Cudurka Alzheimers (AD) waxa uu ka maqan yahay biomarkers borotiinka oo ka tarjumaya pathophysiology-ga hoose ee kala duwan, taas oo caqabad ku ah horumarka ogaanshaha iyo daaweynta. Halkan, waxaanu isticmaalnaa borotiimooyin dhammaystiran si loo aqoonsado dareeraha maskaxda ee maskaxda (CSF) biomarkers kuwaas oo u taagan tiro balaadhan oo ah cilmi-nafsiyeedka AD. Isku-dheellitirnaanta mass spectrometry ee isku-dhafan ayaa lagu aqoonsaday qiyaastii 3,500 iyo ku dhawaad 12,000 borotiino gudaha AD CSF iyo maskaxda, siday u kala horreeyaan. Falanqaynta shabakada ee borotiinka maskaxda ayaa xalliyey 44 qaybood oo kala duwanaanshaha noolaha, 15 ka mid ah kuwaas oo ku dul wareegay proteome dareeraha cerebrospinal. Calaamadaha CSF AD ee qaybahan is-dul-saaran waxaa loo laalaabey shan kooxood oo borotiin ah, kuwaas oo ka dhigan habab kala duwan oo jireed. Isku-dhafka iyo dheef-shiid kiimikaadka ku jira maskaxda AD ayaa hoos u dhacaya, laakiin CSF-gu wuu kordhaa, halka glial-hodan-ka-hortagga myelination iyo kooxaha difaaca ee maskaxda iyo CSF ay kordho. Joogteynta iyo gaarnimada cudurka ee isbeddelada guddiga ayaa lagu xaqiijiyay in ka badan 500 oo muunado CSF oo dheeri ah. Kooxahani waxay sidoo kale aqoonsadeen kooxo-hoosaadyada noolaha ee asymptomatic AD. Guud ahaan, natiijooyinkani waa tallaabo rajo leh oo loo qaaday aaladaha biomarker-ku-saleysan shabakadda ee codsiyada caafimaad ee AD.
Cudurka Alzheimers (AD) waa sababta ugu badan ee waallida neurodegenerative adduunka oo dhan waxaana lagu gartaa cillado badan oo nidaamka noolaha ah, oo ay ku jiraan gudbinta synaptika, difaaca glial-dhexdhexaadinta, iyo dheef-shiid kiimikaadka mitochondrial (1-3). Si kastaba ha noqotee, biomarkers-ka borotiinka ee la aasaasay ayaa wali diiradda saaraya ogaanshaha borotiinka amyloid iyo tau, sidaas darteed kama tarjumi karo cudurkaan cudurada kala duwan. Kuwan biomarkers borotiinka "core" ee sida ugu kalsoonida badan loogu qiyaaso dareeraha cerebrospinal (CSF) waxaa ka mid ah (i) amyloid beta peptide 1-42 (Aβ1-42), taas oo ka tarjumaysa samaynta lakabyada amyloid cortical; (ii) wadarta tau, calaamad muujinaysa xumaanshaha axon; (iii) phospho-tau (p-tau), wakiilka cudurada tau hyperphosphorylation (4-7). Inkasta oo kuwan biomarkers dareeraha maskaxda ee maskaxda ay si weyn u fududeeyeen ogaanshaha cudurrada borotiinka AD ee "calaamadeysan" (4-7), waxay kaliya u taagan yihiin qayb yar oo ka mid ah bayoolaji kakan ee ka dambeeya cudurka.
La'aanta kala duwanaanshaha pathophysiological ee AD biomarkers waxay keentay caqabado badan, oo ay ku jiraan (i) awood la'aanta in la aqoonsado lana qiyaaso kala duwanaanta noolaha ee bukaannada AD, (ii) qiyaasta ku filan ee darnaanta cudurka iyo horumarka, gaar ahaan marxaladda hore, iyo ( iii) horumarinta dawooyinka daweynta ee ku guuldareystay inay si buuxda u xalliyaan dhammaan dhinacyada sii xumaanaya dareemayaasha. Ku-tiirsanaantayada pathology-ga taariikhiga ah si aan u qeexno AD cudurada la xiriira ayaa kaliya sii xumeynaya dhibaatooyinkan. Caddaymo badan oo badan ayaa muujinaya in badi dadka waayeelka ah ee waallida qaba ay leeyihiin wax ka badan hal astaamood oo bahal ah oo hoos u dhaca garashada (8). Ilaa 90% ama in ka badan oo ka mid ah shakhsiyaadka qaba AD pathology waxay sidoo kale qabaan cudurrada xididdada dhiigga, TDP-43 ku darida, ama cudurrada kale ee hoos u dhaca (9). Qaybahaas sare ee is-dul-qaadashada cudurrada ayaa carqaladeeyay qaab-dhismeedka ogaanshaha cudurka waallida ee hadda, waxaana loo baahan yahay qeexitaan cudur-siyeed oo dhammaystiran oo cudurka ah.
