மேலும் செரிப்ரோஸ்பைனல் திரவ மாதிரிகளை மீண்டும் பகுப்பாய்வு செய்தோம், இந்த 271 பயோமார்க்ஸின் துணைக்குழு (n = 36). இந்த 36 இலக்குகள் PEA இன் AD மடங்குகளில் ஏற்பட்ட மாற்றத்தை நிரூபிக்கின்றன, இது எங்கள் MS- அடிப்படையிலான கண்டுபிடிப்புகளுடன் (r = 0.87, P = 5.6 × 10-12) நெருக்கமாக தொடர்புடையது, இது எங்கள் விரிவான MS பகுப்பாய்வின் முடிவுகளை வலுவாகச் சரிபார்த்தது (படம் S4 )
எங்கள் ஐந்து குழுக்களால் வலியுறுத்தப்பட்ட உயிரியல் கருப்பொருள்கள், சினாப்டிக் சிக்னலிங் முதல் ஆற்றல் வளர்சிதை மாற்றம் வரை, அனைத்தும் AD இன் நோய்க்கிருமி உருவாக்கத்துடன் தொடர்புடையவை (1-3). எனவே, இந்த பேனல்களைக் கொண்ட அனைத்து 15 தொகுதிகளும் நாம் கண்டுபிடித்த மூளை புரோட்டியோமில் உள்ள AD நோயியலுடன் தொடர்புடையவை (படம் 2 பி). மிகவும் குறிப்பிடத்தக்கது நமது கிளைல் தொகுதிகள் மற்றும் நமது மிகப்பெரிய நரம்பியல் தொகுதிகள் (M1 மற்றும் M3) இடையே உள்ள வலுவான எதிர்மறை நோயியல் தொடர்பு ஆகியவற்றுக்கு இடையே உள்ள உயர் நேர்மறை நோயியல் தொடர்பு ஆகும். எங்கள் பிரதி மூளை புரோட்டியோமின் (படம் S3D) வேறுபட்ட வெளிப்பாடு பகுப்பாய்வு M5 மற்றும் M18-பெறப்பட்ட கிளைல் புரதங்களையும் எடுத்துக்காட்டுகிறது. AsymAD மற்றும் அறிகுறி AD இல், மிகவும் அதிகரித்த glial புரதங்கள் மற்றும் M1 தொடர்பான ஒத்திசைவுகள் புரதம் மிகவும் குறைக்கப்படுகிறது. இந்த அவதானிப்புகள், ஐந்து குழுக்களில் நாம் கண்டறிந்த 271 செரிப்ரோஸ்பைனல் திரவ குறிப்பான்கள், ஆரம்ப அறிகுறியற்ற நிலைகளில் ஏற்படுவது உட்பட, AD கார்டெக்ஸில் உள்ள நோய் செயல்முறைகளுடன் தொடர்புடையது என்பதைக் குறிக்கிறது.
மூளை மற்றும் முதுகெலும்பு திரவத்தில் உள்ள பேனல் புரதங்களின் மாற்றத்தின் திசையை சிறப்பாக பகுப்பாய்வு செய்வதற்காக, 15 ஒன்றுடன் ஒன்று தொகுதிகள் ஒவ்வொன்றிற்கும் பின்வருவனவற்றை வரைந்தோம்: (i) மூளை தரவுத் தொகுப்பில் தொகுதி மிகுதியான அளவைக் கண்டறிந்தோம் மற்றும் (ii) தொகுதி புரதம் செரிப்ரோஸ்பைனல் திரவத்தில் வேறுபாடு வெளிப்படுத்தப்படுகிறது (படம் S5). முன்னர் குறிப்பிட்டபடி, மூளையில் உள்ள தொகுதி மிகுதி அல்லது பண்பு புரத மதிப்பை தீர்மானிக்க WGCNA பயன்படுத்தப்படுகிறது (13). எரிமலை வரைபடம் செரிப்ரோஸ்பைனல் திரவத்தில் (AD/control) மட்டு புரதங்களின் வேறுபட்ட வெளிப்பாட்டை விவரிக்கப் பயன்படுகிறது. இந்த புள்ளிவிவரங்கள் ஐந்து பேனல்களில் மூன்று மூளை மற்றும் முதுகெலும்பு திரவத்தில் வெவ்வேறு வெளிப்பாடு போக்குகளைக் காட்டுகின்றன. சினாப்ஸ் பேனலின் இரண்டு தொகுதிகள் (M1 மற்றும் M12) AD மூளையில் மிகுதியான அளவில் குறைவதைக் காட்டுகின்றன, ஆனால் AD CSF இல் (படம் S5A) அதிகரித்த புரதத்துடன் கணிசமாக ஒன்றுடன் ஒன்று உள்ளது. வளர்சிதை மாற்றத்தை (M3 மற்றும் M38) கொண்ட நியூரான் தொடர்பான தொகுதிகள் ஒத்த மூளை மற்றும் செரிப்ரோஸ்பைனல் திரவ வெளிப்பாடு வடிவங்களை சீரற்றதாகக் காட்டியது (படம் S5E). வாஸ்குலர் பேனல் வெவ்வேறு வெளிப்பாடு போக்குகளைக் காட்டியது, இருப்பினும் அதன் தொகுதிகள் (M6 மற்றும் M15) AD மூளையில் மிதமாக அதிகரிக்கப்பட்டது மற்றும் நோயுற்ற CSF இல் குறைந்தது (படம் S5B). மீதமுள்ள இரண்டு பேனல்களில் பெரிய கிளைல் நெட்வொர்க்குகள் உள்ளன, அதன் புரதங்கள் இரண்டு பெட்டிகளிலும் தொடர்ந்து கட்டுப்படுத்தப்படுகின்றன (படம் S5, C மற்றும் D).
இந்தப் பேனல்களில் உள்ள அனைத்து மார்க்கர்களுக்கும் இந்தப் போக்குகள் பொதுவானவை அல்ல என்பதை நினைவில் கொள்ளவும். எடுத்துக்காட்டாக, சினாப்டிக் பேனலில் பல புரதங்கள் உள்ளன, அவை AD மூளை மற்றும் CSF இல் கணிசமாகக் குறைக்கப்படுகின்றன (படம் S5A). இந்த கீழ்-ஒழுங்குபடுத்தப்பட்ட செரிப்ரோஸ்பைனல் திரவ குறிப்பான்களில் M1 இன் NPTX2 மற்றும் VGF மற்றும் M12 இன் குரோமோகிரானின் B ஆகியவை அடங்கும். இருப்பினும், இந்த விதிவிலக்குகள் இருந்தபோதிலும், எங்களின் பெரும்பாலான சினாப்டிக் குறிப்பான்கள் AD முதுகெலும்பு திரவத்தில் உயர்த்தப்பட்டுள்ளன. ஒட்டுமொத்தமாக, இந்த பகுப்பாய்வுகள் எங்கள் ஐந்து பேனல்களில் ஒவ்வொன்றிலும் மூளை மற்றும் செரிப்ரோஸ்பைனல் திரவ அளவுகளில் புள்ளிவிவர ரீதியாக குறிப்பிடத்தக்க போக்குகளை வேறுபடுத்தி அறிய முடிந்தது. இந்த போக்குகள் AD இல் மூளைக்கும் CSF புரத வெளிப்பாட்டிற்கும் இடையிலான சிக்கலான மற்றும் பெரும்பாலும் வேறுபட்ட உறவை எடுத்துக்காட்டுகின்றன.
