විස්තීරණ ප්‍රෝටෝමික්ස් මගින් රෝග ලක්ෂණ රහිත සහ රෝග ලක්ෂණ සහිත ඇල්සයිමර් රෝගයේ මොළය පදනම් කරගත් මස්තිෂ්ක තරල ජෛව සලකුණු හෙළි කරයි

ඇල්සයිමර් රෝගයට (AD) ප්‍රෝටීන් ජෛව සලකුණු නොමැති අතර එය එහි බහුවිධ ව්‍යාධි භෞතවේදය පිළිබිඹු කරයි, රෝග විනිශ්චය සහ ප්‍රතිකාරයේ ප්‍රගතියට බාධා කරයි. මෙහිදී, අපි පුළුල් පරාසයක AD ව්‍යාධි භෞතවේදය නියෝජනය කරන මස්තිෂ්ක කොඳු ඇට පෙළේ තරල (CSF) ජෛව සලකුණු හඳුනා ගැනීමට පුළුල් ප්‍රෝටෝමික්ස් භාවිතා කරමු. Multiplex ස්කන්ධ වර්ණාවලීක්ෂය මගින් පිළිවෙලින් AD CSF සහ මොළයේ ප්‍රෝටීන 3,500ක් සහ ආසන්න වශයෙන් 12,000ක් හඳුනාගෙන ඇත. මොළයේ ප්‍රෝටියෝමයේ ජාල විශ්ලේෂණය මගින් ජෛව විවිධත්ව මොඩියුල 44ක් විසඳා ඇති අතර ඉන් 15ක් මස්තිෂ්ක තරල ප්‍රෝටියෝමය සමඟ අතිච්ඡාදනය විය. මෙම අතිච්ඡාදනය වන මොඩියුලවල ඇති CSF AD මාර්කර් විවිධ ව්‍යාධි භෞතික විද්‍යාත්මක ක්‍රියාවලීන් නියෝජනය කරමින් ප්‍රෝටීන් කාණ්ඩ පහකට නැවී ඇත. AD මොළයේ උපාගම සහ පරිවෘත්තීය අඩු වන නමුත් CSF වැඩි වන අතර මොළයේ සහ CSF හි ග්ලියල් පොහොසත් මයිලිනේෂන් සහ ප්‍රතිශක්තිකරණ කණ්ඩායම් වැඩි වේ. අතිරේක CSF සාම්පල 500කට වඩා වැඩි ගණනකින් පැනල වෙනස්වීම්වල අනුකූලතාව සහ රෝග විශේෂත්වය තහවුරු කරන ලදී. මෙම කණ්ඩායම් රෝග ලක්ෂණ නොමැති ක්‍රි.ව. තුළ ජීව විද්‍යාත්මක උප කණ්ඩායම් ද හඳුනා ගත්හ. සමස්තයක් වශයෙන්, මෙම ප්‍රතිඵල ක්‍රි.ව. හි සායනික යෙදුම් සඳහා වෙබ් පාදක ජෛව මාර්කර් මෙවලම් දෙසට යහපත් පියවරකි.
ඇල්සයිමර් රෝගය (AD) යනු ලොව පුරා ස්නායු විකෘති ඩිමෙන්ශියාව සඳහා වඩාත් පොදු හේතුව වන අතර උපාගම සම්ප්‍රේෂණය, ග්ලියල්-මැදිහත් වූ ප්‍රතිශක්තිය සහ මයිටොකොන්ඩ්‍රියල් පරිවෘත්තීය (1-3) ඇතුළු පුළුල් පරාසයක ජෛව පද්ධති අක්‍රියතාවන්ගෙන් සංලක්ෂිත වේ. කෙසේ වෙතත්, එහි ස්ථාපිත ප්‍රෝටීන් ජෛව සලකුණුකරුවන් තවමත් ඇමයිලොයිඩ් සහ ටෝ ප්‍රෝටීන් හඳුනා ගැනීම කෙරෙහි අවධානය යොමු කරයි, එබැවින් මෙම විවිධ ව්‍යාධි භෞතික විද්‍යාව පිළිබිඹු කළ නොහැක. මස්තිෂ්ක තරලයේ (CSF) වඩාත් විශ්වාසදායක ලෙස මනිනු ලබන මෙම "core" ප්‍රෝටීන් ජෛව සලකුණු වලට (i) ඇමයිලොයිඩ් බීටා පෙප්ටයිඩ 1-42 (Aβ1-42) ඇතුළත් වන අතර එය cortical amyloid plaques ගොඩනැගීම පිළිබිඹු කරයි; (ii) සම්පූර්ණ tau, axon degeneration ලකුණක්; (iii) phospho-tau (p-tau), ව්යාධිජනක tau hyperphosphorylation නියෝජිතයා (4-7). මෙම cerebrospinal තරල ජෛව සලකුණු අපගේ "සලකුණු" AD ප්‍රෝටීන් රෝග (4-7) හඳුනා ගැනීමට බෙහෙවින් පහසුකම් සලසා ඇතත්, ඒවා නියෝජනය කරන්නේ රෝගය පිටුපස ඇති සංකීර්ණ ජීව විද්‍යාවේ කුඩා කොටසක් පමණි.
(i) AD රෝගීන්ගේ ජීව විද්‍යාත්මක විෂමතාවය හඳුනා ගැනීමට සහ ප්‍රමාණ කිරීමට නොහැකි වීම, (ii) රෝගයේ බරපතලකම සහ ප්‍රගතිය ප්‍රමාණවත් ලෙස මැන නොගැනීම, විශේෂයෙන් පූර්ව සායනික අවධියේදී, සහ ( iii) ස්නායු පිරිහීමේ සියලුම අංග සම්පූර්ණයෙන් විසඳීමට අසමත් වූ චිකිත්සක ඖෂධ සංවර්ධනය කිරීම. ආශ්‍රිත රෝග වලින් AD විස්තර කිරීම සඳහා වැදගත් ව්‍යාධි විද්‍යාව මත අපගේ රඳා පැවතීම මෙම ගැටළු තවත් උග්‍ර කරයි. ඩිමෙන්ශියාවෙන් පෙළෙන බොහෝ වයෝවෘද්ධ පුද්ගලයින්ට සංජානන පරිහානියේ එක් රෝග ලක්ෂණ එකකට වඩා ඇති බව වැඩි වැඩියෙන් සාක්ෂි පෙන්වයි (8). AD ව්‍යාධි විද්‍යාව ඇති පුද්ගලයින්ගෙන් 90% ක් හෝ ඊට වැඩි සංඛ්‍යාවක් ද සනාල රෝග, TDP-43 ඇතුළත් කිරීම් හෝ වෙනත් පිරිහෙන රෝග (9) ඇත. ව්‍යාධි අතිච්ඡාදනය වීමේ මෙම ඉහළ ප්‍රතිශතය ඩිමෙන්ශියාව සඳහා අපගේ වර්තමාන රෝග විනිශ්චය රාමුව කඩාකප්පල් කර ඇති අතර රෝගය පිළිබඳ වඩාත් පුළුල් ව්‍යාධි භෞතික විද්‍යාත්මක අර්ථ දැක්වීමක් අවශ්‍ය වේ.
විවිධ AD ජෛව සලකුණු සඳහා ඇති හදිසි අවශ්‍යතාවය සැලකිල්ලට ගෙන, ක්ෂේත්‍රය ජෛව සලකුණු සොයා ගැනීම සඳහා සමස්ත පද්ධතිය මත පදනම්ව “ඕමික්ස්” ක්‍රමය වැඩි වැඩියෙන් භාවිතා කරයි. Accelerated Pharmaceutical Partnership (AMP)-AD Alliance 2014 දී දියත් කරන ලද අතර එය වැඩසටහනේ ඉදිරියෙන්ම සිටී. ජාතික සෞඛ්‍ය, ශාස්ත්‍රීය සහ කර්මාන්ත ආයතන විසින් මෙම බහුවිධ ප්‍රයත්නය AD හි ව්‍යාධි භෞතවේදය වඩා හොඳින් නිර්වචනය කිරීමට සහ ජෛව විවිධත්ව රෝග විනිශ්චය විශ්ලේෂණය සහ ප්‍රතිකාර ක්‍රමෝපායන් (10) සංවර්ධනය කිරීමට පද්ධති මත පදනම් වූ උපාය මාර්ග භාවිතා කිරීම අරමුණු කරයි. මෙම ව්‍යාපෘතියේ කොටසක් ලෙස, ජාල ප්‍රෝටෝමික්ස් ක්‍රි.ව. හි පද්ධති මත පදනම් වූ ජෛව සලකුණු වල දියුණුව සඳහා පොරොන්දු වූ මෙවලමක් බවට පත්ව ඇත. මෙම අපක්ෂපාතී දත්ත මත පදනම් වූ ප්‍රවේශය විශේෂිත සෛල වර්ග, ඉන්ද්‍රියයන් සහ ජීව විද්‍යාත්මක ක්‍රියාකාරකම් (11-13) සමඟ සම්බන්ධ වී ඇති සම-ප්‍රකාශිත ප්‍රෝටීන වල සංකීර්ණ ප්‍රෝටෝමික් දත්ත කට්ටල කණ්ඩායම් හෝ “මොඩියුල” ලෙස සංවිධානය කරයි. AD මොළයේ (13-23) තොරතුරු බහුල ජාල ප්‍රෝටෝමික්ස් අධ්‍යයනයන් 12ක් පමණ සිදු කර ඇත. සමස්තයක් වශයෙන්, මෙම විශ්ලේෂණයන් පෙන්නුම් කරන්නේ AD මොළයේ ජාල ප්‍රෝටියෝමය ස්වාධීන සමූහ සහ බහු බාහික කලාපවල ඉතා සංරක්‍ෂිත මොඩියුලර් සංවිධානයක් පවත්වාගෙන යන බවයි. මීට අමතරව, මෙම මොඩියුලවලින් සමහරක් දත්ත කට්ටල හරහා AD ආශ්‍රිත බහුලත්වයේ ප්‍රතිනිෂ්පාදනය කළ හැකි වෙනස්කම් පෙන්වයි, එය බහු රෝග වල ව්‍යාධි භෞතවේදය පිළිබිඹු කරයි. සාමූහිකව, මෙම සොයාගැනීම් AD හි පද්ධති මත පදනම් වූ ජෛව සලකුණු කාරකයක් ලෙස මොළයේ ජාල ප්‍රෝටියෝමය සොයා ගැනීම සඳහා හොඳ නැංගුරම් ලක්ෂ්‍යයක් පෙන්නුම් කරයි.
AD මොළයේ ජාල ප්‍රෝටියෝමය සායනිකව ප්‍රයෝජනවත් පද්ධති මත පදනම් වූ ජෛව සලකුණු බවට පරිවර්තනය කිරීම සඳහා, අපි මොළයෙන් ලබාගත් ජාලය AD CSF හි ප්‍රෝටෝමික් විශ්ලේෂණය සමඟ ඒකාබද්ධ කළෙමු. මෙම ඒකාබද්ධ ප්‍රවේශය උපාගම, රුධිර නාල, මයිලිනේෂන්, දැවිල්ල සහ පරිවෘත්තීය මාර්ගවල අක්‍රියතාව ඇතුළු මොළය පදනම් කරගත් ව්‍යාධි භෞතවේදය පුළුල් පරාසයක් සමඟ සම්බන්ධ වී ඇති CSF ජෛව සලකුණු කට්ටල පහක් හඳුනා ගැනීමට හේතු විය. විවිධ ස්නායු විකෘතිතා රෝග වලින් CSF සාම්පල 500කට වැඩි ප්‍රමාණයක් ඇතුළුව බහු අනුකරණ විශ්ලේෂණ හරහා අපි මෙම ජෛව සලකුණු පැනල සාර්ථකව වලංගු කළෙමු. මෙම වලංගුකරණ විශ්ලේෂණවලට රෝග ලක්ෂණ නොමැති AD (AsymAD) සහිත රෝගීන්ගේ CSF හි කණ්ඩායම් ඉලක්ක පරීක්ෂා කිරීම හෝ සාමාන්‍ය සංජානන පරිසරයක අසාමාන්‍ය ඇමයිලොයිඩ් සමුච්චය වීමේ සාක්ෂි පෙන්වීම ඇතුළත් වේ. මෙම විශ්ලේෂණයන් AsymAD ජනගහනයේ සැලකිය යුතු ජීව විද්‍යාත්මක විෂමතාවය ඉස්මතු කරන අතර රෝගයේ මුල් අවධියේදී පුද්ගලයන්ට උප වර්ග කිරීමට හැකි විය හැකි පුවරු සලකුණු හඳුනා ගනී. සමස්තයක් වශයෙන්, මෙම ප්‍රතිඵල AD විසින් මුහුණ දෙන බොහෝ සායනික අභියෝග සාර්ථකව විසඳිය හැකි බහු පද්ධති මත පදනම් වූ ප්‍රෝටීන් ජෛව සලකුණු මෙවලම් සංවර්ධනය කිරීමේ ප්‍රධාන පියවරක් නියෝජනය කරයි.
මෙම අධ්‍යයනයේ ප්‍රධාන අරමුණ වන්නේ ක්‍රිස්තු වර්ෂ වලට තුඩු දෙන විවිධ මොළය පදනම් කරගත් ව්‍යාධි භෞතවේදය පිළිබිඹු කරන නව මස්තිෂ්ක තරල ජෛව සලකුණු හඳුනා ගැනීමයි. රූප සටහන S1 අපගේ පර්යේෂණ ක්‍රමවේදය ගෙනහැර දක්වයි, එයට (i) මොළය ආශ්‍රිත බහුවිධ CSF රෝග ජෛව සලකුණු හඳුනා ගැනීම සඳහා AD CSF සහ ජාල මොළයේ ප්‍රෝටියෝමයේ මූලික සොයාගැනීම් මගින් මෙහෙයවනු ලබන විස්තීර්ණ විශ්ලේෂණයක් සහ (ii) පසුව ප්‍රතිනිර්මාණය කිරීම මෙම ජෛව මාර්කර් ස්වාධීන මස්තිෂ්ක කිහිපයක් තුළ ඇත. ද්රව සමූහ. සොයාගැනීම්-අභිමුඛ පර්යේෂණය ආරම්භ වූයේ Emory Goizueta Alzheimer's Disease Research Center (ADRC) හි සංජානනමය වශයෙන් සාමාන්‍ය පුද්ගලයින් 20 දෙනෙකු සහ AD රෝගීන් 20 දෙනෙකු තුළ CSF හි අවකල ප්‍රකාශනය විශ්ලේෂණය කිරීමෙනි. AD රෝග විනිශ්චය අඩු Aβ1-42 සහ මස්තිෂ්ක තරලයේ සම්පූර්ණ tau සහ p-tau ඉහළ මට්ටමක පැවතීමේදී සැලකිය යුතු සංජානන ආබාධයක් ලෙස අර්ථ දැක්වේ [Mean Montreal Cognitive Assessment (MoCA), 13.8 ± 7.0] [ELISA (ELISA) )]] (වගුව S1A). පාලනයේ (මධ්‍යන්‍ය MoCA, 26.7 ± 2.2) සාමාන්‍ය මට්ටමේ CSF ජෛව සලකුණු තිබුණි.
මානව CSF ප්‍රෝටීන බහුලතාවයේ ගතික පරාසයකින් සංලක්ෂිත වන අතර, ඇල්බියුමින් සහ අනෙකුත් අතිශයින්ම බහුල ප්‍රෝටීන වලට උනන්දුවක් දක්වන ප්‍රෝටීන හඳුනා ගැනීම වළක්වා ගත හැකිය (24). ප්‍රෝටීන් සොයාගැනීමේ ගැඹුර වැඩි කිරීම සඳහා, අපි ස්කන්ධ වර්ණාවලීක්ෂ (MS) විශ්ලේෂණයට පෙර (24) එක් එක් CSF සාම්පලයෙන් පළමු බහුල ප්‍රෝටීන 14 ඉවත් කළෙමු. එම්එස් විසින් පෙප්ටයිඩ 39,805 ක් හඳුනාගෙන ඇති අතර ඒවා සාම්පල 40 කින් ප්‍රෝටියෝම් 3691 ට සිතියම් ගත කරන ලදී. බහු ටැන්ඩම් ස්කන්ධ ටැග් (TMT) ලේබල් කිරීම (18, 25) මගින් ප්‍රෝටීන් ප්‍රමාණනය සිදු කෙරේ. අතුරුදහන් වූ දත්ත නිරාකරණය කිරීම සඳහා, අපි පසුව විශ්ලේෂණයේ දී අවම වශයෙන් 50% සාම්පලවල ප්‍රමාණනය කරන ලද ප්‍රෝටීන පමණක් ඇතුළත් කළෙමු, එමඟින් අවසානයේ ප්‍රෝටියෝම් 2875 ක් ප්‍රමාණාත්මක විය. සම්පූර්ණ ප්‍රෝටීන් බහුල මට්ටම්වල සැලකිය යුතු වෙනසක් හේතුවෙන්, පාලන නියැදියක් සංඛ්‍යානමය වශයෙන් බාහිර (13) ලෙස සලකනු ලැබූ අතර පසුව විශ්ලේෂණයට ඇතුළත් නොකළේය. ඉතිරි සාම්පල 39 හි බහුල අගයන් වයස, ස්ත්‍රී පුරුෂ භාවය සහ කණ්ඩායම් සහජීවනය (13-15, 17, 18, 20, 26) අනුව සකස් කර ඇත.