Iyadoo la eegayo baahida degdega ah ee noocyada kala duwan ee biomarkers AD, goobta ayaa si sii kordheysa u qaadanaysa habka "omics" ee ku salaysan nidaamka guud si loo ogaado biomarkers. Accelerated Pharmaceutical Partnership (AMP-AD Alliance) waxaa la bilaabay 2014 oo safka hore kaga jira barnaamijka. Dadaalkan kala duwan ee ay wadaan machadyada caafimaadka, tacliinta, iyo warshadaha waxay ujeedadoodu tahay in la isticmaalo xeelado ku salaysan nidaamka si ay si fiican u qeexaan pathophysiology ee AD iyo horumarinta falanqaynta ogaanshaha noolaha iyo xeeladaha daaweynta (10). Iyada oo qayb ka ah mashruucan, proteomics shabakadu waxay noqotay qalab rajo leh oo loogu talagalay horumarinta biomarkers ku salaysan nidaamka AD. Habkan xogta ku dhisan eex la'aanta ah ayaa habaysa xogta boroteomics-ka adag ee kooxo ama "modules" borotiinada la wada muujiyay kuwaas oo la xidhiidha noocyada unugyada gaarka ah, xubnaha, iyo hawlaha noolaha (11-13). Ku dhawaad 12 daraasadood oo qani ku ah cilmiga borotoomiyada shabakada ayaa lagu sameeyay maskaxda AD (13-23). Guud ahaan, falanqayntaasi waxay tilmaamaysaa in boroteome shabakada maskaxda AD ay ku hayso urur qaabaysan oo aad loo ilaaliyo oo ka kooban kooxo madax-banaan iyo gobollo badan oo kortikal ah. Intaa waxaa dheer, qaar ka mid ah qaybahan waxay muujinayaan isbeddelada dib loo soo saari karo ee tirada badan ee la xidhiidha AD ee qaybaha xogta, taasoo ka tarjumaysa pathophysiology ee cudurro badan. Si wada jir ah, natiijooyinkani waxay muujinayaan bar barroosin oo rajo leh oo loogu talagalay helitaanka borotiinka shabakadda maskaxda oo ah biomarker-ku-saleysan nidaamka AD.
Si loo beddelo boroteomka maskaxda AD oo loo beddelo biomarkers nidaam-ku-saleysan caafimaad ahaan faa'iido leh, waxaan isku darnay shabakadda maskaxda ka soo jeeda iyo falanqaynta borotiinka AD CSF. Habkan isku dhafan ayaa horseeday aqoonsiga shan qaybood oo rajo leh oo CSF biomarkers ah kuwaas oo la xidhiidha noocyo badan oo cilmi-nafsiyeedka ku salaysan maskaxda, oo ay ku jiraan synapses, xididdada dhiigga, miyir-beelka, caabuqa, iyo cillad la'aanta waddooyinka dheef-shiid kiimikaadka. Waxaan si guul leh u ansixinay baallayaashan biomarker annagoo adeegsanayna baaritaanno badan oo ku-noqosho ah, oo ay ku jiraan in ka badan 500 oo muunado CSF ah oo laga soo qaaday cudurrada neurodegenerative ee kala duwan. Falanqaynta ansaxintan waxaa ka mid ah baarista bartilmaameedyada kooxda ee CSF ee bukaanada qaba asymptomatic AD (AsymAD) ama muujinta caddaynta ururinta amyloid aan caadi ahayn ee jawi garashada caadiga ah. Falanqayntan waxay muujinaysaa kala duwanaanshaha bayooloji ee muhiimka ah ee dadka AsymAD waxayna aqoonsadaan calaamadaha guddiga kuwaas oo awood u leh inay hoos u dhigaan shakhsiyaadka marxaladaha hore ee cudurka. Guud ahaan, natiijooyinkani waxay ka dhigan yihiin tallaabo muhiim ah oo ku saabsan horumarinta qalabka biomarker borotiinka oo ku salaysan nidaamyo badan oo si guul leh u xallin kara caqabado badan oo bukaan-socod ah oo soo food saartay AD.