பின்னர், எங்கள் 271 பயோமார்க்ஸர்களை மிகவும் நம்பிக்கைக்குரிய மற்றும் மீண்டும் உருவாக்கக்கூடிய இலக்குகளுக்கு (படம் 5A) சுருக்க உயர்-செயல்திறன் MS பிரதி பகுப்பாய்வு (CSF பிரதி 1) பயன்படுத்தினோம். CSF நகல் 1, கட்டுப்பாடு, AsymAD மற்றும் AD கோஹார்ட் (அட்டவணை S1A) உட்பட Emory Goizueta ADRC இலிருந்து மொத்தம் 96 மாதிரிகளைக் கொண்டுள்ளது. இந்த AD வழக்குகள் லேசான அறிவாற்றல் வீழ்ச்சியால் வகைப்படுத்தப்படுகின்றன (சராசரி MoCA, 20.0 ± 3.8), மற்றும் செரிப்ரோஸ்பைனல் திரவத்தில் (அட்டவணை S1A) உறுதிப்படுத்தப்பட்ட AD பயோமார்க்ஸில் மாற்றங்கள். நாங்கள் கண்டறிந்த CSF பகுப்பாய்விற்கு மாறாக, இந்த பிரதியானது மிகவும் திறமையான மற்றும் உயர்-செயல்திறன் கொண்ட "சிங்கிள்-ஷாட்" MS முறையைப் பயன்படுத்தி செய்யப்படுகிறது (ஆஃப்-லைன் பின்னம் இல்லாமல்), தனித்தனி மாதிரிகளின் நோயெதிர்ப்புத் தேவையை நீக்கும் எளிமைப்படுத்தப்பட்ட மாதிரி தயாரிப்பு நெறிமுறை உட்பட. . அதற்கு பதிலாக, ஒரு ஒற்றை நோயெதிர்ப்பு-குறைக்கப்பட்ட "மேம்படுத்தும் சேனல்" குறைவான ஏராளமான புரதங்களின் சமிக்ஞையை பெருக்க பயன்படுத்தப்படுகிறது (37). இது மொத்த புரோட்டீம் கவரேஜைக் குறைத்தாலும், இந்த ஒற்றை-ஷாட் முறை இயந்திர நேரத்தை கணிசமாகக் குறைக்கிறது மற்றும் சாத்தியமான பகுப்பாய்வு செய்யக்கூடிய TMT-லேபிளிடப்பட்ட மாதிரிகளின் எண்ணிக்கையை அதிகரிக்கிறது (17, 38). மொத்தத்தில், பகுப்பாய்வு 6,487 பெப்டைட்களை அடையாளம் கண்டுள்ளது, இது 96 நிகழ்வுகளில் 1,183 புரோட்டீம்களாக மாற்றப்பட்டது. நாங்கள் கண்டறிந்த சிஎஸ்எஃப் பகுப்பாய்வைப் போலவே, குறைந்தபட்சம் 50% மாதிரிகளில் அளவிடப்பட்ட புரதங்கள் மட்டுமே அடுத்தடுத்த கணக்கீடுகளில் சேர்க்கப்பட்டுள்ளன, மேலும் வயது மற்றும் பாலினத்தின் விளைவுகளுக்கு தரவு பின்வாங்கப்பட்டது. இது 792 புரோட்டியோம்களின் இறுதி அளவீட்டுக்கு வழிவகுத்தது, அவற்றில் 95% கண்டறியப்பட்ட CSF தரவுத் தொகுப்பிலும் அடையாளம் காணப்பட்டது.
(A) மூளை தொடர்பான CSF புரத இலக்குகள் முதல் பிரதி செய்யப்பட்ட CSF கூட்டுறவில் சரிபார்க்கப்பட்டு இறுதிப் பலகத்தில் (n = 60) சேர்க்கப்பட்டுள்ளன. (B முதல் E வரை) பேனல் பயோமார்க்கர் நிலைகள் (கலவை z-ஸ்கோர்கள்) நான்கு CSF பிரதி கூட்டல்களில் அளவிடப்படுகிறது. ஒவ்வொரு பிரதி பகுப்பாய்விலும் ஏராளமான மாற்றங்களின் புள்ளிவிவர முக்கியத்துவத்தை மதிப்பிடுவதற்கு, டுகேயின் பிந்தைய திருத்தத்துடன் இணைக்கப்பட்ட டி-சோதனைகள் அல்லது ANOVA பயன்படுத்தப்பட்டன. CT, கட்டுப்பாடு.
விரிவான பகுப்பாய்வு மூலம் எங்களது 271 மூளை தொடர்பான CSF இலக்குகளை சரிபார்ப்பதில் நாங்கள் குறிப்பாக ஆர்வமாக உள்ளதால், இந்த குறிப்பான்களுக்கு இந்த பிரதி புரோட்டீமை மேலும் ஆய்வு செய்வதை மட்டுப்படுத்துவோம். இந்த 271 புரதங்களில், 100 CSF பிரதி 1 இல் கண்டறியப்பட்டது. படம் S6A, கட்டுப்பாடு மற்றும் AD பிரதி மாதிரிகளுக்கு இடையே இந்த 100 ஒன்றுடன் ஒன்று குறிப்பான்களின் வேறுபட்ட வெளிப்பாட்டைக் காட்டுகிறது. சினாப்டிக் மற்றும் மெட்டாபொலைட் ஹிஸ்டோன்கள் கி.பி.யில் அதிகமாக அதிகரிக்கின்றன, அதே சமயம் வாஸ்குலர் புரோட்டீன்கள் நோயில் மிகவும் குறைகிறது. 100 ஒன்றுடன் ஒன்று குறிப்பான்களில் பெரும்பாலானவை (n = 70) இரண்டு தரவுத் தொகுப்புகளில் (படம் S6B) மாற்றத்தின் ஒரே திசையைப் பராமரித்தன. இந்த 70 சரிபார்க்கப்பட்ட மூளை தொடர்பான CSF குறிப்பான்கள் (அட்டவணை S2H) பெரும்பாலும் முன்னர் கவனிக்கப்பட்ட பேனல் வெளிப்பாடு போக்குகளை பிரதிபலிக்கிறது, அதாவது, வாஸ்குலர் புரதங்களின் கீழ்-கட்டுப்பாடு மற்றும் மற்ற அனைத்து பேனல்களின் மேல்-ஒழுங்குமுறை. இந்த 70 சரிபார்க்கப்பட்ட புரதங்களில் 10 மட்டுமே இந்த பேனல் போக்குகளுக்கு முரணான AD மிகுதியில் மாற்றங்களைக் காட்டியது. மூளை மற்றும் செரிப்ரோஸ்பைனல் திரவத்தின் ஒட்டுமொத்த போக்கை சிறப்பாக பிரதிபலிக்கும் பேனலை உருவாக்க, நாங்கள் இறுதியாக சரிபார்த்த ஆர்வமுள்ள குழுவிலிருந்து இந்த 10 புரதங்களை விலக்கினோம் (படம் 5A). எனவே, எங்கள் குழு இறுதியில் வெவ்வேறு மாதிரி தயாரிப்பு மற்றும் MS இயங்குதளப் பகுப்பாய்வைப் பயன்படுத்தி இரண்டு சுயாதீன CSF AD கோஹார்ட்களில் சரிபார்க்கப்பட்ட மொத்தம் 60 புரதங்களை உள்ளடக்கியது. CSF நகல் 1 கட்டுப்பாடு மற்றும் AD நிகழ்வுகளில் உள்ள இந்த இறுதி பேனல்களின் z-ஸ்கோர் வெளிப்பாடு அடுக்குகள், நாங்கள் கண்டறிந்த CSF கூட்டுறவில் காணப்பட்ட பேனல் போக்கை உறுதிப்படுத்தியது (படம் 5B).
இந்த 60 புரதங்களில், ஆஸ்டியோபோன்டின் (SPP1) போன்ற AD உடன் தொடர்புடைய மூலக்கூறுகள் உள்ளன, இது அழற்சிக்கு எதிரான சைட்டோகைன் ஆகும், இது பல ஆய்வுகளில் AD உடன் தொடர்புடையது (39-41), மற்றும் GAP43, ஒரு சினாப்டிக் புரதம். இது நரம்பியக்கடத்தல் (42) உடன் தெளிவாக இணைக்கப்பட்டுள்ளது. அமியோட்ரோபிக் லேட்டரல் ஸ்க்லரோசிஸ் (ALS) தொடர்புடைய சூப்பர் ஆக்சைடு டிஸ்முடேஸ் 1 (SOD1) மற்றும் பார்கின்சன் நோய் தொடர்பான டெசாக்கரேஸ் (PARK7) போன்ற பிற நரம்பியக்கடத்தல் நோய்களுடன் தொடர்புடைய குறிப்பான்கள் மிகவும் முழுமையாக சரிபார்க்கப்பட்ட புரதங்கள் ஆகும். SMOC1 மற்றும் மூளை நிறைந்த சவ்வு இணைப்பு சிக்னலிங் புரோட்டீன் 1 (BASP1) போன்ற பல குறிப்பான்கள் நியூரோடிஜெனரேஷனுக்கான முந்தைய இணைப்புகளை மட்டுப்படுத்தியுள்ளன என்பதையும் நாங்கள் சரிபார்த்துள்ளோம். CSF புரோட்டியோமில் அவற்றின் ஒட்டுமொத்த மிகுதி குறைவாக இருப்பதால், MAPT மற்றும் சில பிற AD- தொடர்பான புரதங்களை (உதாரணமாக, NEFL மற்றும் NRGN) நம்பகத்தன்மையுடன் கண்டறிய இந்த உயர்-செயல்திறன் ஒற்றை-ஷாட் கண்டறிதல் முறையைப் பயன்படுத்துவது கடினம் என்பது குறிப்பிடத்தக்கது. ) (43, 44).