ප්‍රතිගාමී දත්ත කට්ටලයේ අවකල ප්‍රකාශනය ඇගයීම සඳහා සංඛ්‍යානමය t-test විශ්ලේෂණය භාවිතා කරමින්, මෙම විශ්ලේෂණය මගින් පාලනය සහ AD අවස්ථා අතර (වගුව S2A) බහුල මට්ටම් සැලකිය යුතු ලෙස වෙනස් වූ (P <0.05) ප්‍රෝටීන හඳුනා ගන්නා ලදී. රූප සටහන 1A හි පෙන්වා ඇති පරිදි, AD හි සමස්ත ප්‍රෝටීන 225 ක බහුලත්වය සැලකිය යුතු ලෙස අඩු වී ඇති අතර ප්‍රෝටීන් 303 ක බහුලත්වය සැලකිය යුතු ලෙස වැඩි විය. මෙම අවකල්‍ය ලෙස ප්‍රකාශිත ප්‍රෝටීන වලට ක්ෂුද්‍ර නල ආශ්‍රිත ප්‍රෝටීන් tau (MAPT; P = 3.52 × 10−8), neurofilament (NEFL; P = 6.56 × 10-3), වර්ධනයට අදාළ ප්‍රෝටීන් 43 වැනි කලින් හඳුනාගත් මස්තිෂ්ක තරල AD සලකුණු කිහිපයක් ඇතුළත් වේ. (GAP43; P = 1.46 × 10−5), මේද අම්ල බන්ධන ප්‍රෝටීන් 3 (FABP3; P = 2.00 × 10-5), Chitinase 3 වැනි 1 (CHI3L1; P = 4.44 × 10-6), Neural GNlin; P = 3.43 × 10−4) සහ VGF ස්නායු වර්ධන සාධකය (VGF; P = 4.83 × 10-3) (4-6). කෙසේ වෙතත්, අපි GDP dissociation inhibitor 1 (GDI1; P = 1.54 × 10-10) සහ SPARC ආශ්‍රිත මොඩියුලර් කැල්සියම් බන්ධන 1 (SMOC1; P = 6.93 × 10-9) වැනි ඉතා වැදගත් ඉලක්ක ද හඳුනා ගත්තෙමු. සැලකිය යුතු ලෙස අඩු කරන ලද ප්‍රෝටීන 225 ක Gene Ontology (GO) විශ්ලේෂණය මගින් ස්ටෙරොයිඩ් පරිවෘත්තීය, රුධිර කැටි ගැසීම සහ හෝමෝන ක්‍රියාකාරකම් වැනි ශරීර තරල ක්‍රියාවලීන් සමඟ සමීප සම්බන්ධතා අනාවරණය විය (රූපය 1B සහ වගුව S2B). ඊට ප්රතිවිරුද්ධව, 303 හි සැලකිය යුතු ලෙස වැඩි කරන ලද ප්රෝටීන් සෛල ව්යුහය හා බලශක්ති පරිවෘත්තීය සමඟ සමීපව සම්බන්ධ වේ.
(A) t-test මගින් ලබාගත් -log10 සංඛ්‍යාන P අගයට (y-axis) සාපේක්ෂව log2 ගුණයකින් වෙනස් වීම (x-axis) ගිනිකන්ද කුමන්ත්‍රණය පෙන්නුම් කරයි, එය පාලනය (CT) අතර අවකල ප්‍රකාශනය හඳුනා ගැනීමට භාවිතා කරයි. සියලුම ප්‍රෝටීන වල CSF ප්‍රෝටියෝමයේ AD අවස්ථා. AD හි සැලකිය යුතු ලෙස අඩු වූ මට්ටම් සහිත ප්‍රෝටීන (P <0.05) නිල් පැහැයෙන් පෙන්නුම් කරන අතර, රෝගයේ සැලකිය යුතු මට්ටමකින් වැඩි වූ ප්‍රෝටීන රතු පැහැයෙන් දැක්වේ. තෝරාගත් ප්රෝටීන් ලේබල් කර ඇත. (B) ප්‍රෝටීන් සම්බන්ධ ඉහළම GO නියමයන් ක්‍රි.ව. හි සැලකිය යුතු ලෙස අඩු (නිල්) සහ වැඩි (රතු) වේ. ජීව විද්‍යාත්මක ක්‍රියාවලීන්, අණුක ක්‍රියාකාරකම් සහ සෛලීය සංරචක යන ක්ෂේත්‍රවල ඉහළම z-ලකුණු සහිත GO නියම තුන පෙන්වයි. (C) MS විසින් CSF සාම්පලයේ MAPT මට්ටම මනිනු ලැබේ (වමේ) සහ සාම්පල ELISA tau මට්ටම (දකුණේ) සමඟ එහි සහසම්බන්ධය. අදාළ P අගය සමඟ පියර්සන් සහසම්බන්ධතා සංගුණකය දර්ශනය වේ. එක් AD නඩුවක් සඳහා ELISA දත්ත නොමැතිකම හේතුවෙන්, මෙම සංඛ්‍යාවලට විශ්ලේෂණය කළ අවස්ථා 39න් 38ක් සඳහා අගයන් ඇතුළත් වේ. (D) පාලනය මත අධීක්ෂණය කරන ලද පොකුරු විශ්ලේෂණය (P <0.0001, Benjamini-Hochberg (BH) P <0.01 සකස් කරන ලද) සහ AD CSF විසින් දත්ත කට්ටලයේ වඩාත්ම සැලකිය යුතු ලෙස වෙනස් කරන ලද ප්‍රෝටීන 65 භාවිතා කරමින් සාම්පල සොයා ගන්නා ලදී. සම්මත කරන්න, සාමාන්‍යකරණය කරන්න.
MAPT හි ප්‍රෝටෝමික් මට්ටම ස්වාධීනව මනින ලද ELISA tau මට්ටමට සමීපව සම්බන්ධ වේ (r = 0.78, P = 7.8 × 10-9; Figure 1C), අපගේ MS මිනුම්වල වලංගු භාවයට සහාය වේ. ඇමිලොයිඩ් පූර්වගාමී ප්‍රෝටීන් (APP) මට්ටමේ ට්‍රිප්සින් ජීර්ණයෙන් පසුව, Aβ1-40 සහ Aβ1-42 හි C-පර්යන්තයට සිතියම්ගත කර ඇති සමස්ථානික විශේෂිත පෙප්ටයිඩ කාර්යක්ෂමව අයනීකරණය කළ නොහැක (27, 28). එබැවින්, අප හඳුනාගත් APP පෙප්ටයිඩ ELISA Aβ1-42 මට්ටම් සමඟ කිසිදු සම්බන්ධයක් නැත. එක් එක් අවස්ථාවෙහි අවකල ප්‍රකාශනය ඇගයීම සඳහා, අපි සාම්පලවල (වගුව S2A) අධීක්‍ෂිත පොකුරු විශ්ලේෂණයක් සිදු කිරීම සඳහා P <0.0001 [ව්‍යාජ සොයාගැනීම් අනුපාතය (FDR) නිවැරදි කරන ලද P <0.01] සමඟ වෙනස් ලෙස ප්‍රකාශිත ප්‍රෝටීන භාවිතා කළෙමු (වගුව S2A). රූප සටහන 1D හි පෙන්වා ඇති පරිදි, මෙම ඉතා වැදගත් ප්‍රෝටීන 65ට පාලනය වැනි ලක්ෂණ සහිත එක් AD නඩුවක් හැර, රෝග තත්ත්වය අනුව සාම්පල නිවැරදිව පොකුරු කළ හැක. මෙම ප්‍රෝටීන 65 න්, 63 ක් ක්‍රි.ව තුළ වැඩි වූ අතර, (CD74 සහ ISLR) දෙකක් පමණක් අඩු විය. සමස්තයක් වශයෙන්, මෙම මස්තිෂ්ක තරල විශ්ලේෂණය මගින් AD හි ප්‍රෝටීන සිය ගණනක් හඳුනාගෙන ඇති අතර ඒවා රෝග ජෛව සලකුණු ලෙස සේවය කරයි.
ඉන්පසුව අපි AD මොළයේ ප්‍රෝටියෝමයේ ස්වාධීන ජාල විශ්ලේෂණයක් සිදු කළෙමු. මෙම සොයාගැනීමේ මොළයේ සහයෝගීතාවයට පාලනයෙන් (n = 10), පාකින්සන් රෝගය (PD; n = 10), මිශ්‍ර AD/PD (n = 10) සහ AD (n = 10) වලින් පෘෂ්ඨවංශික ප්‍රෙෆ්‍රන්ටල් බාහිකය (DLPFC) ඇතුළත් විය. ) නියැදිය. Emery Goizueta ADRC. මෙම සිද්ධීන් 40 හි ජනවිකාස කලින් විස්තර කර ඇති (25) සහ S1B වගුවේ සාරාංශ කර ඇත. මෙම මොළයේ පටක 40 සහ අවස්ථා 27 ක අනුකරණ සමූහ විශ්ලේෂණය කිරීමට අපි TMT-MS භාවිතා කළෙමු. සමස්තයක් වශයෙන්, මෙම මොළයේ දත්ත කට්ටල දෙක අද්විතීය පෙප්ටයිඩ 227,121 ක් නිපදවන අතර ඒවා ප්‍රෝටියෝම් 12,943 (25) දක්වා සිතියම්ගත කරන ලදී. අවම වශයෙන් 50% ක්ම ප්‍රමාණනය කරන ලද ප්‍රෝටීන පමණක් පසුකාලීන පරීක්ෂණවලට ඇතුළත් කර ඇත. අවසාන සොයාගැනීමේ දත්ත කට්ටලයේ ප්‍රමාණාත්මක ප්‍රෝටීන 8817 ක් අඩංගු වේ. වයස, ස්ත්‍රී පුරුෂ භාවය සහ පශ්චාත් මරණ කාල පරතරය (PMI) මත පදනම්ව ප්‍රෝටීන බහුල මට්ටම් සකස් කරන්න. ප්‍රතිගාමී වීමෙන් පසු දත්ත කට්ටලයේ අවකල ප්‍රකාශන විශ්ලේෂණය පෙන්නුම් කළේ > 2000 ප්‍රෝටීන් මට්ටම් සැලකිය යුතු ලෙස වෙනස් වී ඇති බවයි [P <0.05, විචලනය විශ්ලේෂණය (ANOVA)] රෝග කණ්ඩායම් දෙකක් හෝ වැඩි ගණනක් තුළ. ඉන්පසුව, අපි අවකල්‍ය ලෙස ප්‍රකාශිත ප්‍රෝටීන මත පදනම්ව අධීක්‍ෂණය කරන ලද පොකුරු විශ්ලේෂණයක් සිදු කළ අතර, AD/control සහ/හෝ AD/PD සැසඳීම්වලදී P <0.0001 (Figure S2, A සහ ​​B, Table S2C). මෙම බෙහෙවින් වෙනස් කරන ලද ප්‍රෝටීන 165 මගින් පාලනය සහ PD සාම්පල වලින් AD ව්‍යාධි විද්‍යාව සහිත අවස්ථා පැහැදිලිව නිරූපණය කරයි, සමස්ත ප්‍රෝටියෝමයේ ප්‍රබල AD-විශේෂිත වෙනස්කම් තහවුරු කරයි.
පසුව අපි සොයා ගත් මොළයේ ප්‍රෝටියෝමය පිළිබඳ ජාල විශ්ලේෂණය සිදු කිරීම සඳහා Weighted Gene Co-expression Network Analysis (WGCNA) නම් ඇල්ගොරිතමයක් භාවිතා කළෙමු, එමඟින් දත්ත සමාන ප්‍රකාශන රටා (11-13) සහිත ප්‍රෝටීන් මොඩියුලවලට සංවිධානය කරයි. විශ්ලේෂණය මගින් විශාලතම (M1, n = 1821 ප්‍රෝටීන) සිට කුඩාම (M44, n = 34 ප්‍රෝටීන) දක්වා වර්ග කර අංකනය කර ඇති සම-ප්‍රකාශිත ප්‍රෝටීන (M) මොඩියුල 44 හඳුනා ගන්නා ලදී (රූපය 2A සහ වගුව S2D) ). ඉහත සඳහන් කළ පරිදි (13) එක් එක් මොඩියුලයේ නියෝජිත ප්‍රකාශන පැතිකඩ හෝ ලාක්ෂණික ප්‍රෝටීන් ගණනය කරන්න, සහ එය රෝගී තත්ත්වය සහ AD ව්‍යාධි විද්‍යාව සමඟ සහසම්බන්ධ කරන්න, එනම් ඇල්සයිමර් රෝග ලේඛනය (CERAD) සහ Braak ලකුණු (රූපය 2B). සමස්තයක් වශයෙන්, මොඩියුල 17 ක් AD ස්නායු ව්‍යාධි විද්‍යාවට (P <0.05) සැලකිය යුතු ලෙස සම්බන්ධ විය. මෙම රෝග ආශ්‍රිත බොහෝ මොඩියුල සෛල වර්ග-විශේෂිත සලකුණු වලින් පොහොසත් වේ (රූපය 2B). ඉහත (13) සඳහන් කළ පරිදි, සෛල වර්ගය සුපෝෂණය තීරණය කරනු ලබන්නේ මොඩියුල අතිච්ඡාදනය සහ සෛල වර්ගය-විශේෂිත ජානවල විමර්ශන ලැයිස්තුව විශ්ලේෂණය කිරීමෙනි. මෙම ජාන ව්‍යුත්පන්න වී ඇත්තේ හුදකලා මවුස් නියුරෝන, එන්ඩොතලියල් සහ ග්ලියල් සෛලවල ප්‍රකාශිත දත්ත මගිනි. RNA අනුක්‍රමණය (RNA-seq) අත්හදා බැලීම (29).
(A) මොළයේ ප්‍රෝටියෝමයේ WGCNA සොයා ගන්න. (B) CERAD (Aβ සමරු ඵලකය) සහ Braak (tau tangles) ලකුණු ඇතුළුව AD ස්නායු රෝග විද්‍යාත්මක ලක්ෂණ (ඉහළ) සහිත මොඩියුලර් අත්සන ප්‍රෝටීනයේ (මොඩියුලර් ප්‍රෝටීන් ප්‍රකාශනයේ පළමු ප්‍රධාන සංරචකය) Biweight midcorrelation (BiCor) විශ්ලේෂණය. ධනාත්මක (රතු) සහ සෘණ (නිල්) සහසම්බන්ධතාවල තීව්‍රතාවයන් වර්ණ දෙකක තාප සිතියමක් මගින් පෙන්නුම් කෙරෙන අතර තරු ලකුණු සංඛ්‍යානමය වැදගත්කම පෙන්නුම් කරයි (P <0.05). එක් එක් ප්‍රෝටීන් මොඩියුලයේ සෛල වර්ග ආශ්‍රය තක්සේරු කිරීමට අධි ජ්‍යාමිතික ෆිෂර්ගේ නියම පරීක්ෂණය (FET) (පහළ) භාවිතා කරන්න. රතු සෙවනේ තීව්‍රතාවය සෛල වර්ගයේ සුපෝෂණයේ මට්ටම පෙන්නුම් කරන අතර තරු ලකුණ සංඛ්‍යානමය වැදගත්කම (P <0.05) දක්වයි. FET වෙතින් ලබාගත් P අගය නිවැරදි කිරීමට BH ක්‍රමය භාවිතා කරන්න. (C) මොඩියුලර් ප්‍රෝටීන වල GO විශ්ලේෂණය. එක් එක් මොඩියුලය හෝ ඒ ආශ්‍රිත මොඩියුල කාණ්ඩය සඳහා වඩාත් සමීපව සම්බන්ධ ජීව විද්‍යාත්මක ක්‍රියාවලි පෙන්වයි. oligo, oligodendrocyte.