Ujeedada ugu weyn ee daraasaddan ayaa ah in la aqoonsado biomarkers dheecaanka cerebrospinal cusub oo ka tarjumaya pathophysiology kala duwan ee maskaxda ku salaysan oo u horseeda AD. Jaantuska S1 waxa uu qeexayaa habkayaga cilmi-baadhiseed, oo ay ku jiraan (i) falanqayn dhamaystiran oo ay wadaan natiijooyin horudhac ah oo AD CSF ah iyo proteome maskaxda shabakada si loo aqoonsado calaamadeeyayaasha cudurrada CSF ee maskaxda ee badan, iyo (ii) soo noqnoqoshada xigta Kuwan biomarkers waxay ku jiraan dhowr madax-bannaan oo maskaxeed. kooxo dareere ah. Cilmi-baadhista ku jihaysan daahfurka waxay ku bilaabatay falanqaynta muujinta kala duwanaanshaha CSF ee 20 qof oo garasho caadi ah iyo 20 bukaan AD oo jooga Xarunta Cilmi-baarista Cudurrada ee Emory Goizueta Alzheimers (ADRC). Cilad-sheegashada AD waxaa lagu qeexaa inay tahay cillad maskaxeed oo weyn iyadoo ay jirto Aβ1-42 hooseeya iyo heerarka sare ee wadarta guud ee tau iyo p-tau ee dareeraha cerebrospinal [Mean Montreal Cognitive Assessment (MoCA), 13.8 ± 7.0] [ELISA (ELISA) )]] (Shaxda S1A). Xakamaynta (macnaha MoCA, 26.7 ± 2.2) waxay lahayd heerar caadi ah oo ah biomarkers CSF.
Human CSF waxaa lagu gartaa tiro firfircoon oo borotiinno badan, kaas oo albumin iyo borotiinno kale oo aad u badan ay ka hortagi karaan ogaanshaha borotiinnada xiisaha (24). Si loo kordhiyo qoto dheer ee helitaanka borotiinka, waxaanu ka saarnay 14-kii borotiin ee ugu horeeyay ee aadka u badnaa muunad kasta oo CSF ah ka hor inta aan la falanqaynin mass spectrometry (MS) (24). Isugeyn 39,805 peptides ah ayuu MS aqoonsaday, kuwaas oo lagu sameeyay 3691 proteome 40 muunado ah. Qiyaasta borotiinka waxaa lagu sameeyaa calaamado badan oo tandem mass tag (TMT) calaamadeyn (18, 25). Si loo xalliyo xogta maqan, waxaan ku darnay oo kaliya kuwa borotiinada ah ee lagu qiyaasay ugu yaraan 50% muunadaha falanqaynta dambe, sidaas darteed ugu dambeyntii lagu qiyaaso 2875 proteome. Farqiga weyn ee wadarta guud ee heerarka hodanka borotiinka awgeed, muunadda kantaroolka ayaa tirakoob ahaan loo tixgeliyey mid ka baxsan (13) oo aan lagu darin falanqaynta xigta. Qiimaha tirada badan ee 39 ka muunado ee soo hadhay ayaa lagu hagaajiyay iyadoo loo eegayo da'da, jinsiga, iyo wada noolaanshaha dufcaddii (13-15, 17, 18, 20, 26).