இந்த 60 முன்னுரிமை பேனல் குறிப்பான்களை மூன்று கூடுதல் பிரதி பகுப்பாய்வுகளில் சரிபார்த்தோம். CSF நகல் 2 இல், Emory Goizueta ADRC (17) இலிருந்து 297 கட்டுப்பாடு மற்றும் AD மாதிரிகளின் ஒரு சுயாதீனமான குழுவை பகுப்பாய்வு செய்ய ஒரு TMT-MS ஐப் பயன்படுத்தினோம். CSF பிரதி 3 ஆனது 120 கட்டுப்பாடு மற்றும் சுவிட்சர்லாந்தில் உள்ள லாசேன் (45) இல் இருந்து AD நோயாளிகளிடமிருந்து கிடைக்கக்கூடிய TMT-MS தரவை மறுபகுப்பாய்வு செய்வதை உள்ளடக்கியது. ஒவ்வொரு தரவுத்தொகுப்பிலும் உள்ள 60 முன்னுரிமை குறிப்பான்களில் மூன்றில் இரண்டு பங்குக்கு மேல் கண்டறிந்துள்ளோம். சுவிஸ் ஆய்வு வெவ்வேறு MS இயங்குதளங்கள் மற்றும் TMT அளவீட்டு முறைகளைப் பயன்படுத்தினாலும் (45, 46), நாங்கள் எங்கள் பேனல் போக்குகளை மீண்டும் மீண்டும் இரண்டு பகுப்பாய்வுகளில் (படம் 5, C மற்றும் D, மற்றும் அட்டவணைகள் S2, I மற்றும் J) மீண்டும் உருவாக்கினோம். எங்கள் குழுவின் நோய்த் தனித்துவத்தை மதிப்பிடுவதற்கு, நான்காவது பிரதி தரவுத் தொகுப்பை (CSF பிரதி 4) பகுப்பாய்வு செய்ய TMT-MS ஐப் பயன்படுத்தினோம், இதில் கட்டுப்பாடு (n = 18) மற்றும் AD (n = 17) வழக்குகள் மட்டுமல்ல, PD ( n = 14)), ALS (n = 18) மற்றும் ஃப்ரண்டோடெம்போரல் டிமென்ஷியா (FTD) மாதிரிகள் (n = 11) (அட்டவணை S1A). இந்தக் குழுவில் (60 இல் 38) பேனல் புரதங்களில் கிட்டத்தட்ட மூன்றில் இரண்டு பங்கை நாங்கள் வெற்றிகரமாக அளந்தோம். இந்த முடிவுகள் அனைத்து ஐந்து பயோமார்க்கர் பேனல்களிலும் AD-குறிப்பிட்ட மாற்றங்களை முன்னிலைப்படுத்துகின்றன (படம் 5E மற்றும் அட்டவணை S2K). வளர்சிதை மாற்றக் குழுவின் அதிகரிப்பு வலுவான AD விவரக்குறிப்பைக் காட்டியது, அதைத் தொடர்ந்து மயிலினேஷன் மற்றும் கிளைல் குழு. குறைந்த அளவிற்கு, FTD இந்த பேனல்களுக்கு இடையே அதிகரிப்பையும் காட்டுகிறது, இது ஒத்த சாத்தியமான நெட்வொர்க் மாற்றங்களை பிரதிபலிக்கும் (17). இதற்கு நேர்மாறாக, ALS மற்றும் PD ஆகியவை கட்டுப்பாட்டுக் குழுவைப் போலவே கிட்டத்தட்ட அதே மயிலினேஷன், க்ளியல் மற்றும் வளர்சிதை மாற்ற சுயவிவரங்களைக் காட்டின. ஒட்டுமொத்தமாக, மாதிரி தயாரிப்பு, MS இயங்குதளம் மற்றும் TMT அளவீட்டு முறைகளில் வேறுபாடுகள் இருந்தபோதிலும், எங்கள் முன்னுரிமை பேனல் குறிப்பான்கள் 500 க்கும் மேற்பட்ட தனித்துவமான CSF மாதிரிகளில் மிகவும் நிலையான AD-குறிப்பிட்ட மாற்றங்களைக் கொண்டிருப்பதை இந்த தொடர்ச்சியான பகுப்பாய்வுகள் காட்டுகின்றன.
அறிவாற்றல் அறிகுறிகள் தோன்றுவதற்கு பல ஆண்டுகளுக்கு முன்பே AD நியூரோடிஜெனரேஷன் பரவலாக அங்கீகரிக்கப்பட்டுள்ளது, எனவே AsymAD (5, 31) இன் உயிர் குறிப்பான்களுக்கான அவசரத் தேவை உள்ளது. இருப்பினும், AsymAD இன் உயிரியல் ஒரே மாதிரியாக இருந்து வெகு தொலைவில் உள்ளது என்பதை மேலும் மேலும் சான்றுகள் காட்டுகின்றன, மேலும் ஆபத்து மற்றும் பின்னடைவின் சிக்கலான தொடர்பு அடுத்தடுத்த நோய் முன்னேற்றத்தில் பெரிய தனிப்பட்ட வேறுபாடுகளுக்கு வழிவகுக்கிறது (47). AsymAD வழக்குகளை அடையாளம் காணப் பயன்படுத்தப்பட்டாலும், முக்கிய CSF பயோமார்க்ஸர்களின் அளவுகள் (Aβ1-42, மொத்த tau மற்றும் p-tau) யார் டிமென்ஷியாவுக்கு (4, 7) முன்னேறுவார்கள் என்பதை நம்பத்தகுந்த முறையில் கணிக்க முடியவில்லை, மேலும் இது இருக்கலாம் என்பதைக் குறிக்கிறது. இந்த மக்கள்தொகையின் ஆபத்தை துல்லியமாக வரிசைப்படுத்த மூளை உடலியலின் பல அம்சங்களை அடிப்படையாகக் கொண்ட முழுமையான பயோமார்க் கருவிகளைச் சேர்ப்பது அவசியம். எனவே, CSF நகல் 1 இன் AsymAD மக்கள்தொகையில் எங்களின் AD-சரிபார்க்கப்பட்ட பயோமார்க்கர் பேனலை நாங்கள் பகுப்பாய்வு செய்தோம். இந்த 31 AsymAD வழக்குகள் அசாதாரண மைய பயோமார்க்கர் நிலைகள் (Aβ1–42/மொத்தம் tau ELISA விகிதம், <5.5) மற்றும் முழுமையான அறிவாற்றல் (சராசரி MoCA, 2711111. ± 2.2) (அட்டவணை S1A). கூடுதலாக, AsymAD உடைய அனைத்து நபர்களும் 0 என்ற மருத்துவ டிமென்ஷியா மதிப்பெண்ணைக் கொண்டுள்ளனர், இது தினசரி அறிவாற்றல் அல்லது செயல்பாட்டு செயல்திறன் குறைவதற்கான எந்த ஆதாரமும் இல்லை என்பதைக் குறிக்கிறது.