සමීපව සම්බන්ධ වූ තාරකා සෛල සහ මයික්‍රොග්ලියා පොහොසත් මොඩියුල පහක කට්ටලයක් (M30, M29, M18, M24, සහ M5) AD ස්නායු ව්‍යාධි විද්‍යාව සමඟ ශක්තිමත් ධනාත්මක සහසම්බන්ධයක් පෙන්නුම් කළේය (රූපය 2B). ඔන්ටොලොජි විශ්ලේෂණය මෙම ග්ලියල් මොඩියුල සෛල වර්ධනය, ප්‍රගුණනය සහ ප්‍රතිශක්තිය සමඟ සම්බන්ධ කරයි (රූපය 2C සහ වගුව S2E). අතිරේක ග්ලියල් මොඩියුල දෙකක්, M8 සහ M22 ද රෝගය තුළ දැඩි ලෙස නියාමනය කර ඇත. M8 සහජ ප්‍රතිශක්තිකරණ ප්‍රතිචාරයේ (30) ප්‍රධාන භූමිකාවක් ඉටු කරන සංඥා කඳුරැල්ලක් වන ටෝල් වැනි ප්‍රතිග්‍රාහක මාර්ගයට බෙහෙවින් සම්බන්ධ වේ. ඒ අතරම, M22 පශ්චාත් පරිවර්තන වෙනස් කිරීම සමඟ සමීපව සම්බන්ධ වේ. ඔලිගොඩෙන්ඩ්‍රොසයිට් වලින් පොහොසත් M2, AD ව්‍යාධි විද්‍යාව සමඟ ප්‍රබල ධනාත්මක සහසම්බන්ධයක් සහ නියුක්ලියෝසයිඩ් සංස්ලේෂණය සහ DNA ප්‍රතිනිර්මාණය සමඟ ඔන්ටොලොජිකල් සම්බන්ධතාවයක් පෙන්නුම් කරයි, රෝග වල සෛල ප්‍රගුණනය වැඩි කරන බව පෙන්නුම් කරයි. සමස්තයක් වශයෙන්, මෙම සොයාගැනීම් AD ජාල ප්‍රෝටියෝමයේ (13, 17) අප කලින් නිරීක්ෂණය කළ ග්ලියල් මොඩියුලවල උන්නතාංශයට සහාය වේ. ජාලයේ බොහෝ AD-ආශ්‍රිත ග්ලියල් මොඩියුල පාලනය සහ PD අවස්ථා වලදී අඩු ප්‍රකාශන මට්ටම් පෙන්වන බව දැනට සොයාගෙන ඇති අතර, AD හි ඉහළ ගොස් ඇති ඔවුන්ගේ රෝග විශේෂත්වය ඉස්මතු කරයි (Figure S2C).
අපගේ ජාල ප්‍රෝටියෝමයේ (M1, M3, M10, සහ M32) මොඩියුල හතරක් පමණක් AD ව්‍යාධි විද්‍යාව (P <0.05) සමඟ දැඩි ලෙස සෘණාත්මකව සම්බන්ධ වී ඇත (රූපය 2, B සහ C). M1 සහ M3 යන දෙකම නියුරෝන සලකුණු වලින් පොහොසත් ය. M1 උපාගමික සංඥා වලට බෙහෙවින් සම්බන්ධ වන අතර M3 මයිටොකොන්ඩ්‍රිය ක්‍රියාකාරිත්වයට සමීපව සම්බන්ධ වේ. M10 සහ M32 සඳහා සෛල වර්ගය පොහොසත් කිරීම පිළිබඳ සාක්ෂි නොමැත. M32 M3 සහ සෛල පරිවෘත්තීය අතර සම්බන්ධය පිළිබිඹු කරන අතර M10 සෛල වර්ධනයට සහ ක්ෂුද්‍ර නල ක්‍රියාකාරිත්වයට බෙහෙවින් සම්බන්ධ වේ. AD හා සසඳන විට, මොඩියුල හතරම පාලනය සහ PD වැඩි කර ඇති අතර, ඒවාට රෝග-විශේෂිත AD වෙනස්කම් ලබා දෙයි (Figure S2C). සමස්තයක් වශයෙන්, මෙම ප්‍රතිඵල අප කලින් ක්‍රි.ව (13, 17) නිරීක්ෂණය කර ඇති නියුරෝන බහුල මොඩියුලවල සුලභතාවය අඩුවීමට සහය දක්වයි. සාරාංශයක් ලෙස, අප විසින් සොයාගත් මොළයේ ප්‍රෝටියෝමයේ ජාල විශ්ලේෂණය අපගේ පෙර සොයාගැනීම්වලට අනුකූලව AD-විශේෂයෙන් වෙනස් කරන ලද මොඩියුල නිපදවන ලදී.
AD සංලක්ෂිත වන්නේ මුල් රෝග ලක්ෂණ නොමැති අවධියකින් (AsymAD), පුද්ගලයන් සායනික සංජානන පරිහානියකින් තොරව ඇමයිලොයිඩ් සමුච්චය ප්‍රදර්ශනය කරයි (5, 31). මෙම රෝග ලක්ෂණ නොමැති අවධිය කලින් හඳුනා ගැනීම සහ මැදිහත්වීම සඳහා තීරණාත්මක කවුළුවක් නියෝජනය කරයි. ස්වාධීන දත්ත කට්ටල (13, 17) හරහා AsymAD සහ AD මොළයේ ජාල ප්‍රෝටියෝමයේ ශක්තිමත් මොඩියුල සංරක්ෂණය අපි කලින් පෙන්නුම් කර ඇත. අප දැනට සොයාගෙන ඇති මොළයේ ජාලය මෙම පෙර සොයාගැනීම් සමඟ අනුකූල බව සහතික කිරීම සඳහා, අපි DLPFC ආයතන 27 කින් අනුරූ දත්ත කට්ටලයේ මොඩියුල 44 ක් සංරක්ෂණය කිරීම විශ්ලේෂණය කළෙමු. මෙම සංවිධානවලට පාලනය (n = 10), AsymAD (n = 8) සහ AD (n = 9) අවස්ථා ඇතුළත් වේ. පාලනය සහ AD සාම්පල අපගේ සොයාගැනීම් මොළ සමූහාණ්ඩුවේ (වගුව S1B) විශ්ලේෂණයට ඇතුළත් කර ඇති අතර, AsymAD සිද්ධීන් අද්විතීය වූයේ අනුකරණ සමූහාණ්ඩුවේ පමණි. මෙම AsymAD නඩු ද Emory Goizueta ADRC මොළයේ බැංකුවෙන් පැමිණ ඇත. මරණය සිදුවන විට සංජානනය සාමාන්‍ය දෙයක් වුවද, ඇමයිලොයිඩ් මට්ටම් අසාමාන්‍ය ලෙස ඉහළ මට්ටමක පැවතුනි (මධ්‍යන්‍ය CERAD, 2.8 ± 0.5) (වගුව S1B).
මෙම මොළයේ පටක 27 පිළිබඳ TMT-MS විශ්ලේෂණය ප්‍රෝටියෝම් 11,244 ක් ප්‍රමාණනය කිරීමට හේතු විය. මෙම අවසාන සංඛ්‍යාවට ඇතුළත් වන්නේ අවම වශයෙන් සාම්පලවලින් 50%ක ප්‍රමාණාත්මක ප්‍රෝටීන පමණි. මෙම ප්‍රතිනිර්මාණය කරන ලද දත්ත කට්ටලයේ අපගේ සොයාගැනීම් මොළයේ විශ්ලේෂණයේදී අනාවරණය කරගත් ප්‍රෝටීන 8817 න් 8638 (98.0%) අඩංගු වන අතර, පාලනය සහ AD cohorts අතර සැලකිය යුතු ලෙස වෙනස් වූ ප්‍රෝටීන 3000කට ආසන්න ප්‍රමාණයක් ඇත (P <0.05, විචලනය විශ්ලේෂණය සඳහා Tukey ගේ යුගල t පරීක්ෂණයෙන් පසුව) ( වගුව S2F). මෙම වෙනස් ලෙස ප්‍රකාශිත ප්‍රෝටීන අතර, 910 AD සහ මොළයේ ප්‍රෝටියෝම් පාලන අවස්ථා අතර සැලකිය යුතු මට්ටමේ වෙනස්කම් ද පෙන්නුම් කළේය (P <0.05, ANOVA Tukey යුගල t-test පසු). මෙම සලකුණු 910 ප්‍රෝටියෝම් අතර වෙනස් වීමේ දිශාවට බෙහෙවින් අනුකූල වන බව සඳහන් කිරීම වටී (r = 0.94, P <1.0 × 10-200) (රූපය S3A). වැඩි කරන ලද ප්‍රෝටීන අතර, දත්ත කට්ටල අතර වඩාත්ම ස්ථාවර වෙනස්කම් ඇති ප්‍රෝටීන ප්‍රධාන වශයෙන් glial-rich M5 සහ M18 මොඩියුලවල (MDK, COL25A1, MAPT, NTN1, SMOC1, සහ GFAP) සාමාජිකයන් වේ. අඩු කරන ලද ප්‍රෝටීන අතර, වඩාත්ම ස්ථාවර වෙනස්කම් ඇති අය සම්පූර්ණයෙන්ම පාහේ උපාගම හා සම්බන්ධ M1 මොඩියුලයේ (NPTX2, VGF සහ RPH3A) සාමාජිකයින් විය. අපි බටහිර blotting මගින් midkine (MDK), CD44, ස්‍රාවය කරන ලද frizzled-related protein 1 (SFRP1) සහ VGF හි AD-ආශ්‍රිත වෙනස්කම් තවදුරටත් සත්‍යාපනය කළෙමු (Figure S3B). මොඩියුල සංරක්ෂණ විශ්ලේෂණයෙන් පෙන්නුම් කළේ මොළයේ ප්‍රෝටියෝමයේ ඇති ප්‍රෝටීන් මොඩියුලවලින් (34/44) 80% ක් පමණ අනුරූ දත්ත කට්ටලය තුළ සැලකිය යුතු ලෙස සංරක්ෂණය කර ඇති බවයි (z-score> 1.96, FDR නිවැරදි කරන ලද P <0.05) (රූපය S3C). මෙම මොඩියුලවලින් 14ක් ප්‍රෝටියෝම දෙක අතර විශේෂයෙන් වෙන් කර ඇත (z-score> 10, FDR නිවැරදි කරන ලද P <1.0 × 10−23). සමස්තයක් වශයෙන්, මොළයේ ප්‍රෝටියෝමය අතර අවකල්‍ය ප්‍රකාශනයේ සහ මොඩියුලර් සංයුතියේ ඉහළ මට්ටමේ අනුකූලතාව සොයා ගැනීම සහ අනුකරණය කිරීම AD ඉදිරිපස බාහිකයේ ප්‍රෝටීන වල වෙනස්වීම්වල ප්‍රතිනිෂ්පාදනය ඉස්මතු කරයි. මීට අමතරව, AsymAD සහ වඩාත් දියුණු රෝග ඉතා සමාන මොළයේ ජාල ව්යුහයක් ඇති බව ද තහවුරු විය.
මොළයේ අනුරූ දත්ත කට්ටලයේ අවකල ප්‍රකාශනය පිළිබඳ වඩාත් සවිස්තරාත්මක විශ්ලේෂණයක් මගින් AsymAD ප්‍රෝටීන් වෙනස්කම්වල සැලකිය යුතු මට්ටමක් ඉස්මතු කරයි, AsymAD සහ පාලනය අතර සැලකිය යුතු ලෙස වෙනස් වූ ප්‍රෝටීන 151 ක් ඇතුළුව (P <0.05) (Figure S3D). ඇමයිලොයිඩ් භාරයට අනුකූලව, AsymAD සහ AD හි මොළයේ APP සැලකිය යුතු ලෙස වැඩි විය. MAPT සැලකිය යුතු ලෙස වෙනස් වන්නේ AD හි පමණක් වන අතර, එය පැටලීම් මට්ටම් වැඩි වීම සහ සංජානන පරිහානිය සමඟ එහි දන්නා සහසම්බන්ධතාවයට අනුකූල වේ (5, 7). Glial-rich modules (M5 සහ M18) AsymAD හි වැඩි වූ ප්‍රෝටීන වල බෙහෙවින් පිළිබිඹු වන අතර, නියුරෝන ආශ්‍රිත M1 මොඩියුලය AsymAD හි අඩු වූ ප්‍රෝටීන වල වඩාත්ම නියෝජනය වේ. මෙම AsymAD සලකුණු බොහොමයක් රෝග ලක්ෂණ සහිත රෝග වල විශාල වෙනස්කම් පෙන්නුම් කරයි. මෙම සලකුණු අතර SMOC1, M18 ට අයත් ග්ලියල් ප්‍රෝටීනයක් වන අතර එය මොළයේ පිළිකා සහ ඇස් සහ අත් පා වර්ධනයට සම්බන්ධ වේ (32). MDK යනු සෛල වර්ධනයට සහ M18 හි තවත් සාමාජිකයෙකු වන ඇන්ජියෝජෙනසිස් (33) සම්බන්ධ හෙපරීන්-බන්ධන වර්ධන සාධකයකි. පාලන කණ්ඩායම හා සසඳන විට, AsymAD සැලකිය යුතු ලෙස වැඩි වූ අතර, පසුව AD හි විශාල වැඩිවීමක් දක්නට ලැබේ. ඊට වෙනස්ව, උපාගමික ප්‍රෝටීන නියුරොපෙන්ට්‍රැක්සින් 2 (NPTX2) AsymAD මොළයේ සැලකිය යුතු ලෙස අඩු විය. NPTX2 මීට පෙර ස්නායු පරිහානිය සමඟ සම්බන්ධ වී ඇති අතර උද්දීපන උපාගමයන් (34) මැදිහත් කිරීමේදී පිළිගත් කාර්යභාරයක් ඇත. සමස්තයක් වශයෙන්, මෙම ප්‍රතිඵල මගින් රෝගයේ බරපතලකම සමඟ ප්‍රගතියක් පෙන්නුම් කරන AD හි විවිධ විවිධ පූර්ව සායනික ප්‍රෝටීන් වෙනස්වීම් අනාවරණය වේ.
මොළයේ ප්‍රෝටියෝමය සොයාගැනීමේදී අපි සැලකිය යුතු ප්‍රෝටීන් ආවරණයක් ලබාගෙන ඇති නිසා, අපි ජාල මට්ටමේ AD පිටපත සමඟ එහි අතිච්ඡාදනය වඩාත් සම්පූර්ණයෙන් තේරුම් ගැනීමට උත්සාහ කරමු. එබැවින්, අපි AD (n = 308) සහ පාලන (n = 157) DLPFC පටක (13) හි ජාන 18,204 ක් මයික්‍රෝ අරා මැනීම මගින් අප විසින් කලින් ජනනය කරන ලද මොඩියුලය සමඟ අප සොයාගත් මොළයේ ප්‍රෝටියෝමය සංසන්දනය කළෙමු. අතිච්ඡාදනය වීම. සමස්තයක් වශයෙන්, අපි විවිධ RNA මොඩියුල 20 ක් හඳුනා ගත්තෙමු, ඒවායින් බොහොමයක් නියුරෝන, ඔලිගොඩන්ඩ්‍රොසයිට්, තාරකා සෛල සහ මයික්‍රොග්ලියා ඇතුළු විශේෂිත සෛල වර්ග පොහොසත් කිරීම පෙන්නුම් කරයි (රූපය 3A). AD හි මෙම මොඩියුලවල බහුවිධ වෙනස්කම් රූප සටහන 3B හි දැක්වේ. ගැඹුරු ලේබල් නොකළ MS ප්‍රෝටියෝමය (ප්‍රෝටීන 3000ක් පමණ) (13) භාවිතයෙන් අපගේ පෙර ප්‍රෝටීන්-RNA අතිච්ඡාදනය විශ්ලේෂණයට අනුකූලව, අප සොයා ගත් මොළයේ ප්‍රෝටියෝම් ජාලයේ ඇති මොඩියුල 44 න් බොහොමයක් පිටපත් කිරීමේ ජාලයේ ඇත. සැලකිය යුතු අතිච්ඡාදනයක් නොමැත. මොළයේ ප්‍රෝටියෝමයේ ඉහළ මට්ටමක රඳවා ඇති ප්‍රෝටීන් මොඩියුල 34 අපගේ සොයා ගැනීම සහ අනුකරණය කිරීම, ෆිෂර්ගේ නියම පරීක්ෂණය (FET) සමත් වූයේ 14 (~ 40%) පමණි, පිටපත් කිරීම සමඟ සංඛ්‍යානමය වශයෙන් සැලකිය යුතු අතිච්ඡාදනයක් ඇති බව ඔප්පු විය (රූපය 3A) . DNA හානි අළුත්වැඩියා කිරීම (P-M25 සහ P-M19), ප්‍රෝටීන් පරිවර්තනය (P-M7 සහ P-M20), RNA බන්ධන/බෙදීම (P-M16 සහ P-M21) සහ ප්‍රෝටීන් ඉලක්ක කිරීම (P-M13 සහ P-) සමඟ අනුකූල වේ. M23) පිටපතෙහි ඇති මොඩියුල සමඟ අතිච්ඡාදනය නොවේ. එබැවින්, වත්මන් අතිච්ඡාදනය විශ්ලේෂණයේ (13) ගැඹුරු ප්‍රෝටියෝම් දත්ත කට්ටලයක් භාවිතා වුවද, බොහෝ AD ජාල ප්‍රෝටියෝම පිටපත් ජාලයට සිතියම්ගත කර නොමැත.