Iyada oo la adeegsanayo falanqaynta t-tijaabada tirakoobka si loo qiimeeyo muujinta kala duwanaanshaha xogta dib-u-celinta, falanqayntan ayaa aqoonsatay borotiinno heerarkooda tirada badan si weyn loo beddelay (P <0.05) inta u dhaxaysa xakamaynta iyo kiisaska AD (Shaxda S2A). Sida ku cad Jaantuska 1A, tirada guud ee 225 borotiinada AD ayaa si weyn hoos loogu dhigay, tirada 303 borotiinka ayaa si aad ah u kordhay. Barootiinadan si kala duwan loo muujiyay waxaa ka mid ah dhowr calaamadood oo hore loo aqoonsaday dareeraha cerebrospinal AD, sida borotiinka laxiriira microtubule (MAPT; P = 3.52 × 10-8), neurofilament (NEFL; P = 6.56 × 10-3), Protein 43 la xiriira koritaanka. (GAP43; P = 1.46 × 10−5), Fatty Acid Binding Protein 3 (FABP3; P = 2.00 × 10-5), Chitinase 3 sida 1 (CHI3L1; P = 4.44 × 10-6), Neural Granulin (NRGN; P = 3.43 × 10-4) iyo VGF factor koritaanka dareemayaasha (VGF; P = 4.83 × 10-3) (4-6). Si kastaba ha ahaatee, waxaan sidoo kale aqoonsannay bartilmaameedyo kale oo aad u muhiim ah, sida inhibitor GDP dissociation inhibitor 1 (GDI1; P = 1.54 × 10-10) iyo SPARC-la xidhiidha kaalshiyam ku xidhidhiyaha modular 1 (SMOC1; P = 6.93 × 10-9). Falanqaynta Gene Ontology (GO) ee 225 waxay si weyn hoos ugu dhacday borotiinnada ayaa shaaca ka qaaday xiriir dhow oo leh hababka dheecaanka jirka sida dheef-shiid kiimikaadka steroid, xinjirowga dhiigga, iyo dhaqdhaqaaqa hoormoonka (Jaantuska 1B iyo Shaxda S2B). Taas bedelkeeda, borotiinka 303 ee si weyn u kordhay wuxuu si dhow ula xiriiraa qaab-dhismeedka unugyada iyo dheef-shiid kiimikaadka tamarta.
(A) Goobta volcano waxay muujinaysaa isbeddelka isku laabma log2 (x-axis) marka loo eego -log10 statistics P value (y-axis) ee uu helay t-tijaabka, kaas oo loo isticmaalo in lagu ogaado muujinta kala duwanaanshaha u dhexeeya xakamaynta (CT) iyo Kiisaska AD ee borotiinka CSF ee dhammaan borotiinada. Borotiinno leh heerar aad hoos ugu dhacay (P <0.05) AD ayaa lagu muujiyay midab buluug ah, halka borotiinnada heerka sare ee cudurka lagu muujiyey casaan. Borootiinka la doortay waa la calaamadeeyay. (B) Erayada GO-ga sare ee la xidhiidha borotiinka si weyn ayaa loo dhimay (buluug) oo kordhay (casaan) AD dhexdeeda. Wuxuu muujiyaa saddexda erey ee GO-ga ugu sarreeya ee z-dhibcaha ee dhinacyada geeddi-socodka bayooloji, hawlaha molecular, iyo qaybaha gacanta. (C) MS waxa ay ku qiyaastay heerka MAPT muunada CSF (bidix) iyo xidhiidhka ay la leedahay muunada heerka ELISA tau (midig). Isku xidhka Pearson oo leh qiimaha P ee khuseeya ayaa la soo bandhigay. Sababtoo ah la'aanta xogta ELISA ee hal kiis AD, tirooyinkan waxaa ku jira qiyamka 38 ka mid ah 39 kiis ee la falanqeeyay. (D) Falanqaynta kutlada la kormeero (P <0.0001, Benjamini-Hochberg (BH) oo la hagaajiyay P <0.01) ee kantaroolka iyo AD CSF waxay heshay muunado iyadoo la adeegsanayo 65 borotiinada sida weyn u bedelay xogta. Habbee, caadi ka dhig.