AsymAD கோஹார்ட் உட்பட அனைத்து 96 CSF பிரதிகள் 1 இல் சரிபார்க்கப்பட்ட பேனல்களின் நிலைகளை நாங்கள் முதலில் பகுப்பாய்வு செய்தோம். AsymAD குழுவில் உள்ள பல பேனல்கள் குறிப்பிடத்தக்க AD போன்ற ஏராளமான மாற்றங்களைக் கொண்டிருப்பதை நாங்கள் கண்டறிந்தோம், வாஸ்குலர் பேனல் AsymAD இல் கீழ்நோக்கிய போக்கைக் காட்டியது, மற்ற அனைத்து பேனல்களும் மேல்நோக்கிய போக்கைக் காட்டியது (படம் 6A). எனவே, அனைத்து பேனல்களும் ELISA Aβ1-42 மற்றும் மொத்த டவு நிலைகளுடன் (படம் 6B) மிகவும் குறிப்பிடத்தக்க தொடர்பைக் காட்டின. மாறாக, குழுவிற்கும் MoCA மதிப்பெண்ணுக்கும் இடையிலான தொடர்பு ஒப்பீட்டளவில் மோசமாக உள்ளது. இந்த பகுப்பாய்வுகளில் இருந்து மிகவும் குறிப்பிடத்தக்க கண்டுபிடிப்புகளில் ஒன்று AsymAD கூட்டுறவில் உள்ள பெரிய அளவிலான பேனல் மிகுதிகள் ஆகும். படம் 6A இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, AsymAD குழுவின் பேனல் நிலை பொதுவாக கட்டுப்பாட்டுக் குழு மற்றும் AD குழுவின் பேனல் அளவைக் கடந்து, ஒப்பீட்டளவில் அதிக மாறுபாட்டைக் காட்டுகிறது. AsymAD இன் இந்த பன்முகத்தன்மையை மேலும் ஆராய, 96 CSF பிரதி 1 நிகழ்வுகளுக்கு பல பரிமாண அளவிடுதல் (MDS) பகுப்பாய்வைப் பயன்படுத்தினோம். MDS பகுப்பாய்வு தரவுத் தொகுப்பில் உள்ள சில மாறிகளின் அடிப்படையில் வழக்குகளுக்கு இடையிலான ஒற்றுமையைக் காட்சிப்படுத்த அனுமதிக்கிறது. இந்த கிளஸ்டர் பகுப்பாய்விற்கு, CSF கண்டுபிடிப்பு மற்றும் பிரதி 1 புரோட்டியோம் (n = 29) (அட்டவணை S2L) அளவில் புள்ளிவிவர ரீதியாக குறிப்பிடத்தக்க மாற்றத்தைக் கொண்ட (P <0.05, AD/control) சரிபார்க்கப்பட்ட பேனல் குறிப்பான்களை மட்டுமே நாங்கள் பயன்படுத்துகிறோம். இந்த பகுப்பாய்வு எங்கள் கட்டுப்பாடு மற்றும் AD நிகழ்வுகளுக்கு இடையில் தெளிவான இடஞ்சார்ந்த கிளஸ்டரிங்கை உருவாக்கியது (படம் 6 சி). மாறாக, சில AsymAD வழக்குகள் கட்டுப்பாட்டுக் குழுவில் தெளிவாகத் தொகுக்கப்பட்டுள்ளன, மற்றவை AD நிகழ்வுகளில் அமைந்துள்ளன. இந்த AsymAD பன்முகத்தன்மையை மேலும் ஆராய, இந்த AsymAD நிகழ்வுகளின் இரண்டு குழுக்களை வரையறுக்க எங்கள் MDS வரைபடத்தைப் பயன்படுத்தினோம். முதல் குழுவில் AsymAD கேஸ்கள் கட்டுப்பாட்டுக்கு நெருக்கமாக உள்ளன (n = 19), இரண்டாவது குழுவானது AD க்கு நெருக்கமான மார்க்கர் சுயவிவரத்துடன் AsymAD வழக்குகளால் வகைப்படுத்தப்பட்டது (n = 12).
(A) AsymAD உட்பட CSF ரெப்ளிகேஷன் 1 கோஹார்ட்டில் உள்ள அனைத்து 96 மாதிரிகளிலும் CSF பயோமார்க்கர் குழுவின் வெளிப்பாடு நிலை (z-ஸ்கோர்). பேனல் மிகுதியான மாற்றங்களின் புள்ளிவிவர முக்கியத்துவத்தை மதிப்பிடுவதற்கு டுகேயின் பிந்தைய திருத்தத்துடன் மாறுபாட்டின் பகுப்பாய்வு பயன்படுத்தப்பட்டது. (B) MoCA ஸ்கோர் மற்றும் ELISA Aβ1-42 மற்றும் CSF நகல் 1 மாதிரிகளில் உள்ள மொத்த டவு நிலையுடன் பேனல் புரோட்டீன் மிகுதி நிலை (z-ஸ்கோர்) ஆகியவற்றின் தொடர்பு பகுப்பாய்வு. தொடர்புடைய P மதிப்புடன் பியர்சன் தொடர்பு குணகம் காட்டப்படும். (C) 96 CSF நகல் 1 நிகழ்வுகளின் MDS ஆனது 29 சரிபார்க்கப்பட்ட பேனல் குறிப்பான்களின் மிகுதியான நிலைகளை அடிப்படையாகக் கொண்டது, இவை கண்டுபிடிப்பு மற்றும் CSF நகல் 1 தரவுத் தொகுப்புகள் [P <0.05 AD/control (CT)] இரண்டிலும் கணிசமாக மாற்றப்பட்டன. இந்த பகுப்பாய்வு AsymAD குழுவை கட்டுப்பாடு (n = 19) மற்றும் AD (n = 12) துணைக்குழுக்களாகப் பிரிக்கப் பயன்படுத்தப்பட்டது. (D) இரண்டு AsymAD துணைக்குழுக்களுக்கு இடையே உள்ள -log10 புள்ளியியல் P மதிப்புடன் தொடர்புடைய log2 மடங்கு மாற்றம் (x-axis) உடன் அனைத்து CSF பிரதி 1 புரதங்களின் மாறுபட்ட வெளிப்பாட்டை எரிமலை சதி காட்டுகிறது. பேனல் பயோமார்க்ஸ் நிறத்தில் உள்ளன. (இ) CSF ரெப்ளிகேஷன் 1 தேர்வுக் குழு பயோமார்க்ஸின் மிகுதியான நிலை AsymAD துணைக்குழுக்களுக்கு இடையே வித்தியாசமாக வெளிப்படுத்தப்படுகிறது. புள்ளியியல் முக்கியத்துவத்தை மதிப்பிடுவதற்கு டுகேயின் மாறுபாட்டின் பின்-சரிசெய்யப்பட்ட பகுப்பாய்வு பயன்படுத்தப்பட்டது.
இந்த கட்டுப்பாடு மற்றும் AD- போன்ற AsymAD நிகழ்வுகளுக்கு இடையே உள்ள வேறுபட்ட புரத வெளிப்பாட்டை நாங்கள் ஆய்வு செய்தோம் (படம் 6D மற்றும் அட்டவணை S2L). இதன் விளைவாக வரும் எரிமலை வரைபடம், இரு குழுக்களுக்கிடையில் 14 பேனல் குறிப்பான்கள் கணிசமாக மாறியிருப்பதைக் காட்டுகிறது. இந்த குறிப்பான்களில் பெரும்பாலானவை சினாப்ஸ் மற்றும் வளர்சிதை மாற்றத்தின் உறுப்பினர்கள். இருப்பினும், SOD1 மற்றும் myristoylated alanine-rich protein kinase C substrate (MARCKS), இவை முறையே மெய்லின் மற்றும் க்ளியல் நோயெதிர்ப்பு குழுக்களில் உறுப்பினர்களாக உள்ளன, இவையும் இந்தக் குழுவைச் சேர்ந்தவை (படம் 6, D மற்றும் E) . AE பிணைப்பு புரதம் 1 (AEBP1) மற்றும் நிரப்பு குடும்ப உறுப்பினர் C9 உள்ளிட்ட AD போன்ற AsymAD குழுவில் கணிசமாகக் குறைக்கப்பட்ட இரண்டு குறிப்பான்களையும் வாஸ்குலர் பேனல் பங்களித்தது. ELISA AB1-42 (P = 0.38) மற்றும் p-tau (P = 0.28) இல் உள்ள கட்டுப்பாடு மற்றும் AD-போன்ற AsymAD துணைக்குழுக்களுக்கு இடையே குறிப்பிடத்தக்க வேறுபாடு எதுவும் இல்லை, ஆனால் மொத்த tau மட்டத்தில் (P = 0.0031) உண்மையில் குறிப்பிடத்தக்க வேறுபாடு இருந்தது. ) (படம் S7). இரண்டு AsymAD துணைக்குழுக்களுக்கு இடையேயான மாற்றங்கள் மொத்த tau நிலைகளை விட (உதாரணமாக, YWHAZ, SOD1 மற்றும் MDH1) (படம் 6E) குறிப்பிடத்தக்கவை என்பதைக் குறிக்கும் பல பேனல் குறிப்பான்கள் உள்ளன. ஒட்டுமொத்தமாக, இந்த முடிவுகள் எங்களின் சரிபார்க்கப்பட்ட பேனலில் அறிகுறியற்ற நோயால் பாதிக்கப்பட்ட நோயாளிகளின் துணை வகை மற்றும் சாத்தியமான இடர் நிலைப்படுத்தக்கூடிய பயோமார்க்ஸர்கள் இருக்கலாம் என்பதைக் குறிக்கிறது.