(A) අධි ජ්‍යාමිතික FET මගින් AD ට්‍රාන්ස්ක්‍රිප්ටමේ (ඉහළ) RNA මොඩියුලයේ ඇති සෛල වර්ගය-විශේෂිත සලකුණු සාරවත් කිරීම සහ AD මොළයේ RNA (x-axis) සහ ප්‍රෝටීන් (y-axis) මොඩියුල අතර අතිච්ඡාදනය වීමේ මට්ටම පෙන්නුම් කරයි. (පහළ) . රතු සෙවනේ තීව්‍රතාවය ඉහළ පුවරුවේ සෛල වර්ග පොහොසත් කිරීමේ මට්ටම සහ පහළ පුවරුවේ ඇති මොඩියුලවල අතිච්ඡාදනයේ තීව්‍රතාවය පෙන්නුම් කරයි. තරු ලකුණු සංඛ්‍යානමය වැදගත්කම පෙන්නුම් කරයි (P <0.05). (B) එක් එක් පිටපත් කිරීමේ මොඩියුලයේ ලාක්ෂණික ජාන සහ AD තත්ත්වය අතර සහසම්බන්ධතා මට්ටම. වම් පස ඇති මොඩියුල AD (නිල්) සමඟ වඩාත්ම සෘණාත්මකව සහසම්බන්ධ වන අතර දකුණු පස ඇති ඒවා AD (රතු) සමඟ වඩාත්ම ධනාත්මක සහසම්බන්ධ වේ. ලඝු-පරිවර්තනය කරන ලද BH-නිවැරදි P අගය එක් එක් සහසම්බන්ධතාවයේ සංඛ්‍යානමය වැදගත්කමේ තරම පෙන්නුම් කරයි. (C) හවුල් සෛල වර්ග සුපෝෂණය සහිත සැලකිය යුතු අතිච්ඡාදනය වන මොඩියුල. (D) අතිච්ඡාදනය වන මොඩියුලය තුළ ලේබල් කරන ලද ප්‍රෝටීන් (x-අක්ෂය) සහ RNA (y-අක්ෂය) හි log2 ගුණයකින් වෙනස් වීම පිළිබඳ සහසම්බන්ධතා විශ්ලේෂණය. අදාළ P අගය සමඟ පියර්සන් සහසම්බන්ධතා සංගුණකය දර්ශනය වේ. ක්ෂුද්ර, ක්ෂුද්ර ග්රහයා; ආකාශ වස්තූන්, තාරකා සෛල. CT, පාලනය.
බොහෝ අතිච්ඡාදනය වන ප්‍රෝටීන් සහ RNA මොඩියුල සමාන සෛල වර්ග පොහොසත් කිරීමේ පැතිකඩ සහ ස්ථාවර AD වෙනස් කිරීමේ දිශාවන් බෙදා ගනී (රූපය 3, B සහ C). වෙනත් වචන වලින් කිවහොත්, මොළයේ ප්‍රෝටියෝමයේ (PM 1) උපාගම ආශ්‍රිත M1 මොඩියුලය නියුරෝන බහුල සමලිංගික RNA මොඩියුල තුනකට (R-M1, R-M9 සහ R-M16) සිතියම්ගත කර ඇත, ඒවා ක්‍රි.ව දෙකම පෙන්වා ඇත. අඩු වූ මට්ටමක්. ඒ හා සමානව, ග්ලියල්-පොහොසත් M5 සහ M18 ප්‍රෝටීන් මොඩියුල තාරකා සෛල හා ක්ෂුද්‍ර ග්ලියල් සලකුණු (R-M3, R-M7 සහ R-M10) වලින් පොහොසත් RNA මොඩියුල සමඟ අතිච්ඡාදනය වන අතර රෝග වැඩිවීමට බෙහෙවින් සම්බන්ධ වේ. දත්ත කට්ටල දෙක අතර ඇති මෙම බෙදාගත් මොඩියුල ලක්ෂණ මොළයේ ප්‍රෝටියෝමයේ අප නිරීක්ෂණය කර ඇති සෛල වර්ගය පොහොසත් කිරීම සහ රෝග ආශ්‍රිත වෙනස්කම් සඳහා තවදුරටත් සහාය වේ. කෙසේ වෙතත්, මෙම හවුල් මොඩියුලවල තනි සලකුණු වල RNA සහ ප්‍රෝටීන් මට්ටම් අතර සැලකිය යුතු වෙනස්කම් රාශියක් අපි නිරීක්ෂණය කළෙමු. මෙම අතිච්ඡාදනය වන මොඩියුල තුළ ඇති අණු වල ප්‍රෝටෝමික්ස් සහ ට්‍රාන්ස්ක්‍රිප්ටොමික්ස් වල අවකල ප්‍රකාශනයේ සහසම්බන්ධතා විශ්ලේෂණය (රූපය 3D) මෙම නොගැලපීම ඉස්මතු කරයි. උදාහරණයක් ලෙස, APP සහ තවත් ග්ලියල් මොඩියුල ප්‍රෝටීන කිහිපයක් (NTN1, MDK, COL25A1, ICAM1, සහ SFRP1) AD ප්‍රෝටියෝමයේ සැලකිය යුතු වැඩි වීමක් පෙන්නුම් කළ නමුත් AD පිටපතෙහි කිසිදු වෙනසක් සිදු නොවීය. මෙම ප්‍රෝටීන්-විශේෂිත වෙනස්කම් ඇමයිලොයිඩ් ඵලක (23, 35) සමඟ සමීපව සම්බන්ධ විය හැකි අතර, ව්‍යාධිමය වෙනස්කම්වල මූලාශ්‍රය ලෙස ප්‍රෝටියෝමය උද්දීපනය කරයි, සහ මෙම වෙනස්කම් පිටපත් කිරීමෙහි පිළිබිඹු නොවිය හැකිය.
අප විසින් සොයාගත් මොළය සහ CSF ප්‍රෝටියෝමයන් ස්වාධීනව විශ්ලේෂණය කිරීමෙන් පසුව, මොළයේ ජාලයේ ව්‍යාධි භෞතවේදයට අදාළ AD CSF ජෛව සලකුණු හඳුනා ගැනීම සඳහා අපි දත්ත කට්ටල දෙක පිළිබඳ පුළුල් විශ්ලේෂණයක් සිදු කළෙමු. අපි මුලින්ම ප්‍රෝටියෝම දෙකේ අතිච්ඡාදනය නිර්වචනය කළ යුතුයි. CSF AD මොළයේ (4) ස්නායු රසායනික වෙනස්කම් පිළිබිඹු කරන බව පුළුල් ලෙස පිළිගනු ලැබුවද, AD මොළය සහ CSF ප්‍රෝටියෝමය අතර අතිච්ඡාදනය වීමේ නිශ්චිත ප්‍රමාණය අපැහැදිලි ය. අපගේ ප්‍රෝටියෝම දෙකෙහි අනාවරණය වූ හවුල් ජාන නිෂ්පාදන සංඛ්‍යාව සංසන්දනය කිරීමෙන්, මස්තිෂ්ක තරලයේ හඳුනාගත් ප්‍රෝටීන වලින් 70% (n = 1936) පමණ මොළයේ ද ප්‍රමාණනය කර ඇති බව අපට පෙනී ගියේය (රූපය 4A). මෙම අතිච්ඡාදනය වන ප්‍රෝටීන බොහොමයක් (n = 1721) සොයාගැනීමේ මොළයේ දත්ත කට්ටලයෙන් සම ප්‍රකාශන මොඩියුල 44 න් එකකට සිතියම්ගත කර ඇත (රූපය 4B). අපේක්ෂා කළ පරිදි, විශාලතම මොළයේ මොඩියුල හය (M1 සිට M6 දක්වා) CSF අතිච්ඡාදනය විශාලම ප්‍රමාණය ප්‍රදර්ශනය කළේය. කෙසේ වෙතත්, කුඩා මොළයේ මොඩියුල ඇත (උදාහරණයක් ලෙස, M15 සහ M29) අනපේක්ෂිත ලෙස අතිච්ඡාදනය වීමේ ඉහළ මට්ටමක් ලබා ගනී, මොළයේ මොඩියුලයකට වඩා එහි ප්‍රමාණය මෙන් දෙගුණයක් විශාලය. මොළය සහ මස්තිෂ්ක තරලය අතර අතිච්ඡාදනය ගණනය කිරීම සඳහා වඩාත් සවිස්තරාත්මක, සංඛ්‍යානමය වශයෙන් මෙහෙයවන ක්‍රමයක් අනුගමනය කිරීමට මෙය අපව පොලඹවයි.
(A සහ B) සොයාගැනීමේ මොළයේ සහ CSF දත්ත කට්ටලවල අනාවරණය කරගත් ප්‍රෝටීන අතිච්ඡාදනය වේ. මෙම අතිච්ඡාදනය වන ප්‍රෝටීන බොහොමයක් මොළයේ සම ප්‍රකාශන ජාලයේ සම ප්‍රකාශන මොඩියුල 44න් එකකට සම්බන්ධ වේ. (C) මස්තිෂ්ක කොඳු ඇට පෙළේ තරල ප්‍රෝටියෝමය සහ මොළයේ ජාල ප්‍රෝටියෝමය අතර අතිච්ඡාදනය සොයා ගන්න. තාප සිතියමේ සෑම පේළියක්ම අධි ජ්‍යාමිතික FET හි වෙනම අතිච්ඡාදනය විශ්ලේෂණයක් නියෝජනය කරයි. ඉහළ පේළිය මොළයේ මොඩියුලය සහ සමස්ත CSF ප්‍රෝටියෝමය අතර අතිච්ඡාදනය (අළු/කළු සෙවන) නිරූපණය කරයි. දෙවන පේළිය පෙන්නුම් කරන්නේ මොළයේ මොඩියුල සහ CSF ප්‍රෝටීන් (රතු පැහැයෙන් සෙවන ලද) අතර අතිච්ඡාදනය AD හි (P <0.05) සැලකිය යුතු ලෙස නියාමනය කර ඇති බවයි. තුන්වන පේළිය පෙන්නුම් කරන්නේ මොළයේ මොඩියුල සහ CSF ප්‍රෝටීන් (නිල් සෙවන) අතර අතිච්ඡාදනය AD හි (P <0.05) සැලකිය යුතු ලෙස නියාමනය කර ඇති බවයි. FET වෙතින් ලබාගත් P අගය නිවැරදි කිරීමට BH ක්‍රමය භාවිතා කරන්න. (D) සෛල වර්ග ආශ්‍රය සහ අදාළ GO නියමයන් මත පදනම්ව නැමීමේ මොඩියුල පැනලය. CSF ප්‍රෝටියෝමයේ අර්ථවත් අවකල ප්‍රකාශනයක් ඇති මොළය ආශ්‍රිත ප්‍රෝටීන 271ක් මෙම පුවරු වල අඩංගු වේ.
තනි වලිග සහිත FET භාවිතා කරමින්, අපි CSF ප්‍රෝටියෝමය සහ තනි මොළ මොඩියුල අතර ප්‍රෝටීන් අතිච්ඡාදනය වීමේ වැදගත්කම තක්සේරු කළෙමු. විශ්ලේෂණයෙන් හෙළි වූයේ CSF දත්ත කට්ටලයේ ඇති මොළයේ මොඩියුල 14ක සංඛ්‍යානමය වශයෙන් සැලකිය යුතු අතිච්ඡාදනය (FDR ගැලපුම් P <0.05), සහ අතිච්ඡාදනය වන අතිච්ඡාදනය වැදගත්කමට ආසන්න (FDR P = 0.06) (Figure 4C) ඇති බවයි. , ඉහළ පේළිය). වෙනස් ලෙස ප්‍රකාශිත CSF ප්‍රෝටීන සමඟ දැඩි ලෙස අතිච්ඡාදනය වන මොඩියුල ගැන ද අපි උනන්දු වෙමු. එබැවින්, AD හි (i) CSF ප්‍රෝටීන් සැලකිය යුතු ලෙස වැඩි වී ඇති අතර (ii) CSF ප්‍රෝටීන් AD (P <0.05, paired t test AD/control) මොළයේ මොඩියුලවල අර්ථවත් අතිච්ඡාදනය සමඟ සැලකිය යුතු ලෙස අඩු වී ඇත්තේ කුමක්ද යන්න තීරණය කිරීමට අපි අතිරේක FET විශ්ලේෂණයන් දෙකක් යෙදුවෙමු. ඔවුන් අතර. රූප සටහන 4C හි මැද සහ පහළ පේළිවල පෙන්වා ඇති පරිදි, මෙම අතිරේක විශ්ලේෂණයන් පෙන්නුම් කරන්නේ මොළයේ මොඩියුල 44න් 8ක් AD CSF (M12, M1, M2, M18, M5, M44, M33, සහ M38) එකතු කරන ලද ප්‍රෝටීන් සමඟ සැලකිය යුතු ලෙස අතිච්ඡාදනය වන බවයි. . ), මොඩියුල දෙකක් (M6 සහ M15) පමණක් AD CSF හි අඩු කරන ලද ප්‍රෝටීන සමඟ අර්ථවත් අතිච්ඡාදනයක් පෙන්නුම් කරන ලදී. අපේක්ෂා කළ පරිදි, සියලුම මොඩියුල 10 CSF ප්‍රෝටියෝමය සමඟ ඉහළම අතිච්ඡාදනය සහිත මොඩියුල 15 තුළ ඇත. එබැවින්, මෙම මොඩියුල 15 AD මොළයේ ව්‍යුත්පන්න CSF ජෛව සලකුණු වල ඉහළ අස්වැන්නක් ලබා දෙන ප්‍රභවයන් බව අපි උපකල්පනය කරමු.
අපි මෙම අතිච්ඡාදනය වන මොඩියුල 15 WGCNA ගස් ප්‍රස්ථාරයේ ඇති සමීපත්වය සහ සෛල වර්ග සහ ජාන ඔන්ටොලොජි (රූපය 4D) සමඟ ඇති සම්බන්ධය මත පදනම්ව විශාල ප්‍රෝටීන් පැනල් පහකට නැමූවෙමු. පළමු පුවරුවේ නියුරෝන සලකුණු සහ උපාගම ආශ්‍රිත ප්‍රෝටීන (M1 සහ M12) වලින් පොහොසත් මොඩියුල අඩංගු වේ. උපාගමික පැනලයේ සම්පූර්ණ ප්‍රෝටීන 94ක් අඩංගු වන අතර, CSF ප්‍රෝටියෝමයේ මට්ටම් සැලකිය යුතු ලෙස වෙනස් වී ඇති අතර, එය පැනල් පහ අතර මොළය ආශ්‍රිත CSF සලකුණු වල විශාලතම ප්‍රභවය බවට පත් කරයි. දෙවන කණ්ඩායම (M6 සහ M15) "තුවාල සුව කිරීම" (M6) සහ "humoral ප්‍රතිශක්තිකරණ ප්‍රතිචාරය නියාමනය කිරීම" (M15) වැනි අන්තරාසර්ග සෛල සලකුණු සහ සනාල ශරීරය සමඟ සමීප සම්බන්ධතාවයක් පෙන්නුම් කළේය. M15 එන්ඩොතලියම් (36) සමඟ සමීපව සම්බන්ධ වන lipoprotein පරිවෘත්තීය ක්‍රියාවලියට ද බෙහෙවින් සම්බන්ධ වේ. සනාල පුවරුවේ මොළයට සම්බන්ධ CSF සලකුණු 34 ක් අඩංගු වේ. තුන්වන කණ්ඩායමට ඔලිගොඩෙන්ඩ්‍රොසයිට් සලකුණු සහ සෛල ප්‍රගුණනයට සැලකිය යුතු ලෙස සම්බන්ධ වන මොඩියුල (M2 සහ M4) ඇතුළත් වේ. උදාහරණයක් ලෙස, M2 හි ඉහළ මට්ටමේ ඔන්ටොලොජි නියමයන් "ඩීඑන්ඒ ප්‍රතිවර්තනයේ ධනාත්මක නියාමනය" සහ "පියුරීන් ජෛව සංස්ලේෂණ ක්‍රියාවලිය" ඇතුළත් වේ. මේ අතර, M4 හි "ග්ලියල් සෛල අවකලනය" සහ "වර්ණදේහ වෙන් කිරීම" ඇතුළත් වේ. මයිලිනේෂන් පැනලයේ මොළයට සම්බන්ධ CSF සලකුණු 49 ක් අඩංගු වේ.