Heerka borotiinka ee MAPT wuxuu si dhow ula xidhiidhaa heerka ELISA tau ee si madaxbanaan loo cabbiray (r = 0.78, P = 7.8 × 10-9; Jaantuska 1C), oo taageeraya saxnaanta cabbirka MS. Ka dib dheefshiidka trypsin ee heerka borotiinka amyloid precursor (APP), peptides-ka isoform-ka gaarka ah ee loo qoondeeyay C-terminus ee Aβ1-40 iyo Aβ1-42 si hufan looma saari karo (27, 28). Sidaa darteed, peptides-ka APP ee aan aqoonsannay waxba kuma laha heerarka ELISA Aβ1-42. Si loo qiimeeyo kala duwanaanshaha kiis kasta, waxaanu isticmaalnay borotiinno si kala duwan loo muujiyay iyadoo P <0.0001 [qiimaha daahfurka beenta ah (FDR) la saxay P <0.01] si loo sameeyo falanqayn kooxeed la kormeerayo oo muunado ah (Shaxda S2A). Sida ku cad Jaantuska 1D, 65-kan borotiin ee aadka muhiimka u ah waxay si sax ah u ururin karaan shaybaarada iyadoo loo eegayo xaaladda cudurka, marka laga reebo hal kiis AD oo leh astaamo la mid ah kantaroolka. 65 ka mid ah borotiinadan, 63 ayaa kordhay AD, halka laba kaliya (CD74 iyo ISLR) ay hoos u dhaceen. Wadar ahaan, falanqaynta dareeraha maskaxda ee maskaxda ayaa aqoonsaday boqolaal borotiino ah oo ku jira AD kuwaas oo u adeegi kara sida biomarkers cudur.
Kadibna waxaanu samaynay falanqayn madax-banaan oo shabakad ah oo ku saabsan borotiinka maskaxda AD. Kooxda maskaxda ee daahfurkan waxa ka mid ahaa kortexka hore ee dorsolateral (DLPFC) oo laga soo bilaabo xakamaynta (n = 10), cudurka Parkinson (PD; n = 10), isku dhafan AD/PD (n = 10) iyo AD (n = 10). ) Tusaale. Emery Goizueta ADRC Tirakoobka 40-kan kiis hore ayaa loo sifeeyay (25) waxaana lagu soo koobay Shaxda S1B. Waxaan u isticmaalnay TMT-MS si aan u falanqeyno 40-ka unug ee maskaxda iyo kooxda taran ee 27 xaaladood. Wadar ahaan, labadan xog ee maskaxda waxay soo saareen 227,121 peptides gaar ah, kuwaas oo loo qoondeeyay 12,943 proteomes (25). Kaliya borotiinada la qiyaasay ugu yaraan 50% kiisaska ayaa lagu daray baaritaannada xiga. Xogta daah-furka kama dambaysta ah waxay ka kooban tahay 8817 borotiinno la tiriyey. Hagaaji heerarka badnaanta borotiinka ee ku salaysan da'da, jinsiga, iyo muddada dhimashada ka dib (PMI). Falanqaynta muujinta kala duwan ee xogta la dejiyay ka dib dib-u-celinta ayaa muujisay in> 2000 heerarka borotiinka si weyn loo beddelay [P <0.05, falanqaynta kala-duwanaanta (ANOVA)] laba ama in ka badan oo cudurro ah. Kadibna, waxaanu samaynay falanqayn kooxeed la kormeeray oo ku salaysan borotiinada si kala duwan loo muujiyay, iyo P <0.0001 ee AD/control iyo/ama AD/PD isbarbardhigga (Jaantuska S2, A iyo B, Miiska S2C). 165-kan borotiin ee aadka loo bedelay ayaa si cad u muujinaya kiisas leh AD pathology oo laga soo qaaday kantaroolka iyo shaybaarada PD, taasoo xaqiijinaysa isbeddelada gaarka ah ee AD ee ku jira borotiinka oo dhan.