AD க்குப் பின்னால் உள்ள பல்வேறு நோய்க்குறியியல் இயற்பியலை சிறப்பாக அளவிடுவதற்கும் குறிவைப்பதற்கும் கணினி அடிப்படையிலான பயோமார்க்கர் கருவிகளின் அவசரத் தேவை உள்ளது. இந்தக் கருவிகள் எங்கள் AD கண்டறியும் கட்டமைப்பை மாற்றுவது மட்டுமல்லாமல், பயனுள்ள, நோயாளி-குறிப்பிட்ட சிகிச்சை உத்திகளை (1, 2) பின்பற்றுவதை ஊக்குவிக்கும் என்று எதிர்பார்க்கப்படுகிறது. இந்த நோக்கத்திற்காக, பரந்த அளவிலான மூளை அடிப்படையிலான நோயியல் இயற்பியலைப் பிரதிபலிக்கும் வலை அடிப்படையிலான CSF பயோமார்க்ஸர்களை அடையாளம் காண AD மூளை மற்றும் CSF க்கு பக்கச்சார்பற்ற விரிவான புரோட்டியோமிக்ஸ் அணுகுமுறையைப் பயன்படுத்தினோம். எங்கள் பகுப்பாய்வு ஐந்து CSF பயோமார்க்கர் பேனல்களை உருவாக்கியது, அவை (i) ஒத்திசைவுகள், இரத்த நாளங்கள், மெய்லின், நோயெதிர்ப்பு மற்றும் வளர்சிதை மாற்ற செயலிழப்பு ஆகியவற்றை பிரதிபலிக்கின்றன; (ii) வெவ்வேறு MS இயங்குதளங்களில் வலுவான மறுஉற்பத்தித்திறனை நிரூபித்தல்; (iii) AD இன் ஆரம்ப மற்றும் பிற்பகுதியில் முற்போக்கான நோய்-குறிப்பிட்ட மாற்றங்களைக் காட்டு. ஒட்டுமொத்தமாக, இந்த கண்டுபிடிப்புகள் AD ஆராய்ச்சி மற்றும் மருத்துவ பயன்பாடுகளுக்கான மாறுபட்ட, நம்பகமான, இணையம் சார்ந்த பயோமார்க்கர் கருவிகளை உருவாக்குவதற்கான ஒரு நம்பிக்கைக்குரிய படியை பிரதிபலிக்கிறது.
AD மூளை நெட்வொர்க் புரோட்டியோமின் மிகவும் பாதுகாக்கப்பட்ட அமைப்பை எங்கள் முடிவுகள் நிரூபிக்கின்றன மற்றும் கணினி அடிப்படையிலான பயோமார்க்கர் மேம்பாட்டிற்கான நங்கூரமாக அதன் பயன்பாட்டை ஆதரிக்கின்றன. AD மற்றும் AsymAD மூளைகளைக் கொண்ட இரண்டு சுயாதீன TMT-MS தரவுத்தொகுப்புகள் வலுவான மட்டுத்தன்மையைக் கொண்டிருப்பதாக எங்கள் பகுப்பாய்வு காட்டுகிறது. இந்த கண்டுபிடிப்புகள் எங்களின் முந்தைய வேலையை விரிவுபடுத்துகின்றன, முன்பக்க, பாரிட்டல் மற்றும் டெம்போரல் கார்டெக்ஸில் (17) பல சுயாதீன கூட்டாளர்களிடமிருந்து 2,000 க்கும் மேற்பட்ட மூளை திசுக்களின் சக்திவாய்ந்த தொகுதிகள் பாதுகாக்கப்படுவதை நிரூபிக்கிறது. இந்த ஒருமித்த நெட்வொர்க் தற்போதைய ஆராய்ச்சியில் காணப்பட்ட பல்வேறு நோய் தொடர்பான மாற்றங்களை பிரதிபலிக்கிறது, இதில் கிளைல் நிறைந்த அழற்சி தொகுதிகளின் அதிகரிப்பு மற்றும் நியூரான் நிறைந்த தொகுதிகளின் குறைவு ஆகியவை அடங்கும். தற்போதைய ஆராய்ச்சியைப் போலவே, இந்த பெரிய அளவிலான நெட்வொர்க் AsymAD இல் குறிப்பிடத்தக்க மட்டு மாற்றங்களைக் கொண்டுள்ளது, இது பல்வேறு முன்கூட்டிய நோய்க்குறியியல் இயற்பியலைக் காட்டுகிறது (17).
இருப்பினும், இந்த மிகவும் பழமைவாத அமைப்பு அடிப்படையிலான கட்டமைப்பிற்குள், அதிக நுண்ணிய உயிரியல் பன்முகத்தன்மை உள்ளது, குறிப்பாக AD இன் ஆரம்ப கட்டங்களில் தனிநபர்களிடையே. எங்கள் பயோமார்க்கர் பேனல் AsymAD இல் இரண்டு துணைக்குழுக்களை சித்தரிக்க முடியும், இது பல CSF குறிப்பான்களின் குறிப்பிடத்தக்க வேறுபாடு வெளிப்பாட்டை நிரூபிக்கிறது. இந்த இரண்டு துணைக்குழுக்களுக்கும் இடையிலான உயிரியல் வேறுபாடுகளை எங்கள் குழுவால் முன்னிலைப்படுத்த முடிந்தது, அவை முக்கிய AD பயோமார்க்ஸர்களின் மட்டத்தில் தெளிவாக இல்லை. கட்டுப்பாட்டு குழுவோடு ஒப்பிடும்போது, ​​இந்த AsymAD நபர்களின் Aβ1-42/மொத்த டவு விகிதங்கள் அசாதாரணமாக குறைவாக இருந்தன. எவ்வாறாயினும், இரண்டு AsymAD துணைக்குழுக்களுக்கு இடையே மொத்த tau நிலைகள் மட்டுமே கணிசமாக வேறுபடுகின்றன, அதே நேரத்தில் Aβ1-42 மற்றும் p-tau நிலைகள் ஒப்பீட்டளவில் ஒப்பிடத்தக்கதாகவே இருந்தன. உயர் CSF டவு Aβ1-42 நிலைகளை விட (7) அறிவாற்றல் அறிகுறிகளை சிறப்பாக முன்னறிவிப்பதாகத் தோன்றுவதால், இரண்டு AsymAD கூட்டாளிகளும் நோய் முன்னேற்றத்தின் வெவ்வேறு அபாயங்களைக் கொண்டிருக்கலாம் என்று நாங்கள் சந்தேகிக்கிறோம். எங்கள் AsymAD இன் வரையறுக்கப்பட்ட மாதிரி அளவு மற்றும் நீளமான தரவு இல்லாததால், இந்த முடிவுகளை நம்பிக்கையுடன் எடுக்க கூடுதல் ஆராய்ச்சி தேவை. எவ்வாறாயினும், நோயின் அறிகுறியற்ற கட்டத்தில் தனிநபர்களை திறம்பட அடுக்கி வைப்பதற்கான நமது திறனை கணினி அடிப்படையிலான CSF குழு மேம்படுத்த முடியும் என்பதை இந்த முடிவுகள் குறிப்பிடுகின்றன.
ஒட்டுமொத்தமாக, எங்கள் கண்டுபிடிப்புகள் AD இன் நோய்க்கிருமி உருவாக்கத்தில் பல உயிரியல் செயல்பாடுகளின் பங்கை ஆதரிக்கின்றன. இருப்பினும், ஒழுங்குபடுத்தப்படாத ஆற்றல் வளர்சிதை மாற்றம் எங்கள் ஐந்து சரிபார்க்கப்பட்ட லேபிளிங் பேனல்களின் முக்கிய கருப்பொருளாக மாறியது. ஹைபோக்சாந்தைன்-குவானைன் பாஸ்போரிபோசைல்ட்ரான்ஸ்ஃபெரேஸ் 1 (HPRT1) மற்றும் லாக்டேட் டீஹைட்ரோஜினேஸ் A (LDHA) போன்ற வளர்சிதை மாற்ற புரதங்கள் மிகவும் வலுவாக சரிபார்க்கப்பட்ட சினாப்டிக் பயோமார்க்ஸர்களாகும், AD CSF இன் அதிகரிப்பு மிகவும் இனப்பெருக்கம் செய்யக்கூடிய பாலினத்தைக் குறிக்கிறது. நமது இரத்த நாளங்கள் மற்றும் கிளைல் பேனல்கள் ஆக்ஸிஜனேற்ற பொருட்களின் வளர்சிதை மாற்றத்தில் ஈடுபட்டுள்ள பல குறிப்பான்களைக் கொண்டிருக்கின்றன. இந்த கண்டுபிடிப்புகள் முழு மூளையிலும் வளர்சிதை மாற்ற செயல்முறைகள் வகிக்கும் முக்கிய பாத்திரத்துடன் ஒத்துப்போகின்றன, நியூரான்களின் அதிக ஆற்றல் தேவையை பூர்த்தி செய்வது மட்டுமல்லாமல், ஆஸ்ட்ரோசைட்டுகள் மற்றும் பிற கிளைல் செல்கள் (17, 48) ஆகியவற்றின் அதிக ஆற்றல் தேவையையும் பூர்த்தி செய்கிறது. மைட்டோகாண்ட்ரியல் கோளாறுகள், க்ளியல்-மத்தியஸ்த அழற்சி மற்றும் வாஸ்குலர் சேதம் (49) உள்ளிட்ட AD இன் நோய்க்கிருமி உருவாக்கத்தில் ஈடுபட்டுள்ள பல முக்கிய செயல்முறைகளுக்கு இடையே ரெடாக்ஸ் ஆற்றலில் ஏற்படும் மாற்றங்கள் மற்றும் ஆற்றல் பாதைகளின் குறுக்கீடு ஆகியவை முக்கிய இணைப்பாக இருக்கலாம் என்பதற்கான வளர்ந்து வரும் ஆதாரங்களை எங்கள் முடிவுகள் ஆதரிக்கின்றன. கூடுதலாக, வளர்சிதை மாற்ற செரிப்ரோஸ்பைனல் திரவ பயோமார்க்ஸில் நமது கட்டுப்பாடு மற்றும் AD-போன்ற AsymAD துணைக்குழுக்களுக்கு இடையில் அதிக எண்ணிக்கையிலான வித்தியாசமான பணக்கார புரதங்கள் உள்ளன, இந்த ஆற்றல் மற்றும் ரெடாக்ஸ் பாதைகளின் இடையூறு நோயின் முன்கூட்டிய கட்டத்தில் முக்கியமானதாக இருக்கலாம் என்று பரிந்துரைக்கிறது.