සිව්වන කාණ්ඩයේ බොහෝ මොඩියුල (M30, M29, M18, M24, සහ M5) අඩංගු වන අතර, සියලුම මොඩියුල පාහේ මයික්‍රොග්ලියා සහ තාරකා සෛල සලකුණු වලින් සැලකිය යුතු ලෙස පොහොසත් වේ. මයිලිනේෂන් පැනලය හා සමානව, සිව්වන පුවරුවේ සෛල ප්‍රගුණනයට සමීපව සම්බන්ධ වන මොඩියුල (M30, M29 සහ M18) ද අඩංගු වේ. මෙම කණ්ඩායමේ අනෙකුත් මොඩියුල "ප්‍රතිශක්තිකරණ බලපෑම් ක්‍රියාවලිය" (M5) සහ "ප්‍රතිශක්තිකරණ ප්‍රතිචාර නියාමනය" (M24) වැනි ප්‍රතිශක්තිකරණ නියමයන්ට බෙහෙවින් සම්බන්ධ වේ. ග්ලියල් ප්‍රතිශක්තිකරණ කාණ්ඩයේ මොළයට සම්බන්ධ CSF සලකුණු 42 ක් අඩංගු වේ. අවසාන වශයෙන්, අවසාන පුවරුවට මොඩියුල හතරේ (M44, M3, M33 සහ M38) මොළයට සම්බන්ධ සලකුණු 52 ක් ඇතුළත් වේ, ඒ සියල්ල බලශක්ති ගබඩා කිරීම සහ පරිවෘත්තීය සම්බන්ධ ශරීරය මත වේ. මෙම මොඩියුලවලින් විශාලතම (M3) මයිටොකොන්ඩ්‍රියාවට සමීපව සම්බන්ධ වන අතර නියුරෝන විශේෂිත සලකුණු වලින් පොහොසත් වේ. M38 යනු මෙම පරිවෘත්තීය ක්‍රියාවලියේ කුඩා මොඩියුල සාමාජිකයින්ගෙන් එකක් වන අතර මධ්‍යස්ථ නියුරෝන විශේෂත්වය ද ප්‍රදර්ශනය කරයි.
සමස්තයක් වශයෙන්, මෙම පුවරු පහ AD බාහිකයේ පුළුල් පරාසයක සෛල වර්ග සහ ක්‍රියාකාරකම් පිළිබිඹු කරන අතර සාමූහිකව මොළයට සම්බන්ධ CSF සලකුණු 271 ක් (වගුව S2G) අඩංගු වේ. මෙම MS ප්‍රතිඵල වල වලංගු භාවය තක්සේරු කිරීම සඳහා, අපි බහුපද හැකියාවන්, ඉහළ සංවේදීතාව සහ විශේෂත්වය සහිත විකලාංග ප්‍රතිදේහ පාදක තාක්ෂණයක් වන proximity extension assay (PEA) භාවිතා කළ අතර, මෙම ජෛව සලකුණු 271 හි උප කුලකයක් අපට සොයාගත් මස්තිෂ්ක තරල සාම්පල නැවත විශ්ලේෂණය කළෙමු. (n = 36). මෙම ඉලක්ක 36 මගින් අපගේ MS-පාදක සොයාගැනීම් (r = 0.87, P = 5.6 × 10-12) සමඟ සමීපව සම්බන්ධ වන PEA හි AD ගුණාකාරයේ වෙනස පෙන්නුම් කරයි, එය අපගේ විස්තීර්ණ MS විශ්ලේෂණයේ ප්‍රතිඵල දැඩි ලෙස තහවුරු කර ඇත (රූපය S4 )
අපගේ කණ්ඩායම් පහ විසින් අවධාරණය කරන ලද ජීව විද්‍යාත්මක තේමාවන්, උපාගමික සංඥාකරණයේ සිට බලශක්ති පරිවෘත්තීය දක්වා, ක්‍රි.ව (1-3) ව්යාධිජනකයට සම්බන්ධ වේ. එමනිසා, මෙම පැනල් අඩංගු මොඩියුල 15ම අප විසින් සොයාගත් මොළයේ ප්‍රෝටියෝමයේ ඇති AD ව්‍යාධි විද්‍යාවට සම්බන්ධ වේ (රූපය 2B). වඩාත්ම කැපී පෙනෙන දෙය නම් අපගේ ග්ලියල් මොඩියුල අතර ඇති ඉහළ ධනාත්මක ව්‍යාධි සහසම්බන්ධය සහ අපගේ විශාලතම නියුරෝන මොඩියුල (M1 සහ M3) අතර ශක්තිමත් සෘණ ව්‍යාධි සහසම්බන්ධයයි. අපගේ ප්‍රතිනිර්මාණය කළ මොළයේ ප්‍රෝටියෝමයේ අවකල ප්‍රකාශන විශ්ලේෂණය (Figure S3D) M5 සහ M18-ව්‍යුත්පන්න ග්ලියල් ප්‍රෝටීන ද ඉස්මතු කරයි. AsymAD සහ රෝග ලක්ෂණ AD වලදී, වැඩිපුරම වැඩි වූ glial ප්‍රෝටීන සහ M1 ආශ්‍රිත උපාගමයන් ප්‍රෝටීන් වඩාත් අඩු වේ. මෙම නිරීක්ෂණ මගින් පෙන්නුම් කරන්නේ කණ්ඩායම් පහ තුළ අප විසින් හඳුනාගෙන ඇති මස්තිෂ්ක තරල සලකුණු 271, මුල් රෝග ලක්ෂණ නොමැති අවධීන් තුළ ඇති වන ඒවා ඇතුළුව AD බාහිකයේ රෝග ක්‍රියාවලීන් හා සම්බන්ධ බවයි.
මොළයේ සහ කොඳු ඇට පෙළේ තරලයේ පැනල් ප්‍රෝටීන වල වෙනස්වන දිශාව වඩා හොඳින් විශ්ලේෂණය කිරීම සඳහා, අපි අතිච්ඡාදනය වන මොඩියුල 15 න් පහත සඳහන් දේ ඇද ගත්තෙමු: (i) මොළයේ දත්ත කට්ටලයේ මොඩියුල බහුලතා මට්ටම සහ (ii) මොඩියුලය සොයා ගන්නා ලදී. ප්‍රෝටීන් වෙනස මස්තිෂ්ක තරලයේ ප්‍රකාශ වේ (රූපය S5). කලින් සඳහන් කළ පරිදි, මොළයේ ඇති මොඩියුල බහුලත්වය හෝ ලාක්ෂණික ප්‍රෝටීන් අගය තීරණය කිරීමට WGCNA භාවිතා කරයි (13). ගිනිකඳු සිතියම මස්තිෂ්ක තරලයේ (AD/control) මොඩියුලර් ප්‍රෝටීන වල අවකල ප්‍රකාශනය විස්තර කිරීමට භාවිතා කරයි. මෙම සංඛ්‍යාවලින් පෙන්නුම් කරන්නේ පුවරු පහෙන් තුනක් මොළයේ සහ කොඳු ඇට පෙළේ විවිධ ප්‍රකාශන ප්‍රවණතා පෙන්වන බවයි. උපාගම පැනලයේ මොඩියුල දෙක (M1 සහ M12) AD මොළයේ බහුලතා මට්ටමේ අඩුවීමක් පෙන්නුම් කරයි, නමුත් AD CSF හි වැඩි ප්‍රෝටීන් සමඟ සැලකිය යුතු ලෙස අතිච්ඡාදනය වේ (Figure S5A). පරිවෘත්තීය (M3 සහ M38) අඩංගු නියුරෝන ආශ්‍රිත මොඩියුල සමාන මොළයේ සහ මස්තිෂ්ක තරල ප්‍රකාශන රටා නොගැලපෙන බව පෙන්නුම් කළේය (රූපය S5E). එහි මොඩියුල (M6 සහ M15) AD මොළයේ මධ්‍යස්ථව වැඩි වී ඇති අතර රෝගී CSF හි අඩු වුවද, සනාල පුවරුව ද විවිධ ප්‍රකාශන ප්‍රවණතා පෙන්නුම් කළේය (Figure S5B). ඉතිරි පැනල් දෙකෙහි විශාල ග්ලියල් ජාල අඩංගු වන අතර ඒවායේ ප්‍රෝටීන් මැදිරි දෙකෙහිම නිරන්තරව නියාමනය කරනු ලැබේ (රූපය S5, C සහ D).
මෙම පැනලවල ඇති සියලුම සලකුණු සඳහා මෙම ප්‍රවණතා පොදු නොවන බව කරුණාවෙන් සලකන්න. නිදසුනක් ලෙස, උපාගමික පැනලයට AD මොළයේ සහ CSF හි සැලකිය යුතු ලෙස අඩු කරන ලද ප්‍රෝටීන කිහිපයක් ඇතුළත් වේ (Figure S5A). මෙම පහළ-නියාමනය කරන ලද මස්තිෂ්ක තරල සලකුණු අතර M1 හි NPTX2 සහ VGF සහ M12 හි chromogranin B වේ. කෙසේ වෙතත්, මෙම ව්‍යතිරේක තිබියදීත්, අපගේ උපාගම සලකුණු බොහොමයක් AD කොඳු ඇට පෙළේ තරලය තුළ ඉහළ ගොස් ඇත. සමස්තයක් වශයෙන්, මෙම විශ්ලේෂණයන් අපගේ එක් එක් පැනල් පහේ මොළයේ සහ මස්තිෂ්ක තරල මට්ටම්වල සංඛ්‍යානමය වශයෙන් සැලකිය යුතු ප්‍රවණතා වෙන්කර හඳුනා ගැනීමට සමත් විය. මෙම ප්‍රවණතා AD හි මොළය සහ CSF ප්‍රෝටීන් ප්‍රකාශනය අතර සංකීර්ණ සහ බොහෝ විට වෙනස් සම්බන්ධය ඉස්මතු කරයි.
ඉන්පසුව, අපි අපගේ ජෛව සලකුණු 271 කට්ටලය වඩාත් පොරොන්දු වූ සහ ප්‍රතිනිෂ්පාදනය කළ හැකි ඉලක්ක වෙත පටු කිරීමට (රූප සටහන 5A) අධි ක්‍රියාකාරී MS ප්‍රතිනිර්මාණ විශ්ලේෂණය (CSF අනුවර්තනය 1) භාවිතා කළෙමු. CSF පිටපත 1 හි පාලනය, AsymAD සහ AD cohort (වගුව S1A) ඇතුළුව Emory Goizueta ADRC වෙතින් සාම්පල 96 ක් අඩංගු වේ. මෙම AD අවස්ථා මෘදු සංජානන පරිහානිය මගින් සංලක්ෂිත වේ (මධ්‍යන්‍ය MoCA, 20.0 ± 3.8), සහ මස්තිෂ්ක තරලයේ (වගුව S1A) තහවුරු කරන ලද AD ජෛව සලකුණු වල වෙනස්වීම්. අප සොයාගත් CSF විශ්ලේෂණයට පටහැනිව, මෙම අනුකරණය සිදු කරනු ලබන්නේ තනි සාම්පල වල ප්‍රතිශක්තිකරණ අවශ්‍යතාවය ඉවත් කරන සරල කළ නියැදි සකස් කිරීමේ ප්‍රොටෝකෝලයක් ඇතුළුව වඩාත් කාර්යක්ෂම සහ ඉහළ-නිපදවන “තනි-වෙඩි” MS ක්‍රමයක් (නොබැඳි ඛණ්ඩනයකින් තොරව). . ඒ වෙනුවට, අඩු බහුල ප්‍රෝටීන වල සංඥා විස්තාරණය කිරීම සඳහා තනි ප්‍රතිශක්තිකරණ ක්ෂය වූ “වැඩිදියුණු කිරීමේ නාලිකාවක්” භාවිතා කරයි (37). එය සම්පූර්ණ ප්‍රෝටියෝම ආවරණය අඩු කළද, මෙම තනි-වෙඩි ක්‍රමය යන්ත්‍ර කාලය සැලකිය යුතු ලෙස අඩු කරන අතර ශක්‍ය විශ්ලේෂණය කළ හැකි TMT-ලේබල් කළ සාම්පල ගණන වැඩි කරයි (17, 38). සමස්තයක් වශයෙන්, විශ්ලේෂණයෙන් පෙප්ටයිඩ 6,487 ක් හඳුනාගෙන ඇති අතර, එය අවස්ථා 96 කදී ප්‍රෝටියෝම් 1,183 දක්වා සිතියම්ගත කර ඇත. අප විසින් සොයා ගන්නා ලද CSF විශ්ලේෂණයේ දී මෙන්, සාම්පල වලින් අවම වශයෙන් 50% ක ප්‍රමාණාත්මක ප්‍රෝටීන පමණක් පසුව ගණනය කිරීම් වලට ඇතුළත් කර ඇති අතර, වයස සහ ස්ත්‍රී පුරුෂ භාවයේ බලපෑම් සඳහා දත්ත ප්‍රතිස්ථාපනය කරන ලදී. මෙය ප්‍රෝටියෝම් 792ක අවසාන ප්‍රමාණනයට තුඩු දුන් අතර ඉන් 95%ක් සොයා ගන්නා ලද CSF දත්ත කට්ටලයෙන් ද හඳුනා ගන්නා ලදී.
(A) මොළය ආශ්‍රිත CSF ප්‍රෝටීන් ඉලක්ක පළමු ප්‍රතිනිර්මාණය කරන ලද CSF සමූහයේ සත්‍යාපනය කර අවසන් පැනලයට ඇතුළත් කර ඇත (n = 60). (B සිට E දක්වා) පැනල ජෛව සලකුණු මට්ටම් (සංයුක්ත z-ලකුණු) CSF අනුකරණ සමූහ හතරෙන් මනිනු ලැබේ. යුගලනය කරන ලද t-පරීක්ෂණ හෝ ANOVA සමඟ Tukey ගේ පශ්චාත්-නිවැරදි කිරීම් එක් එක් අනුපිටපත් විශ්ලේෂණයේ බහුල වෙනස්කම්වල සංඛ්‍යානමය වැදගත්කම ඇගයීම සඳහා භාවිතා කරන ලදී. CT, පාලනය.
අපගේ 271 මොළය ආශ්‍රිත CSF ඉලක්ක සවිස්තරාත්මක විශ්ලේෂණයක් හරහා සත්‍යාපනය කිරීමට අපි විශේෂයෙන් උනන්දු වන බැවින්, මෙම අනුරූ ප්‍රෝටියෝමය තවදුරටත් පරීක්ෂා කිරීම මෙම සලකුණු වලට සීමා කරන්නෙමු. මෙම ප්‍රෝටීන 271 අතුරින්, 100ක් CSF ප්‍රතිනිර්මාණයේදී අනාවරණය කර ගන්නා ලදී. S6A මඟින් පාලනය සහ AD ප්‍රතිනිර්මාණ සාම්පල අතර මෙම අතිච්ඡාදනය වන සලකුණු 100 හි අවකල ප්‍රකාශනය පෙන්වයි. උපාගමික සහ පරිවෘත්තීය හිස්ටෝන AD හි වැඩිපුරම වැඩි වන අතර සනාල ප්‍රෝටීන් රෝග වලදී වඩාත්ම අඩු වේ. අතිච්ඡාදනය වන සලකුණු 100 න් බොහෝමයක් (n = 70) දත්ත කට්ටල දෙකෙහි වෙනස් වීමේ දිශාවම පවත්වා ගෙන ගියේය (රූපය S6B). මෙම වලංගු 70 මොළය ආශ්‍රිත CSF සලකුණු (වගුව S2H) බොහෝ දුරට කලින් නිරීක්ෂණය කරන ලද පැනල ප්‍රකාශන ප්‍රවණතා, එනම් සනාල ප්‍රෝටීන වල පහළ-නියාමනය සහ අනෙකුත් සියලුම පැනලවල ඉහළ-නියාමනය පිළිබිඹු කරයි. මෙම වලංගු ප්‍රෝටීන 70 න් 10 ක් පමණක් මෙම පැනල ප්‍රවණතාවලට පටහැනි වූ AD බහුලතාවයේ වෙනස්කම් පෙන්නුම් කළේය. මොළයේ සහ මස්තිෂ්ක කොඳු ඇට පෙළේ තරලයේ සමස්ත ප්‍රවණතාවය වඩාත් හොඳින් පිළිබිඹු කරන පැනලයක් උත්පාදනය කිරීම සඳහා, අපි මෙම ප්‍රෝටීන 10 අපි අවසානයේ සත්‍යාපනය කළ උනන්දුව ඇති මණ්ඩලයෙන් බැහැර කළෙමු (රූපය 5A). එබැවින්, අපගේ මණ්ඩලයට අවසානයේ විවිධ නියැදි සකස් කිරීම සහ MS වේදිකා විශ්ලේෂණය භාවිතා කරමින් ස්වාධීන CSF AD cohorts දෙකක සත්‍යාපනය කරන ලද ප්‍රෝටීන 60 ක් ඇතුළත් වේ. CSF පිටපත් 1 පාලන සහ AD අවස්ථාවන්හි මෙම අවසාන පැනලවල z-ස්කෝර් ප්‍රකාශන බිම් කොටස් අප සොයාගත් CSF සමූහයේ නිරීක්ෂණය කළ පැනල ප්‍රවණතාවය තහවුරු කරන ලදී (රූපය 5B).