நாம் கவனித்த வெவ்வேறு மூளை மற்றும் செரிப்ரோஸ்பைனல் திரவ குழு போக்குகளும் சுவாரஸ்யமான உயிரியல் தாக்கங்களைக் கொண்டுள்ளன. நியூரான்கள் நிறைந்த ஒத்திசைவுகள் மற்றும் வளர்சிதை மாற்றங்கள் AD மூளையில் அளவுகள் குறைந்து, செரிப்ரோஸ்பைனல் திரவத்தில் மிகுதியாக இருப்பதைக் காட்டுகின்றன. நியூரான்கள் அவற்றின் பல சிறப்பு சமிக்ஞைகளுக்கு (50) ஆற்றலை வழங்க சினாப்சஸில் ஆற்றல்-உற்பத்தி செய்யும் மைட்டோகாண்ட்ரியாவில் நிறைந்திருப்பதால், இந்த இரண்டு நியூரான் குழுக்களின் வெளிப்பாடு சுயவிவரங்களின் ஒற்றுமை எதிர்பார்க்கப்படுகிறது. நியூரான்களின் இழப்பு மற்றும் சேதமடைந்த செல்களை வெளியேற்றுவது இந்த மூளை மற்றும் சிஎஸ்எஃப் பேனல் போக்குகளை பிற்கால நோய்களில் விளக்கலாம், ஆனால் நாம் கவனிக்கும் ஆரம்ப பேனல் மாற்றங்களை அவை விளக்க முடியாது (13). ஆரம்ப அறிகுறியற்ற நோயில் இந்த கண்டுபிடிப்புகளுக்கு ஒரு சாத்தியமான விளக்கம் அசாதாரண சினாப்டிக் கத்தரித்தல் ஆகும். மவுஸ் மாதிரிகளில் உள்ள புதிய சான்றுகள் மைக்ரோக்லியா-மத்தியஸ்த சினாப்டிக் பாகோசைடோசிஸ் AD இல் அசாதாரணமாக செயல்படுத்தப்படலாம் மற்றும் மூளையில் ஆரம்பகால ஒத்திசைவு இழப்புக்கு வழிவகுக்கும் (51). இந்த நிராகரிக்கப்பட்ட சினாப்டிக் பொருள் CSF இல் குவிந்துவிடக்கூடும், அதனால்தான் நியூரான் பேனலில் CSF அதிகரிப்பதை நாங்கள் கவனிக்கிறோம். நோயெதிர்ப்பு-மத்தியஸ்த சினாப்டிக் கத்தரித்தல், நோய் செயல்முறை முழுவதும் மூளை மற்றும் செரிப்ரோஸ்பைனல் திரவத்தில் நாம் கவனிக்கும் கிளைல் புரதங்களின் அதிகரிப்பை ஓரளவு விளக்கலாம். சினாப்டிக் கத்தரிப்பிற்கு கூடுதலாக, எக்சோசைடிக் பாதையில் உள்ள ஒட்டுமொத்த அசாதாரணங்களும் வெவ்வேறு மூளை மற்றும் நரம்பியல் குறிப்பான்களின் CSF வெளிப்பாடுகளுக்கு வழிவகுக்கும். AD மூளையின் நோய்க்கிருமி உருவாக்கத்தில் எக்ஸோசோம்களின் உள்ளடக்கம் மாறிவிட்டது என்று பல ஆய்வுகள் காட்டுகின்றன (52). எக்ஸ்ட்ராசெல்லுலர் பாதை Aβ (53, 54) இன் பெருக்கத்திலும் ஈடுபட்டுள்ளது. எக்ஸோசோமால் சுரப்பை அடக்குவது AD டிரான்ஸ்ஜெனிக் மவுஸ் மாதிரிகளில் AD-போன்ற நோயியலைக் குறைக்கலாம் என்பது குறிப்பிடத்தக்கது (55).
அதே நேரத்தில், வாஸ்குலர் பேனலில் உள்ள புரதம் AD மூளையில் மிதமான அதிகரிப்பைக் காட்டியது, ஆனால் CSF இல் கணிசமாகக் குறைந்தது. இரத்த-மூளை தடை (BBB) ​​செயலிழப்பு இந்த கண்டுபிடிப்புகளை ஓரளவு விளக்கலாம். பல சுயாதீன பிரேத பரிசோதனை மனித ஆய்வுகள் AD இல் BBB முறிவை நிரூபித்துள்ளன (56, 57). இந்த ஆய்வுகள், மூளையின் தந்துகி கசிவு மற்றும் இரத்தத்தில் பரவும் புரதங்களின் பெரிவாஸ்குலர் குவிப்பு உட்பட, இறுக்கமாக அடைக்கப்பட்ட எண்டோடெலியல் செல்களை சுற்றியுள்ள பல்வேறு அசாதாரண செயல்பாடுகளை உறுதிப்படுத்தியது (57). இது மூளையில் உள்ள வாஸ்குலர் புரோட்டீன்களுக்கு ஒரு எளிய விளக்கத்தை அளிக்க முடியும், ஆனால் செரிப்ரோஸ்பைனல் திரவத்தில் இதே புரதங்கள் குறைவதை முழுமையாக விளக்க முடியாது. ஒரு வாய்ப்பு என்னவென்றால், அதிகரித்த வீக்கம் மற்றும் ஆக்ஸிஜனேற்ற அழுத்தத்தின் சிக்கலைத் தீர்க்க மத்திய நரம்பு மண்டலம் இந்த மூலக்கூறுகளை தீவிரமாக தனிமைப்படுத்துகிறது. இந்தக் குழுவில் உள்ள மிகக் கடுமையான CSF புரதங்கள் சிலவற்றின் குறைப்பு, குறிப்பாக லிப்போபுரோட்டீன் ஒழுங்குமுறையில் ஈடுபட்டுள்ளவை, தீங்கு விளைவிக்கும் வீக்கத்தின் தடுப்பு மற்றும் எதிர்வினை ஆக்ஸிஜன் இனங்களின் நரம்பியல் செயல்முறை ஆகியவற்றுடன் தொடர்புடையது. இது பராக்ஸோனேஸ் 1 (PON1), இரத்த ஓட்டத்தில் ஆக்ஸிஜனேற்ற அழுத்த அளவைக் குறைப்பதற்குப் பொறுப்பான லிப்போபுரோட்டீன் பிணைப்பு நொதிக்கு பொருந்தும் (58, 59). ஆல்ஃபா-1-மைக்ரோகுளோபுலின்/பிகுனின் முன்னோடி (AMBP) என்பது வாஸ்குலர் குழுவின் மற்றொரு குறிப்பிடத்தக்க கீழ்-ஒழுங்குபடுத்தப்பட்ட குறிப்பான் ஆகும். இது லிப்பிட் டிரான்ஸ்போர்ட்டர் பிகுனின் முன்னோடியாகும், இது வீக்கத்தை அடக்குதல் மற்றும் நரம்பியல் பாதுகாப்பிலும் ஈடுபட்டுள்ளது (60, 61).