මෙම ප්‍රෝටීන 60 අතර, බොහෝ අධ්‍යයනයන්හි (39-41) AD සමඟ සම්බන්ධ වී ඇති ප්‍රදාහකාරී සයිටොකයින් වන ඔස්ටියෝපොන්ටින් (SPP1) සහ උපාගමික ප්‍රෝටීනයක් වන GAP43 වැනි AD හා සම්බන්ධ අණු ඇත. එය පැහැදිලිවම ස්නායු පරිහානියට සම්බන්ධ වේ (42). වඩාත් සම්පුර්ණයෙන්ම සත්‍යාපනය කරන ලද ප්‍රෝටීන් වන්නේ ඇමයෝට්‍රොෆික් පාර්ශ්වික ස්ක්ලෙරෝසිස් (ALS) ආශ්‍රිත සුපර් ඔක්සයිඩ් ඩිස්මියුටේස් 1 (SOD1) සහ පාකින්සන් රෝගය ආශ්‍රිත ඩෙසැචරේස් (PARK7) වැනි අනෙකුත් ස්නායු විකෘතිතා රෝගවලට සම්බන්ධ සලකුණු වේ. SMOC1 සහ මොළයෙන් පොහොසත් පටල ඇමිණුම් සංඥා ප්‍රෝටීන් 1 (BASP1) වැනි තවත් බොහෝ සලකුණු ස්නායු විකෘතියට පෙර සම්බන්ධකම් සීමා කර ඇති බව අපි තහවුරු කර ඇත්තෙමු. CSF ප්‍රෝටියෝමයේ ඇති අඩු සමස්ථ බහුලත්වය හේතුවෙන්, MAPT සහ වෙනත් AD-ආශ්‍රිත ප්‍රෝටීන (උදාහරණයක් ලෙස, NEFL සහ NRGN) විශ්වාසදායක ලෙස හඳුනා ගැනීමට මෙම අධි-ත්‍රෝගී තනි-වෙඩි හඳුනාගැනීමේ ක්‍රමය භාවිතා කිරීම අපට අපහසු බව සඳහන් කිරීම වටී. ) (43, 44).
පසුව අපි මෙම ප්‍රමුඛතා පුවරු සලකුණු 60 අතිරේක අනුරූ විශ්ලේෂණ තුනකින් පරීක්ෂා කළෙමු. CSF පිටපත 2 හි, අපි Emory Goizueta ADRC (17) වෙතින් 297 පාලන සහ AD සාම්පලවල ස්වාධීන සමූහයක් විශ්ලේෂණය කිරීමට තනි TMT-MS භාවිතා කළෙමු. CSF ප්‍රතිනිර්මාණය 3 හි 120 පාලන සහ AD රෝගීන් ස්විට්සර්ලන්තයේ (45) සිට ලබා ගත හැකි TMT-MS දත්ත නැවත විශ්ලේෂණයක් ඇතුළත් විය. අපි එක් එක් දත්ත කට්ටලය තුළ ප්‍රමුඛතා සලකුණු 60 න් තුනෙන් දෙකකට වඩා අනාවරණය කර ගත්තෙමු. ස්විස් අධ්‍යයනය විවිධ MS වේදිකා සහ TMT ප්‍රමාණකරණ ක්‍රම (45, 46) භාවිතා කළද, අපි අපගේ පැනල ප්‍රවණතා නැවත නැවත විශ්ලේෂණ දෙකකින් ප්‍රබල ලෙස ප්‍රතිනිෂ්පාදනය කළෙමු (රූපය 5, C සහ D, සහ වගු S2, I, සහ J) . අපගේ කණ්ඩායමේ රෝග විශේෂත්වය තක්සේරු කිරීම සඳහා, පාලනය (n = 18) සහ AD (n = 17) අවස්ථා පමණක් නොව, PD (n = 17) ඇතුළත් සිව්වන අනුකරණ දත්ත කට්ටලය (CSF අනුවර්තනය 4) විශ්ලේෂණය කිරීමට අපි TMT-MS භාවිතා කළෙමු. n = 14)), ALS (n = 18) සහ frontotemporal dementia (FTD) සාම්පල (n = 11) (වගුව S1A). අපි මෙම සමූහයේ ඇති පැනල් ප්‍රෝටීනවලින් තුනෙන් දෙකක් පමණ සාර්ථකව ප්‍රමාණ කළෙමු (60 න් 38). මෙම ප්‍රතිඵල මගින් ජෛව මාර්කර් පැනල් පහේම AD-විශේෂිත වෙනස්කම් ඉස්මතු කරයි (රූපය 5E සහ S2K වගුව). පරිවෘත්තීය කාණ්ඩයේ වැඩි වීම ප්‍රබලම AD විශේෂත්වය පෙන්නුම් කළ අතර පසුව මයිලිනේෂන් සහ ග්ලියල් කාණ්ඩය පෙන්නුම් කරයි. තරමක් දුරට, FTD මෙම පැනල් අතර වැඩි වීමක් පෙන්නුම් කරයි, එය සමාන විභව ජාල වෙනස්කම් පිළිබිඹු කළ හැකිය (17). ඊට ප්‍රතිවිරුද්ධව, ALS සහ PD පාලන කණ්ඩායමට සමාන මයිලිනේෂන්, ග්ලියල් සහ පරිවෘත්තීය පැතිකඩ පෙන්වයි. සමස්තයක් වශයෙන්, නියැදි සකස් කිරීම, MS වේදිකාව සහ TMT ප්‍රමාණ කිරීමේ ක්‍රමවල වෙනස්කම් තිබියදීත්, මෙම නැවත නැවත කරන ලද විශ්ලේෂණයන් පෙන්නුම් කරන්නේ අපගේ ප්‍රමුඛතා පැනල් සලකුණු 500කට වැඩි අද්විතීය CSF සාම්පලවල ඉතා ස්ථාවර AD-විශේෂිත වෙනස්කම් ඇති බවයි.
සංජානන රෝග ලක්ෂණ ආරම්භ වීමට වසර කිහිපයකට පෙර AD ස්නායු විකෘතිය පුළුල් ලෙස හඳුනාගෙන ඇත, එබැවින් AsymAD හි ජෛව සලකුණු සඳහා හදිසි අවශ්‍යතාවයක් පවතී (5, 31). කෙසේ වෙතත්, වැඩි වැඩියෙන් සාක්ෂි පෙන්නුම් කරන්නේ AsymAD හි ජීව විද්‍යාව සමජාතීය නොවන බවයි, සහ අවදානම් සහ ඔරොත්තු දීමේ සංකීර්ණ අන්තර්ක්‍රියා පසුකාලීන රෝගයේ ප්‍රගතියේ විශාල තනි වෙනස්කම් වලට තුඩු දෙයි (47). AsymAD සිද්ධීන් හඳුනා ගැනීම සඳහා භාවිතා කළද, මූලික CSF ජෛව මාර්කර් මට්ටම් (Aβ1-42, සම්පූර්ණ tau සහ p-tau) ඩිමෙන්ශියාවට (4, 7) ප්‍රගතියක් ලබා දෙන්නේ කවුරුන්ද යන්න විශ්වාසදායක ලෙස පුරෝකථනය කළ හැකි බව ඔප්පු වී නැත, එය තවත් වැඩි විය හැකිය. මෙම ජනගහනයේ අවදානම නිවැරදිව වර්ගීකරණය කිරීම සඳහා මොළයේ කායික විද්‍යාවේ බහුවිධ අංශ මත පදනම් වූ පරිපූර්ණ ජෛව සලකුණු මෙවලම් ඇතුළත් කිරීම අවශ්‍ය වේ. එබැවින්, අපි පසුව CSF පිටපතෙහි AsymAD ජනගහනය තුළ අපගේ AD-වලංගු කළ ජෛව මාර්කර් පැනලය විශ්ලේෂණය කළෙමු. මෙම AsymAD අවස්ථා 31 අසාමාන්‍ය මූලික ජෛව සලකුණු මට්ටම් (Aβ1–42/total tau ELISA අනුපාතය, <5.5) සහ සම්පූර්ණ සංජානනය (මධ්‍යන්‍ය MoCA, 271111111111 දක්වා) පෙන්නුම් කරන ලදී. ± 2.2) (වගුව S1A). මීට අමතරව, AsymAD සහිත සියලුම පුද්ගලයින්ට සායනික ඩිමෙන්ශියා ලකුණු 0 ඇත, එයින් පෙන්නුම් කරන්නේ දෛනික සංජානන හෝ ක්‍රියාකාරී ක්‍රියාකාරිත්වයේ අඩුවීමක් පිළිබඳ සාක්ෂි නොමැති බවයි.
අපි මුලින්ම AsymAD cohort ඇතුළුව CSF අනුරූ 96 හි වලංගු පැනල මට්ටම් විශ්ලේෂණය කළෙමු. AsymAD කාණ්ඩයේ පැනල් කිහිපයක සැලකිය යුතු AD වැනි බහුල වෙනස්කම් ඇති බව අපට පෙනී ගියේය, සනාල පැනලය AsymAD හි පහතට නැඹුරුවක් පෙන්නුම් කරන අතර අනෙක් සියලුම පැනල් ඉහළට නැඹුරුවක් පෙන්නුම් කළේය (රූපය 6A). එබැවින්, සියලුම පැනල ELISA Aβ1-42 සහ සම්පූර්ණ tau මට්ටම් (Figure 6B) සමඟ ඉතා වැදගත් සහසම්බන්ධයක් පෙන්නුම් කළේය. ඊට වෙනස්ව, කණ්ඩායම සහ MoCA ලකුණු අතර සහසම්බන්ධය සාපේක්ෂව දුර්වල ය. මෙම විශ්ලේෂණවලින් වඩාත් කැපී පෙනෙන සොයාගැනීම්වලින් එකක් වන්නේ AsymAD සහයෝගීතාවයේ විශාල පරාසයක පැනල බහුලත්වයයි. රූප සටහන 6A හි පෙන්වා ඇති පරිදි, AsymAD කාණ්ඩයේ පැනල මට්ටම සාමාන්‍යයෙන් පාලක කණ්ඩායමේ සහ AD කාණ්ඩයේ පැනල මට්ටම තරණය කරයි, සාපේක්ෂව ඉහළ විචල්‍යතාවයක් පෙන්වයි. AsymAD හි මෙම විෂමතාවය තවදුරටත් ගවේෂණය කිරීම සඳහා, අපි 96 CSF අනුකරණ 1 අවස්ථා සඳහා බහුමාන පරිමාණ (MDS) විශ්ලේෂණය යෙදුවෙමු. MDS විශ්ලේෂණය මඟින් දත්ත කට්ටලයේ ඇති ඇතැම් විචල්‍යයන් මත පදනම් වූ අවස්ථා අතර සමානත්වය දෘශ්‍යමාන කිරීමට ඉඩ සලසයි. මෙම පොකුරු විශ්ලේෂණය සඳහා, අපි භාවිතා කරන්නේ CSF සොයාගැනීම් සහ අනුකරණය 1 ප්‍රෝටියෝම් (n = 29) (වගුව S2L) මට්ටමේ සංඛ්‍යානමය වශයෙන් සැලකිය යුතු වෙනසක් ඇති (P <0.05, AD/control) වලංගු කළ පැනල් සලකුණු පමණි. මෙම විශ්ලේෂණය අපගේ පාලනය සහ AD අවස්ථා අතර පැහැදිලි අවකාශීය පොකුරු ඇති කළේය (රූපය 6C). ඊට ප්‍රතිවිරුද්ධව, සමහර AsymAD අවස්ථා පැහැදිලිවම පාලන කණ්ඩායම තුළ පොකුරු කර ඇති අතර අනෙක් ඒවා AD අවස්ථා වල පිහිටා ඇත. මෙම AsymAD විෂමතාවය තවදුරටත් ගවේෂණය කිරීම සඳහා, අපි මෙම AsymAD සිද්ධි කණ්ඩායම් දෙකක් නිර්වචනය කිරීමට අපගේ MDS සිතියම භාවිතා කළෙමු. පළමු කණ්ඩායමට පාලනයට (n = 19) සමීපව ඇති AsymAD අවස්ථා ඇතුළත් වූ අතර, දෙවන කණ්ඩායම AD (n = 12) ට ආසන්න සලකුණු පැතිකඩක් සහිත AsymAD අවස්ථා මගින් සංලක්ෂිත විය.
(A) AsymAD ඇතුළුව CSF ප්‍රතිනිර්මාණ 1 සමූහයේ සියලුම සාම්පල 96 තුළ CSF ජෛව සලකුණු සමූහයේ ප්‍රකාශන මට්ටම (z-ලකුණු). ටුකේගේ පශ්චාත්-නිවැරදි කිරීම් සමඟ ඇති විචලනය විශ්ලේෂණය පැනල බහුල වෙනස්කම්වල සංඛ්‍යානමය වැදගත්කම ඇගයීම සඳහා භාවිතා කරන ලදී. (B) ELISA Aβ1-42 සහ CSF 1 සාම්පලවල MoCA ලකුණු සහ සම්පූර්ණ tau මට්ටම සමඟ පැනල ප්‍රෝටීන බහුලතා මට්ටම (z-ස්කෝර්) සහසම්බන්ධතා විශ්ලේෂණය. අදාළ P අගය සමඟ පියර්සන් සහසම්බන්ධතා සංගුණකය දර්ශනය වේ. (C) 96 CSF පිටපත් 1 අවස්ථා වල MDS පදනම් වී ඇත්තේ වලංගු කළ පැනල් සලකුණු 29 ක බහුල මට්ටම් මත වන අතර, සොයාගැනීම් සහ CSF පිටපත් 1 දත්ත කට්ටල [P <0.05 AD/control (CT)] යන දෙකෙහිම සැලකිය යුතු ලෙස වෙනස් විය. මෙම විශ්ලේෂණය AsymAD කණ්ඩායම පාලන (n = 19) සහ AD (n = 12) උප කණ්ඩායම් වලට බෙදීමට භාවිතා කරන ලදී. (D) AsymAD උප සමූහ දෙක අතර -log10 සංඛ්‍යාන P අගයට සාපේක්ෂව log2 ගුණයකින් වෙනස් වීම (x-axis) සහිත සියලුම CSF ප්‍රතිනිර්මාණ 1 ප්‍රෝටීන වල අවකල ප්‍රකාශනය ගිනිකඳු කුමන්ත්‍රණය පෙන්වයි. පැනල ජෛව සලකුණු වර්ණ ගැන්වේ. (E) CSF ප්‍රතිනිර්මාණය 1 තේරීම් කණ්ඩායම් ජෛව සලකුණු වල බහුලතා මට්ටම AsymAD උප කණ්ඩායම් අතර වෙනස් ලෙස ප්‍රකාශ වේ. සංඛ්‍යානමය වැදගත්කම තක්සේරු කිරීම සඳහා Tukeyගේ විචලනය පිළිබඳ පශ්චාත්-ගැළපුම් විශ්ලේෂණය භාවිතා කරන ලදී.
අපි මෙම පාලනය සහ AD වැනි AsymAD අවස්ථා අතර අවකල ප්‍රෝටීන් ප්‍රකාශනය පරීක්ෂා කළෙමු (රූපය 6D සහ S2L වගුව). එහි ප්රතිඵලයක් වශයෙන් ගිනිකඳු සිතියම පෙන්නුම් කරන්නේ කණ්ඩායම් දෙක අතර පුවරු සලකුණු 14 ක් සැලකිය යුතු ලෙස වෙනස් වී ඇති බවයි. මෙම සලකුණු වලින් බොහොමයක් උපාගම සහ පරිවෘත්තීය සාමාජිකයින් වේ. කෙසේ වෙතත්, පිළිවෙලින් මයිලින් සහ ග්ලියල් ප්‍රතිශක්තිකරණ කණ්ඩායම්වල සාමාජිකයින් වන SOD1 සහ myristoylated alanine-rich protein kinase C substrate (MARCKS), මෙම කාණ්ඩයට අයත් වේ (රූපය 6, D සහ E) . AE බන්ධන ප්‍රෝටීන් 1 (AEBP1) සහ අනුපූරක පවුලේ සාමාජික C9 ඇතුළුව AD-වැනි AsymAD කාණ්ඩයේ සැලකිය යුතු ලෙස අඩු කරන ලද සලකුණු දෙකක් ද සනාල පැනලය දායක විය. ELISA AB1-42 (P = 0.38) සහ p-tau (P = 0.28) හි පාලනය සහ AD-වැනි AsymAD උප සමූහ අතර සැලකිය යුතු වෙනසක් නොතිබුණද, සම්පූර්ණ tau මට්ටමේ (P = 0.0031) සැලකිය යුතු වෙනසක් ඇත. ) (රූපය S7). AsymAD උප සමූහ දෙක අතර වෙනස්කම් සම්පූර්ණ tau මට්ටම්වලට වඩා වැදගත් බව පෙන්නුම් කරන පැනල් සලකුණු කිහිපයක් තිබේ (උදාහරණයක් ලෙස, YWHAZ, SOD1, සහ MDH1) (රූපය 6E). සමස්තයක් වශයෙන්, මෙම ප්‍රතිඵල පෙන්නුම් කරන්නේ අපගේ වලංගු කළ පුවරුවේ රෝග ලක්ෂණ නොමැති රෝග ඇති රෝගීන්ගේ උප වර්ගය සහ විභව අවදානම් ස්ථරීකරණය කළ හැකි ජෛව සලකුණු අඩංගු විය හැකි බවයි.
AD පිටුපස ඇති විවිධ ව්‍යාධි භෞතවේදය වඩා හොඳින් මැනීමට සහ ඉලක්ක කිරීමට පද්ධති මත පදනම් වූ ජෛව සලකුණු මෙවලම් සඳහා හදිසි අවශ්‍යතාවයක් පවතී. මෙම මෙවලම් අපගේ AD රෝග විනිශ්චය රාමුව වෙනස් කිරීමට පමණක් නොව, ඵලදායී, රෝගියාට විශේෂිත වූ ප්‍රතිකාර ක්‍රමෝපායන් අනුගමනය කිරීම ප්‍රවර්ධනය කිරීමටද අපේක්ෂා කෙරේ (1, 2). මේ සඳහා, අපි AD මොළයට සහ CSF වෙත අපක්ෂපාතී විස්තීරණ ප්‍රෝටෝමික්ස් ප්‍රවේශයක් යෙදුවෙමු, මොළය පදනම් කරගත් ව්‍යාධි භෞතවේදය පුළුල් පරාසයක් පිළිබිඹු කරන වෙබ් පාදක CSF ජෛව සලකුණු හඳුනා ගැනීමට. අපගේ විශ්ලේෂණය මගින් CSF ජෛව මාර්කර් පැනල් පහක් නිපදවන ලදී, (i) උපාගම, රුධිර නාල, මයිලින්, ප්‍රතිශක්තිකරණ සහ පරිවෘත්තීය අක්‍රියතාව පිළිබිඹු කරයි; (ii) විවිධ MS වේදිකා මත ශක්තිමත් ප්‍රතිනිෂ්පාදනය විදහා දැක්වීම; (iii) ක්‍රි.ව. මුල් සහ අවසාන අවධීන් පුරාවට ප්‍රගතිශීලී රෝග-විශේෂිත වෙනස්කම් පෙන්වන්න. සමස්තයක් වශයෙන්, මෙම සොයාගැනීම් AD පර්යේෂණ සහ සායනික යෙදුම් සඳහා විවිධ, විශ්වාසදායක, වෙබ්-නැඹුරු ජෛව සලකුණු මෙවලම් සංවර්ධනය කිරීම සඳහා පොරොන්දු වූ පියවරක් නියෝජනය කරයි.
අපගේ ප්‍රතිඵල මගින් AD මොළයේ ජාල ප්‍රෝටියෝමයේ ඉහළ සංරක්‍ෂිත සංවිධානයක් පෙන්නුම් කරන අතර එය පද්ධති මත පදනම් වූ ජෛව සලකුණු සංවර්ධනය සඳහා නැංගුරමක් ලෙස භාවිතා කිරීමට සහාය වේ. අපගේ විශ්ලේෂණයෙන් පෙන්නුම් කරන්නේ AD සහ AsymAD මොළයේ අඩංගු ස්වාධීන TMT-MS දත්ත කට්ටල දෙකක් ශක්තිමත් මොඩියුලරියක් ඇති බවයි. මෙම සොයාගැනීම් අපගේ පෙර කාර්යය දිගු කරයි, ඉදිරිපස, ප්‍රාචීරය සහ තාවකාලික බාහිකයේ බහු ස්වාධීන සමූහයන්ගෙන් මොළයේ පටක 2,000 කට වඩා වැඩි ප්‍රමාණයක බලවත් මොඩියුල සංරක්ෂණය කිරීම පෙන්නුම් කරයි (17). මෙම සම්මුති ජාලය ග්ලියල්-පොහොසත් ගිනි අවුලුවන මොඩියුලවල වැඩි වීම සහ නියුරෝන-පොහොසත් මොඩියුලවල අඩුවීම ඇතුළුව වත්මන් පර්යේෂණවල නිරීක්ෂණය කරන ලද විවිධ රෝග සම්බන්ධ වෙනස්කම් පිළිබිඹු කරයි. වර්තමාන පර්යේෂණ මෙන්ම, මෙම මහා පරිමාණ ජාලයද AsymAD හි සැලකිය යුතු මොඩියුලර් වෙනස්කම් දක්වයි, විවිධ පූර්ව සායනික ව්‍යාධි භෞතවේදය (17) පෙන්වයි.
කෙසේ වෙතත්, මෙම අතිශය ගතානුගතික පද්ධතිය පදනම් වූ රාමුව තුළ, විශේෂයෙන් ක්‍රි.ව. මුල් අවධියේ සිටින පුද්ගලයන් අතර, වඩාත් සියුම් ජීව විද්‍යාත්මක විෂමතාවයක් පවතී. අපගේ ජෛව සලකුණු පැනලයට AsymAD හි උප කණ්ඩායම් දෙකක් නිරූපණය කිරීමට හැකි වේ, එය බහු CSF සලකුණු වල සැලකිය යුතු අවකල ප්‍රකාශනය පෙන්නුම් කරයි. Core AD biomarkers මට්ටමින් පැහැදිලි නොවූ මෙම උප කණ්ඩායම් දෙක අතර ජීව විද්‍යාත්මක වෙනස්කම් ඉස්මතු කිරීමට අපගේ කණ්ඩායමට හැකි විය. පාලන කණ්ඩායම හා සසඳන විට, මෙම AsymAD පුද්ගලයින්ගේ Aβ1-42/සම්පූර්ණ tau අනුපාත අසාමාන්‍ය ලෙස අඩු විය. කෙසේ වෙතත්, AsymAD උප කණ්ඩායම් දෙක අතර සම්පූර්ණ tau මට්ටම් පමණක් සැලකිය යුතු ලෙස වෙනස් වූ අතර Aβ1-42 සහ p-tau මට්ටම් සාපේක්ෂව සංසන්දනාත්මකව පැවතුනි. ඉහළ CSF tau Aβ1-42 මට්ටම් (7) ට වඩා සංජානන රෝග ලක්ෂණ පිළිබඳ වඩා හොඳ පුරෝකථනයක් ලෙස පෙනෙන බැවින්, AsymAD සහයෝගිතා දෙකට රෝග වර්ධනයේ විවිධ අවදානම් තිබිය හැකි යැයි අපි සැක කරමු. අපගේ AsymAD හි සීමිත නියැදි ප්‍රමාණය සහ කල්පවත්නා දත්ත නොමැතිකම හේතුවෙන්, මෙම නිගමන විශ්වාසයෙන් යුතුව ලබා ගැනීමට වැඩිදුර පර්යේෂණ අවශ්‍ය වේ. කෙසේ වෙතත්, මෙම ප්‍රතිඵලවලින් පෙන්නුම් කරන්නේ පද්ධතිය පදනම් කරගත් CSF පැනලයකට රෝගයේ රෝග ලක්ෂණ නොමැති අවධියේදී පුද්ගලයන් ඵලදායී ලෙස ස්ථරීකරණය කිරීමේ අපගේ හැකියාව වැඩිදියුණු කළ හැකි බවයි.
සමස්තයක් වශයෙන්, අපගේ සොයාගැනීම් AD හි ව්‍යාධිජනකයේ බහු ජීව විද්‍යාත්මක ක්‍රියාකාරකම්වල භූමිකාවට සහාය වේ. කෙසේ වෙතත්, අක්‍රමික බලශක්ති පරිවෘත්තීය අපගේ වලංගු ලේබල් පැනල් පහේම ප්‍රමුඛ තේමාව බවට පත් විය. පරිවෘත්තීය ප්‍රෝටීන, එනම් hypoxanthine-guanine phosphoribosyltransferase 1 (HPRT1) සහ lactate dehydrogenase A (LDHA) වඩාත් ශක්තිමත්ව තහවුරු කරන ලද උපාගමික ජෛව සලකුණු වන අතර, AD CSF හි වැඩි වීම ඉතා ඉහළ ප්‍රතිනිෂ්පාදනය කළ හැකි ලිංගිකත්වය බව පෙන්නුම් කරයි. අපගේ රුධිර වාහිනී සහ ග්ලියල් පැනල් වල ඔක්සිකාරක ද්‍රව්‍යවල පරිවෘත්තීය ක්‍රියාවලියට සම්බන්ධ සලකුණු කිහිපයක් ද අඩංගු වේ. මෙම සොයාගැනීම් නියුරෝනවල ඉහළ ශක්ති ඉල්ලුම සපුරාලීමට පමණක් නොව, තාරකා සෛලවල සහ අනෙකුත් ග්ලියල් සෛලවල (17, 48) ඉහළ ශක්ති ඉල්ලුම සපුරාලීම සඳහා සමස්ත මොළයේ පරිවෘත්තීය ක්‍රියාවලීන් ඉටු කරන ප්‍රධාන කාර්යභාරයට අනුකූල වේ. මයිටොකොන්ඩ්‍රියල් ආබාධ, ග්ලියල්-මැදිහත් වූ දැවිල්ල සහ සනාල හානි ඇතුළුව AD හි ව්‍යාධිජනක ක්‍රියාවලියට සම්බන්ධ ප්‍රධාන ක්‍රියාවලීන් කිහිපයක් අතර මූලික සම්බන්ධය වන්නේ රෙඩොක්ස් විභවයේ වෙනස්වීම් සහ ශක්ති මාර්ගවල බාධා කිරීම් විය හැකි බවට වර්ධනය වන සාක්ෂිවලට අපගේ ප්‍රතිඵල සහාය දක්වයි (49). මීට අමතරව, පරිවෘත්තීය මස්තිෂ්ක තරල ජෛව සලකුණු වල අපගේ පාලනය සහ AD-වැනි AsymAD උප කණ්ඩායම් අතර අවකල්‍ය පොහොසත් ප්‍රෝටීන විශාල ප්‍රමාණයක් අඩංගු වන අතර, රෝගයේ පූර්ව සායනික අවධියේදී මෙම ශක්තිය සහ රෙඩොක්ස් මාර්ග කඩාකප්පල් කිරීම තීරණාත්මක විය හැකි බව යෝජනා කරයි.
අප නිරීක්ෂණය කර ඇති විවිධ මොළයේ සහ මස්තිෂ්ක තරල පුවරු ප්‍රවණතා ද සිත්ගන්නා ජීව විද්‍යාත්මක ඇඟවුම් ඇත. නියුරෝන වලින් පොහොසත් උපාගම සහ පරිවෘත්තීය AD මොළයේ මට්ටම් අඩු වන අතර මස්තිෂ්ක තරලයේ බහුලත්වය වැඩි වේ. නියුරෝන ඒවායේ විශේෂිත සංඥා (50) සඳහා ශක්තිය සැපයීම සඳහා උපාගමවල ශක්තිය නිපදවන මයිටොකොන්ඩ්‍රියා වලින් පොහොසත් බැවින්, මෙම නියුරෝන කණ්ඩායම් දෙකෙහි ප්‍රකාශන පැතිකඩවල සමානත්වය අපේක්ෂා කෙරේ. නියුරෝන නැතිවීම සහ හානියට පත් සෛල නිස්සාරණය කිරීමෙන් පසුකාලීන රෝග වල මෙම මොළයේ සහ CSF පැනල් ප්‍රවණතා පැහැදිලි කළ හැකි නමුත් අප නිරීක්ෂණය කරන මුල් පැනල වෙනස්කම් ඔවුන්ට පැහැදිලි කළ නොහැක (13). මුල් රෝග ලක්ෂණ නොමැති රෝග වලදී මෙම සොයාගැනීම් සඳහා විය හැකි එක් පැහැදිලි කිරීමක් වන්නේ අසාමාන්‍ය උපාගමික කප්පාදුවයි. මූසික ආකෘතිවල නව සාක්ෂිවලින් පෙනී යන්නේ මයික්‍රොග්ලියා-මැදිහත් වූ උපාගමික ෆාගෝසයිටෝසිස් AD හි අසාමාන්‍ය ලෙස ක්‍රියාත්මක විය හැකි අතර මොළයේ මුල් උපාගම නැතිවීමට හේතු විය හැකි බවයි (51). මෙම ඉවතලන උපාගමික ද්‍රව්‍යය CSF තුළ එකතු විය හැක, එම නිසා නියුරෝන පුවරුවේ CSF වැඩි වීම අපි නිරීක්ෂණය කරමු. ප්‍රතිශක්තිකරණ-මධ්‍යගත උපාගමික කප්පාදුව මගින් රෝග ක්‍රියාවලිය පුරාවටම මොළයේ සහ මස්තිෂ්ක තරලයේ අප නිරීක්ෂණය කරන ග්ලියල් ප්‍රෝටීනවල වැඩි වීම අර්ධ වශයෙන් පැහැදිලි කළ හැක. උපාගමික කප්පාදුවට අමතරව, exocytic මාර්ගයෙහි සමස්ත අසාමාන්‍යතා ද ස්නායු සලකුණු වල විවිධ මොළයේ සහ CSF ප්‍රකාශනවලට හේතු විය හැක. AD මොළයේ ව්‍යාධිජනකයේ එක්සෝසෝම් වල අන්තර්ගතය වෙනස් වී ඇති බව අධ්‍යයන ගණනාවක් පෙන්වා දී ඇත (52). බාහිර සෛලීය මාර්ගය ද Aβ (53, 54) ව්‍යාප්තියට සම්බන්ධ වේ. එක්සෝසෝමල් ස්‍රාවය මර්දනය කිරීම AD සම්ප්‍රේෂණ මූසික ආකෘතිවල AD-වැනි ව්යාධිවේදය අඩු කළ හැකි බව සඳහන් කිරීම වටී (55).
ඒ අතරම, සනාල පුවරුවේ ඇති ප්‍රෝටීන් AD මොළයේ මධ්‍යස්ථ වැඩි වීමක් පෙන්නුම් කළ නමුත් CSF හි සැලකිය යුතු ලෙස අඩු විය. රුධිර මොළයේ බාධක (BBB) ​​අක්රිය වීම මෙම සොයාගැනීම් අර්ධ වශයෙන් පැහැදිලි කළ හැකිය. බොහෝ ස්වාධීන පශ්චාත් මරණ පරීක්ෂණ මානව අධ්‍යයනයන් AD හි BBB බිඳවැටීම පෙන්නුම් කර ඇත (56, 57). මෙම අධ්‍යයනයන් මගින් මොළයේ කේශනාලිකා කාන්දු වීම සහ රුධිරයෙන් බෝවන ප්‍රෝටීන වල පරිවාහිනී සමුච්චය ඇතුළුව, එන්ඩොතලියම් සෛලවල තදින් මුද්‍රා තැබූ තට්ටුව වටා ඇති විවිධ අසාමාන්‍ය ක්‍රියාකාරකම් තහවුරු කරන ලදී (57). මොළයේ ඇති සනාල ප්‍රෝටීන් සඳහා මෙය සරල පැහැදිලි කිරීමක් ලබා දිය හැකි නමුත් මස්තිෂ්ක තරලයේ මෙම ප්‍රෝටීනම ක්ෂය වීම සම්පූර්ණයෙන්ම පැහැදිලි කළ නොහැක. එක් හැකියාවක් නම්, වැඩිවන දැවිල්ල හා ඔක්සිකාරක ආතතිය පිළිබඳ ගැටළුව විසඳීම සඳහා මධ්යම ස්නායු පද්ධතිය ක්රියාකාරීව මෙම අණු හුදකලා කිරීමයි. මෙම මණ්ඩලයේ සමහර දරුණු CSF ප්‍රෝටීන අඩු කිරීම, විශේෂයෙන් lipoprotein නියාමනයට සම්බන්ධ ඒවා, හානිකර මට්ටමේ දැවිල්ල වැළැක්වීම සහ ප්‍රතික්‍රියාශීලී ඔක්සිජන් විශේෂවල ස්නායු ආරක්ෂණ ක්‍රියාවලියට සම්බන්ධ වේ. මෙය Paroxonase 1 (PON1), සංසරණයෙහි ඔක්සිකාරක ආතති මට්ටම් අඩු කිරීම සඳහා වගකිව යුතු lipoprotein බන්ධන එන්සයිමය සඳහා සත්‍ය වේ (58, 59). Alpha-1-microglobulin/bikunin පූර්වගාමියා (AMBP) යනු සනාල කාණ්ඩයේ තවත් සැලකිය යුතු අඩු-නියාමනය කරන ලද සලකුණකි. එය ලිපිඩ ප්‍රවාහක බිකුනින් හි පූර්වගාමියා වන අතර එය දැවිල්ල මර්දනය කිරීම සහ ස්නායු ආරක්‍ෂාව සඳහා ද සම්බන්ධ වේ (60, 61).