பல்வேறு சுவாரஸ்யமான கருதுகோள்கள் இருந்தபோதிலும், உயிர்வேதியியல் நோய் வழிமுறைகளை நேரடியாகக் கண்டறிய இயலாமை என்பது கண்டுபிடிப்பால் இயக்கப்படும் புரோட்டியோமிக்ஸ் பகுப்பாய்வின் நன்கு அறியப்பட்ட வரம்பு ஆகும். எனவே, இந்த பயோமார்க்கர் பேனல்களுக்குப் பின்னால் உள்ள வழிமுறைகளை நம்பிக்கையுடன் வரையறுக்க கூடுதல் ஆராய்ச்சி அவசியம். MS-அடிப்படையிலான மருத்துவப் பகுப்பாய்வின் வளர்ச்சியை நோக்கிச் செல்வதற்கு, எதிர்காலத் திசையானது தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட அல்லது இணையான எதிர்வினை கண்காணிப்பு (62) போன்ற பெரிய அளவிலான உயிரியக்கவியல் சரிபார்ப்புக்கான இலக்கு அளவு முறைகளைப் பயன்படுத்த வேண்டும். இங்கு விவரிக்கப்பட்டுள்ள பல CSF புரத மாற்றங்களைச் சரிபார்க்க, இணை எதிர்வினை கண்காணிப்பை (63) சமீபத்தில் பயன்படுத்தினோம். YWHAZ, ALDOA மற்றும் SMOC1 உள்ளிட்ட பல முன்னுரிமை பேனல் இலக்குகள் கணிசமான துல்லியத்துடன் அளவிடப்படுகின்றன, அவை முறையே நமது ஒத்திசைவு, வளர்சிதை மாற்றம் மற்றும் அழற்சி பேனல்களை வரைபடமாக்குகின்றன (63). சுயாதீன தரவு கையகப்படுத்தல் (DIA) மற்றும் பிற MS- அடிப்படையிலான உத்திகளும் இலக்கு சரிபார்ப்புக்கு பயனுள்ளதாக இருக்கும். பட் மற்றும் பலர். (64) எங்கள் CSF கண்டுபிடிப்பு தரவுத் தொகுப்பில் அடையாளம் காணப்பட்ட AD பயோமார்க்ஸர்களுக்கும், மூன்று வெவ்வேறு ஐரோப்பிய கூட்டாளிகளிடமிருந்து கிட்டத்தட்ட 200 CSF மாதிரிகளைக் கொண்ட சுயாதீனமான DIA-MS தரவுத் தொகுப்பிற்கும் இடையே குறிப்பிடத்தக்க ஒன்றுடன் ஒன்று உள்ளது என்பது சமீபத்தில் நிரூபிக்கப்பட்டது. இந்த சமீபத்திய ஆய்வுகள் நம்பகமான MS அடிப்படையிலான கண்டறிதலாக மாற்றுவதற்கான எங்கள் பேனல்களின் திறனை ஆதரிக்கின்றன. பாரம்பரிய ஆன்டிபாடி மற்றும் அப்டாமர் அடிப்படையிலான கண்டறிதல் முக்கிய AD பயோமார்க்ஸர்களின் மேலும் வளர்ச்சிக்கு முக்கியமானது. சிஎஸ்எஃப் குறைவாக இருப்பதால், உயர்-செயல்திறன் எம்எஸ் முறைகளைப் பயன்படுத்தி இந்த பயோமார்க்ஸர்களைக் கண்டறிவது மிகவும் கடினம். NEFL மற்றும் NRGN ஆகியவை குறைந்த மிகுதியான CSF பயோமார்க்ஸர்களின் இரண்டு எடுத்துக்காட்டுகளாகும், அவை எங்கள் விரிவான பகுப்பாய்வில் பேனலில் இணைக்கப்பட்டுள்ளன, ஆனால் எங்கள் ஒற்றை MS உத்தியைப் பயன்படுத்தி நம்பத்தகுந்த முறையில் கண்டறிய முடியாது. PEA போன்ற பல ஆன்டிபாடிகளை அடிப்படையாகக் கொண்ட இலக்கு உத்திகள், இந்த குறிப்பான்களின் மருத்துவ மாற்றத்தை ஊக்குவிக்கலாம்.
ஒட்டுமொத்தமாக, இந்த ஆய்வு வெவ்வேறு அமைப்புகளின் அடிப்படையில் CSF AD பயோமார்க்ஸர்களை அடையாளம் கண்டு சரிபார்ப்பதற்காக ஒரு தனித்துவமான புரோட்டியோமிக்ஸ் அணுகுமுறையை வழங்குகிறது. கூடுதல் AD கோஹார்ட்ஸ் மற்றும் MS இயங்குதளங்களில் இந்த மார்க்கர் பேனல்களை மேம்படுத்துவது, AD இடர் நிலைப்படுத்தல் மற்றும் சிகிச்சையை முன்னேற்றுவதற்கு உறுதியளிக்கும். காலப்போக்கில் இந்த பேனல்களின் நீளமான அளவை மதிப்பிடும் ஆய்வுகள், எந்த குறிப்பான்களின் கலவையானது ஆரம்பகால நோயின் அபாயத்தையும் நோயின் தீவிரத்தில் ஏற்படும் மாற்றங்களையும் சிறப்பாக வகைப்படுத்துகிறது என்பதை தீர்மானிக்க மிகவும் முக்கியமானது.
CSF ஆல் நகலெடுக்கப்பட்ட 3 மாதிரிகளைத் தவிர, இந்த ஆய்வில் பயன்படுத்தப்பட்ட அனைத்து CSF மாதிரிகளும் எமோரி ADRC அல்லது நெருங்கிய தொடர்புடைய ஆராய்ச்சி நிறுவனங்களின் அனுசரணையில் சேகரிக்கப்பட்டன. இந்த புரோட்டியோமிக்ஸ் ஆய்வுகளில் மொத்தம் நான்கு செட் எமோரி சிஎஸ்எஃப் மாதிரிகள் பயன்படுத்தப்பட்டன. CSF கூட்டுறவில் 20 ஆரோக்கியமான கட்டுப்பாடுகள் மற்றும் 20 AD நோயாளிகளின் மாதிரிகள் இருப்பது கண்டறியப்பட்டது. CSF நகல் 1 இல் 32 ஆரோக்கியமான கட்டுப்பாடுகள், 31 AsymAD நபர்கள் மற்றும் 33 AD நபர்களின் மாதிரிகள் உள்ளன. CSF நகல் 2 இல் 147 கட்டுப்பாடுகள் மற்றும் 150 AD மாதிரிகள் உள்ளன. மல்டி-நோய் CSF ரெப்ளிகேஷன் 4 கோஹார்ட் 18 கட்டுப்பாடுகள், 17 AD, 19 ALS, 13 PD மற்றும் 11 FTD மாதிரிகளை உள்ளடக்கியது. எமோரி பல்கலைக்கழக நிறுவன மறுஆய்வு வாரியத்தால் அங்கீகரிக்கப்பட்ட ஒப்பந்தத்தின்படி, எமோரி ஆய்வில் பங்கேற்பாளர்கள் அனைவரும் தகவலறிந்த ஒப்புதலைப் பெற்றனர். அல்சைமர் மையங்களுக்கான (https://alz.washington.edu/BiospecimenTaskForce.html) 2014 ஆம் ஆண்டின் முதுமைக்கான சிறந்த பயிற்சிக்கான தேசிய நிறுவனம் வழிகாட்டுதல்களின்படி, செரிப்ரோஸ்பைனல் திரவம் இடுப்பு பஞ்சர் மூலம் சேகரிக்கப்பட்டு சேமிக்கப்பட்டது. கட்டுப்பாடு மற்றும் AsymAD மற்றும் AD நோயாளிகள் எமோரி அறிவாற்றல் நரம்பியல் கிளினிக் அல்லது Goizueta ADRC இல் தரப்படுத்தப்பட்ட அறிவாற்றல் மதிப்பீட்டைப் பெற்றனர். அவர்களின் செரிப்ரோஸ்பைனல் திரவ மாதிரிகள் ELISA Aβ1-42, மொத்த tau மற்றும் p-tau பகுப்பாய்வு (65 ) க்காக INNO-BIA AlzBio3 Luminex ஆல் சோதிக்கப்பட்டது. நிறுவப்பட்ட AD பயோமார்க்கர் கட்-ஆஃப் அளவுகோல்களின் அடிப்படையில் (66, 67) பாடங்களின் கண்டறியும் வகைப்பாட்டை ஆதரிக்க ELISA மதிப்புகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. பிற CSF நோயறிதல்களுக்கான (FTD, ALS மற்றும் PD) அடிப்படை மக்கள்தொகை மற்றும் கண்டறியும் தரவுகளும் எமோரி ADRC அல்லது இணைந்த ஆராய்ச்சி நிறுவனங்களிடமிருந்து பெறப்படுகின்றன. இந்த எமோரி சிஎஸ்எஃப் கேஸ்களுக்கான சுருக்க மெட்டாடேட்டாவை அட்டவணை S1A இல் காணலாம். சுவிஸ் CSF பிரதி 3 கோஹார்ட்டின் பண்புகள் முன்பு வெளியிடப்பட்டது (45).