විවිධ රසවත් උපකල්පන තිබියදීත්, ජෛව රසායනික රෝග යාන්ත්‍රණයන් සෘජුව හඳුනා ගැනීමට නොහැකි වීම, සොයාගැනීම් මත පදනම් වූ ප්‍රෝටෝමික්ස් විශ්ලේෂණයේ ප්‍රසිද්ධ සීමාවකි. එබැවින්, මෙම ජෛව මාර්කර් පැනල් පිටුපස ඇති යාන්ත්‍රණයන් විශ්වාසයෙන් යුතුව නිර්වචනය කිරීම සඳහා වැඩිදුර පර්යේෂණ අවශ්‍ය වේ. MS මත පදනම් වූ සායනික විශ්ලේෂණයේ සංවර්ධනය කරා ගමන් කිරීම සඳහා, අනාගත දිශාවට වරණාත්මක හෝ සමාන්තර ප්‍රතික්‍රියා නිරීක්ෂණ (62) වැනි මහා පරිමාණ ජෛව සලකුණු සත්‍යාපනය සඳහා ඉලක්කගත ප්‍රමාණාත්මක ක්‍රම භාවිතා කිරීම අවශ්‍ය වේ. මෙහි විස්තර කර ඇති බොහෝ CSF ප්‍රෝටීන් වෙනස්කම් වලංගු කිරීමට අපි මෑතකදී සමාන්තර ප්‍රතික්‍රියා නිරීක්ෂණ (63) භාවිතා කළෙමු. YWHAZ, ALDOA, සහ SMOC1 ඇතුළුව ප්‍රමුඛතා පැනල ඉලක්ක කිහිපයක් සැලකිය යුතු නිරවද්‍යතාවයකින් ප්‍රමාණ කර ඇත, ඒවා පිළිවෙලින් අපගේ උපාගම, පරිවෘත්තීය සහ දැවිල්ල පැනල් වෙත සිතියම් ගත කරයි (63). ස්වාධීන දත්ත අත්පත් කර ගැනීම (DIA) සහ අනෙකුත් MS මත පදනම් වූ උපාය මාර්ග ද ඉලක්ක සත්‍යාපනය සඳහා ප්‍රයෝජනවත් විය හැකිය. බඩ් සහ අල්. (64) අපගේ CSF සොයාගැනීම් දත්ත කට්ටලය තුළ හඳුනාගෙන ඇති AD ජෛව සලකුණුකරුවන් සහ විවිධ යුරෝපීය කණ්ඩායම් තුනක CSF සාම්පල 200කට ආසන්න ප්‍රමාණයකින් සමන්විත ස්වාධීන DIA-MS දත්ත කට්ටලය අතර සැලකිය යුතු අතිච්ඡාදනයක් ඇති බව මෑතකදී පෙන්නුම් කරන ලදී. මෙම මෑත අධ්‍යයනයන් විශ්වාසදායක MS-පාදක අනාවරණයක් බවට පරිවර්තනය වීමට අපගේ පැනලවල විභවය සඳහා සහාය වේ. සාම්ප්‍රදායික ප්‍රතිදේහ සහ aptamer මත පදනම් වූ හඳුනාගැනීම ප්‍රධාන AD ජෛව සලකුණු තවදුරටත් වර්ධනය කිරීම සඳහා වැදගත් වේ. CSF හි අඩු බහුලත්වය හේතුවෙන්, අධි-නිලධාරී MS ක්‍රම භාවිතයෙන් මෙම ජෛව සලකුණු හඳුනා ගැනීම වඩාත් අපහසු වේ. NEFL සහ NRGN යනු අඩු බහුල CSF ජෛව සලකුණු සඳහා උදාහරණ දෙකකි, ඒවා අපගේ විස්තීර්ණ විශ්ලේෂණයේදී පැනලයට සිතියම්ගත කර ඇත, නමුත් අපගේ තනි MS උපාය මාර්ගයෙන් විශ්වාසදායක ලෙස අනාවරණය කර ගත නොහැක. PEA වැනි බහුවිධ ප්‍රතිදේහ මත පදනම් වූ ඉලක්ක උපාය මාර්ග මෙම සලකුණු වල සායනික පරිවර්තනය ප්‍රවර්ධනය කළ හැක.
සමස්තයක් වශයෙන්, මෙම අධ්‍යයනය විවිධ පද්ධති මත පදනම්ව CSF AD ජෛව සලකුණු හඳුනා ගැනීම සහ සත්‍යාපනය කිරීම සඳහා අද්විතීය ප්‍රෝටෝමික්ස් ප්‍රවේශයක් සපයයි. අමතර AD cohorts සහ MS වේදිකා හරහා මෙම සලකුණු පැනල ප්‍රශස්ත කිරීම AD අවදානම් ස්ථරීකරණය සහ ප්‍රතිකාර ඉදිරියට ගෙන යාමට පොරොන්දු විය හැකිය. කාලයාගේ ඇවෑමෙන් මෙම පැනලවල කල්පවත්නා මට්ටම ඇගයීමට ලක් කරන අධ්‍යයනයන් මුල් රෝග අවදානම සහ රෝගයේ බරපතලකම වෙනස් කිරීම වඩාත් සුදුසු වන්නේ කුමන සලකුණු සංයෝජනයද යන්න තීරණය කිරීම සඳහා ඉතා වැදගත් වේ.
CSF විසින් පිටපත් කරන ලද සාම්පල 3 හැර, මෙම අධ්‍යයනයේදී භාවිතා කරන ලද සියලුම CSF සාම්පල Emory ADRC හෝ සමීපව සම්බන්ධ පර්යේෂණ ආයතනවල අනුග්‍රහය යටතේ එකතු කරන ලදී. මෙම ප්‍රෝටෝමික්ස් අධ්‍යයනයන්හි දී Emory CSF සාම්පල කට්ටල හතරක් භාවිතා කරන ලදී. CSF සහයෝගීතාව නිරෝගී පාලනයන් 20 දෙනෙකුගේ සහ AD රෝගීන් 20 දෙනෙකුගේ සාම්පල අඩංගු බව සොයා ගන්නා ලදී. CSF පිටපත 1 හි සෞඛ්‍ය සම්පන්න පාලන 32 ක්, AsymAD පුද්ගලයින් 31 ක් සහ AD පුද්ගලයින් 33 කින් සාම්පල ඇතුළත් වේ. CSF පිටපත 2 හි පාලන 147 ක් සහ AD සාම්පල 150 ක් අඩංගු වේ. බහු-රෝග CSF ප්‍රතිනිර්මාණ 4 කණ්ඩායමට පාලන 18 ක්, 17 AD, 19 ALS, 13 PD සහ FTD සාම්පල 11 ක් ඇතුළත් විය. Emory විශ්ව විද්‍යාලයේ ආයතනික සමාලෝචන මණ්ඩලය විසින් අනුමත කරන ලද ගිවිසුමට අනුව, Emory අධ්‍යයනයට සහභාගී වූ සියලුම දෙනා දැනුවත් කැමැත්ත ලබා ගත්හ. ඇල්සයිමර් මධ්‍යස්ථාන (https://alz.washington.edu/BiospecimenTaskForce.html) සඳහා 2014 ජාතික වයස්ගත වීමේ හොඳම පුහුණු මාර්ගෝපදේශ වලට අනුව, මස්තිෂ්ක තරලය ලුම්බිම් සිදුරු මගින් එකතු කර ගබඩා කර ඇත. පාලනය සහ AsymAD සහ AD රෝගීන් Emory Cognitive Neurology Clinic හෝ Goizueta ADRC හි ප්‍රමිතිගත සංජානන තක්සේරුවක් ලබා ගත්හ. ඔවුන්ගේ මස්තිෂ්ක තරල සාම්පල ELISA Aβ1-42 සඳහා INNO-BIA AlzBio3 Luminex විසින් පරීක්ෂා කරන ලදී, සම්පූර්ණ tau සහ p-tau විශ්ලේෂණය (65 ). ELISA අගයන් ස්ථාපිත AD biomarker cut-off නිර්ණායක (66, 67) මත පදනම්ව විෂයයන් නිර්ණය කිරීමේ වර්ගීකරණයට සහාය වීමට භාවිතා කරයි. අනෙකුත් CSF රෝග විනිශ්චය සඳහා මූලික ජනවිකාස සහ රෝග විනිශ්චය දත්ත (FTD, ALS, සහ PD) Emory ADRC හෝ අනුබද්ධ පර්යේෂණ ආයතනවලින් ද ලබා ගනී. මෙම Emory CSF සිද්ධි සඳහා සාරාංශ සිද්ධි පාරදත්ත S1A වගුවෙන් සොයාගත හැක. ස්විට්සර්ලන්ත CSF අනුකරණ 3 සමූහයේ ලක්ෂණ කලින් ප්‍රකාශයට පත් කර ඇත (45).
CSF නියැදිය සොයා ගත්තේය. CSF දත්ත කට්ටලය පිළිබඳ අපගේ සොයාගැනීමේ ගැඹුර වැඩි කිරීම සඳහා, ට්‍රයිප්සිනීකරණයට පෙර අධි බහුල ප්‍රෝටීන වල ප්‍රතිශක්තිකරණ පරිභෝජනය සිදු කරන ලදී. කෙටියෙන් කිවහොත්, තනි තනි CSF සාම්පල 40කින් CSF 130 μl සහ High Select Top14 Abundance Protein Depletion Resin (Thermo Fisher Scientific, A36372) සමාන පරිමාවක් (130 μl) භ්‍රමණ තීරුවක (Thermo Fisher Scientific, A898868) කාමරයේ තැන්පත් කරන ලදී. උෂ්ණත්වය ඉන්කියුබේට්). මිනිත්තු 15 ක් කැරකීමෙන් පසු, විනාඩි 2 ක් සඳහා නියැදිය ග්රෑම් 1000 ට කේන්ද්රාපසාරී කරන්න. මිනිත්තු 30ක් සඳහා ග්‍රෑම් 14,000ක කේන්ද්‍රාපසාරී කිරීමෙන් අපද්‍රව්‍ය සාම්පලය සාන්ද්‍රණය කිරීමට 3K අති කේන්ද්‍රාපසාරී පෙරහන උපාංගයක් (මිලිපෝර්, UFC500396) භාවිතා කරන ලදී. සියලුම නියැදි වෙළුම් පොස්පේට් බෆරඩ් සේලයින් සමඟ 75 μl දක්වා තනුක කරන්න. නිෂ්පාදකයාගේ ප්‍රොටෝකෝලය (Thermo Fisher Scientific) අනුව bicinchoninic අම්ලය (BCA) ක්‍රමය මගින් ප්‍රෝටීන් සාන්ද්‍රණය ඇගයීමට ලක් කරන ලදී. සියලුම සාම්පල 40 න් ඇති ප්‍රතිශක්ති විරහිත CSF (60 μl) ලයිසිල් එන්ඩොපෙප්ටයිඩේස් (LysC) සහ ට්‍රිප්සින් සමඟ දිරවන ලදී. කෙටියෙන් කිවහොත්, නියැදිය 1.2 μl 0.5 M tris-2 (-carboxyethyl) -phosphine සහ 3 μl 0.8 M chloroacetamide සමඟ 90 ° C දී විනාඩි 10 ක් අඩු කර ඇල්කයිලේට් කර, පසුව විනාඩි 15 ක් ජල ස්නානයක සොනිකේට් කර ඇත. නියැදිය 193 μl 8 M යූරියා බෆරය [8 M යූරියා සහ 100 mM NaHPO4 (pH 8.5)] සමඟ අවසාන සාන්ද්‍රණය 6 M යූරියා දක්වා තනුක කර ඇත. LysC (4.5 μg; Wako) කාමර උෂ්ණත්වයේ දී එක රැයකින් දිරවීම සඳහා භාවිතා වේ. ඉන්පසු නියැදිය 50 mM ඇමෝනියම් බයිකාබනේට් (ABC) (68) සමඟ යූරියා 1 M ට තනුක කරන ලදී. ට්‍රයිප්සින් (ප්‍රොමේගා) සමාන ප්‍රමාණයක් (4.5 μg) එකතු කරන්න, ඉන්පසු නියැදිය පැය 12 ක් පුර්ව ලියාපදිංචි කරන්න. දිරවන ලද පෙප්ටයිඩ ද්‍රාවණය 1% ෆෝමික් අම්ලය (FA) සහ 0.1% ට්‍රයිෆ්ලෝරෝඇසිටික් අම්ලය (TFA) (66) හි අවසාන සාන්ද්‍රණයකට ආම්ලනය කරන්න, පසුව ඉහත විස්තර කර ඇති පරිදි 50 mg Sep-Pak C18 තීරුවකින් (Waters) ලුණු ඉවත් කරන්න (25) . ඉන්පසුව පෙප්ටයිඩය 50% ඇසිටොනයිට්‍රයිල් (ACN) මිලි ලීටර් 1 කින් ඉවත් කරන ලදී. කාණ්ඩ (25) හරහා ප්‍රෝටීන් ප්‍රමාණකරණය ප්‍රමිතිගත කිරීම සඳහා, CSF සාම්පල 40 න් 100 μl ඇල්කොට් මිශ්‍ර නියැදියක් ජනනය කිරීම සඳහා ඒකාබද්ධ කරන ලද අතර, එය ගෝලීය අභ්‍යන්තර සම්මත (GIS) (48) සාම්පල පහකට බෙදා ඇත. සියලුම තනි සාම්පල සහ ඒකාබද්ධ සම්මතයන් අධිවේගී රික්තක (Labconco) මගින් වියලනු ලැබේ.
CSF නියැදිය පිටපත් කරයි. Dayon සහ සගයන් විසින් CSF පිටපත් 3 සාම්පල (45, 46) හි ප්‍රතිශක්තිකරණ ක්ෂය වීම සහ ජීර්ණය විස්තර කර ඇත. ඉතිරි අනුරූ සාම්පල තනි තනිව ප්‍රතිශක්තිය අඩු වී නැත. පෙර (17) විස්තර කර ඇති පරිදි ට්‍රිප්සින් වල මෙම ඉවත් නොකළ සාම්පල ජීර්ණය කරන්න. සෑම පුනරාවර්තන විශ්ලේෂණයක් සඳහාම, එක් එක් සාම්පලයෙන් එලියුටඩ් පෙප්ටයිඩයේ 120 μl ඇල්කොට් එකට එකතු කර TMT-ලේබල් කරන ලද ගෝලීය අභ්‍යන්තර ප්‍රමිතිය (48) ලෙස භාවිතා කිරීම සඳහා සමාන වෙළුම් ඇල්කොට් වලට බෙදා ඇත. සියලුම තනි සාම්පල සහ ඒකාබද්ධ සම්මතයන් අධිවේගී රික්තක (Labconco) මගින් වියලනු ලැබේ. අඩු බහුල CSF ප්‍රෝටීනයේ සංඥාව වැඩි දියුණු කිරීම සඳහා, එක් එක් සාම්පලයෙන් 125 μl ඒකාබද්ධ කිරීමෙන්, එක් එක් අනුරූ විශ්ලේෂණය සඳහා “වැඩිදියුණු කළ” නියැදියක් සකස් කරන ලදී [එනම්, පර්යේෂණ නියැදිය අනුකරණය කරන ජීව විද්‍යාත්මක නියැදියක්, නමුත් පවතින ප්‍රමාණය වන්නේ වඩා විශාල (37, 69)] මිශ්‍ර CSF නියැදියකට ඒකාබද්ධ විය (17). පසුව මිශ්‍ර නියැදිය ඉහළ තෝරාගත් Top14 බහුල ප්‍රෝටීන් ඉවත් කිරීමේ දුම්මල (Thermo Fisher Scientific, A36372) මිලි ලීටර් 12 ක් භාවිතයෙන් ප්‍රතිශක්තිකරණ ඉවත් කරන ලදී, ඉහත විස්තර කර ඇති පරිදි ජීර්ණය කර, පසුව බහු TMT ලේබල් කිරීමෙහි ඇතුළත් කර ඇත.