CSF மாதிரியைக் கண்டறிந்தது. CSF தரவுத் தொகுப்பின் எங்கள் கண்டுபிடிப்பின் ஆழத்தை அதிகரிப்பதற்காக, டிரிப்சினைசேஷனுக்கு முன் அதிக அளவிலான புரதங்களின் நோயெதிர்ப்பு நுகர்வு செய்யப்பட்டது. சுருக்கமாக, 40 தனிப்பட்ட CSF மாதிரிகளில் இருந்து 130 μl CSF மற்றும் சம அளவு (130 μl) உயர் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட Top14 அபண்டன்ஸ் புரோட்டீன் டிபிளேஷன் ரெசின் (தெர்மோ ஃபிஷர் சயின்டிஃபிக், A36372) ஒரு சுழல் நெடுவரிசையில் (தெர்மோ ஃபிஷர் சயின்டிஃபிக், A8868) அறையில் வைக்கப்பட்டது. வெப்பநிலை அடைகாத்தல்). 15 நிமிடங்கள் சுழற்றிய பிறகு, மாதிரியை 1000 கிராம் அளவில் 2 நிமிடங்களுக்கு மையவிலக்கு செய்யவும். ஒரு 3K அல்ட்ரா சென்ட்ரிபியூகல் வடிகட்டி சாதனம் (மில்லிபூர், UFC500396) 30 நிமிடங்களுக்கு 14,000 கிராம் மையவிலக்கு மூலம் கழிவுநீர் மாதிரியைக் குவிக்கப் பயன்படுத்தப்பட்டது. அனைத்து மாதிரி தொகுதிகளையும் 75 μlக்கு பாஸ்பேட் பஃபர் செய்யப்பட்ட உப்புடன் நீர்த்துப்போகச் செய்யவும். உற்பத்தியாளரின் நெறிமுறையின்படி (தெர்மோ ஃபிஷர் சயின்டிஃபிக்) புரதச் செறிவு பிசின்கோனினிக் அமிலம் (பிசிஏ) முறையால் மதிப்பிடப்பட்டது. அனைத்து 40 மாதிரிகளிலிருந்தும் நோயெதிர்ப்பு குறைபாடுள்ள CSF (60 μl) லைசில் எண்டோபெப்டிடேஸ் (LysC) மற்றும் டிரிப்சின் மூலம் செரிக்கப்பட்டது. சுருக்கமாக, மாதிரியானது 1.2 μl 0.5 M டிரிஸ்-2(-கார்பாக்சிதைல்) -பாஸ்பைன் மற்றும் 3 μl 0.8 M குளோரோஅசெட்டமைடுடன் 10 நிமிடங்களுக்கு 90 டிகிரி செல்சியஸில் குறைக்கப்பட்டு அல்கைலேட் செய்யப்பட்டு, பின்னர் 15 நிமிடங்களுக்கு தண்ணீர் குளியல் மூலம் ஒலிக்கப்பட்டது. மாதிரியானது 193 μl 8 M யூரியா இடையகத்துடன் [8 M யூரியா மற்றும் 100 mM NaHPO4 (pH 8.5)] 6 M யூரியாவின் இறுதி செறிவுடன் நீர்த்தப்பட்டது. LysC (4.5 μg; Wako) அறை வெப்பநிலையில் ஒரே இரவில் செரிமானத்திற்கு பயன்படுத்தப்படுகிறது. மாதிரி பின்னர் 50 mM அம்மோனியம் பைகார்பனேட் (ABC) (68) உடன் 1 M யூரியாவில் நீர்த்தப்பட்டது. சம அளவு (4.5 μg) டிரிப்சின் (ப்ரோமேகா) சேர்க்கவும், பின்னர் மாதிரியை 12 மணி நேரம் அடைகாக்கவும். செரிக்கப்பட்ட பெப்டைட் கரைசலை 1% ஃபார்மிக் அமிலம் (FA) மற்றும் 0.1% ட்ரைஃப்ளூரோஅசெட்டிக் அமிலம் (TFA) (66) ஆகியவற்றின் இறுதி செறிவுக்கு அமிலமாக்கவும், பின்னர் மேலே விவரிக்கப்பட்டுள்ளபடி 50 mg Sep-Pak C18 column (Waters) உடன் உப்புநீக்கவும் (25) . பெப்டைட் பின்னர் 1 மில்லி 50% அசிட்டோனிட்ரைலில் (ACN) நீக்கப்பட்டது. தொகுதிகள் (25) முழுவதும் புரத அளவீட்டை தரப்படுத்த, அனைத்து 40 CSF மாதிரிகளிலிருந்தும் 100 μl அலிகோட்கள் ஒரு கலப்பு மாதிரியை உருவாக்குவதற்காக இணைக்கப்பட்டன, பின்னர் அது ஐந்து உலகளாவிய உள் தரநிலை (GIS) (48) மாதிரிகளாக பிரிக்கப்பட்டது. அனைத்து தனிப்பட்ட மாதிரிகள் மற்றும் ஒருங்கிணைந்த தரநிலைகள் அதிவேக வெற்றிடத்தால் (Labconco) உலர்த்தப்படுகின்றன.
CSF மாதிரியை நகலெடுக்கிறது. டேயோன் மற்றும் சகாக்கள் முன்பு CSF நகல் 3 மாதிரிகள் (45, 46) நோயெதிர்ப்பு குறைபாடு மற்றும் செரிமானத்தை விவரித்துள்ளனர். மீதமுள்ள பிரதி மாதிரிகள் தனித்தனியாக நோயெதிர்ப்பு குறைபாடு இல்லை. முன்பு விவரிக்கப்பட்டபடி இந்த அகற்றப்படாத மாதிரிகளை டிரிப்சினில் ஜீரணிக்கவும் (17). ஒவ்வொரு மீண்டும் மீண்டும் பகுப்பாய்விற்கும், ஒவ்வொரு மாதிரியிலிருந்தும் 120 μl அலிகோட்கள் எலுட்டட் பெப்டைட் ஒன்றாகத் தொகுக்கப்பட்டு, TMT-லேபிளிடப்பட்ட உலகளாவிய உள் தரநிலையாகப் பயன்படுத்த சம அளவு அலிகோட்களாகப் பிரிக்கப்பட்டன (48). அனைத்து தனிப்பட்ட மாதிரிகள் மற்றும் ஒருங்கிணைந்த தரநிலைகள் அதிவேக வெற்றிடத்தால் (Labconco) உலர்த்தப்படுகின்றன. குறைந்த மிகுதியான CSF புரதத்தின் சமிக்ஞையை மேம்படுத்த, ஒவ்வொரு மாதிரியிலிருந்தும் 125 μl ஐ இணைப்பதன் மூலம், ஒவ்வொரு பிரதி பகுப்பாய்வுக்கும் ஒரு "மேம்படுத்தப்பட்ட" மாதிரி தயாரிக்கப்பட்டது [அதாவது, ஆராய்ச்சி மாதிரியைப் பிரதிபலிக்கும் ஒரு உயிரியல் மாதிரி, ஆனால் கிடைக்கும் அளவு மிகப் பெரியது (37, 69)] ஒரு கலப்பு CSF மாதிரியில் (17) இணைக்கப்பட்டது. கலப்பு மாதிரியானது 12 மில்லி ஹை செலக்ட் டாப்14 அபண்டன்ஸ் புரோட்டீன் ரிமூவல் ரெசின் (தெர்மோ ஃபிஷர் சயின்டிஃபிக், A36372) ஐப் பயன்படுத்தி நோய்த்தடுப்பு நீக்கப்பட்டது, மேலே விவரிக்கப்பட்டபடி செரிக்கப்பட்டது, மேலும் அடுத்தடுத்த பல TMT லேபிளிங்கில் சேர்க்கப்பட்டது.