Waxaan markaa isticmaalnay algorithm loo yaqaan Falanqaynta Shabakadda Shabakadda Isku-xidhka Miisaanka (WGCNA) si aan u samayno falanqaynta shabakadda ee borotiinka maskaxda ee la helay, kaas oo habeeya xogta loo dejiyay qaybo borotiin ah oo leh qaabab odhaah la mid ah (11-13). Falanqaynta ayaa lagu aqoonsaday 44 modules (M) borotiinno isku-dhafan, oo la kala soocay oo laga tiriyey kuwa ugu waaweyn (M1, n = 1821 borotiinka) ilaa kan ugu yar (M44, n = 34 borotiin) (Jaantus 2A iyo Miiska S2D)). Sida kor ku xusan (13) Xisaabi astaanta muujinta ama borotiinka sifada ee cutub kasta, oo ku xidho xaaladda cudurka iyo AD pathology, taas oo ah, in la dhiso isbahaysiga Diiwaanka Cudurrada Alzheimers (CERAD) iyo Dhibcaha Braak (Jaantuska 2B). Guud ahaan, qaybaha 17 waxay si weyn ula xiriireen AD neuropathology (P <0.05). Qaar badan oo ka mid ah qaybahan la xiriira cudurrada ayaa sidoo kale qani ku ah calaamadaha u gaarka ah nooca unugyada (Jaantuska 2B). Sida kor ku xusan (13), kobcinta nooca unugga waxaa lagu go'aamiyaa iyadoo la falanqeynayo isku dhafka moduleka iyo liiska tixraaca ee hiddo-wadaha nooca-unugga ah. Hidde-sidayaashan waxaa laga soo qaatay xogta la daabacay oo ku jirta neerfayaasha jiirka ee go'doonsan, endothelial iyo unugyada glial. Tijaabada taxanaha RNA (RNA-seq) (29).
(A) Soo ogow WGCNA ee borotiinka maskaxda. (B) Isku-xidhka dhexdhexaadka ah ee miisaanka culus (BiCor) ee borotiinka saxeexa modular (qaybta ugu horreysa ee ugu weyn ee muujinta borotiinka modular) oo leh astaamaha AD neuropathological (sare), oo ay ku jiraan CERAD (Aβ plaque) iyo dhibcaha Braak (tau tangles). Xoogagga isku xirnaanta togan (cas) iyo taban (buluug) waxaa lagu muujiyay khariidad kulaylka laba-midab ah, iyo xiddigiyayaashu waxay muujinayaan muhiimadda tirakoobka (P <0.05). Adeegso Imtixaanka Saxda ah ee Fisher ee Hypergeometric (FET) (hoose) si aad u qiimeyso ururka nooca unugga ee cutub kasta oo borotiin ah. Xoojinta hadhka cas ayaa tilmaamaya heerka kobcinta nooca unugga, iyo calaamaduhu waxay muujinayaan muhiimadda tirakoobka (P <0.05). Isticmaal habka BH si aad u saxdo qiimaha P ee ka yimid FET. (C) Falanqaynta GO ee borotiinnada modular. Hababka bayoolojiga ee aadka ugu dhow ayaa lagu muujiyay cutub kasta ama koox module ah oo la xidhiidha. oligo, oligodendrocyte.
Qayb ka kooban shan qaybood oo astrocyte iyo microglia hodan ku ah (M30, M29, M18, M24, iyo M5) ayaa muujiyay xidhiidh togan oo xooggan oo la leh AD neuropathology (Jaantus 2B). Falanqaynta Ontology waxay ku xidhaa qaybahan glial-ka ah ee korriinka unugyada, fidinta, iyo difaaca (Jaantuska 2C iyo Shaxda S2E). Laba qaybood oo glial oo dheeri ah, M8 iyo M22, ayaa sidoo kale si adag loogu hagaajiyay cudurka. M8 waxay si aad ah ugu xidhan tahay dariiqa soo dhawaynta ee Toll-like, cascade calaamad muujinaysa oo door muhiim ah ka ciyaara jawaabta difaaca gudaha (30). Isla mar ahaantaana, M22 waxay si dhow ula xiriirtaa wax ka beddelka ka dambeeya. M2, oo qani ku ah oligodendrocytes, waxay muujinaysaa xidhiidh togan oo xoog leh oo leh AD pathology iyo xidhiidhka ontological ee isku-dhafka nucleoside iyo DNA-da, taas oo muujinaysa kororka unugyada unugyada. Guud ahaan, natiijooyinkani waxay taageerayaan kor u qaadista cutubyada glial-ka ah ee aan horay ugu aragnay shabakada AD-proteome (13, 17). Waxaa hadda la ogaaday in qaybo badan oo AD-ga ah oo la xidhiidha glial-ka shabakada ay muujinayaan heerarka hoose ee xakamaynta iyo kiisaska PD, oo muujinaya cudurkooda gaarka ah ee kor u qaaday AD (Jaantus S2C).
Kaliya afar qaybood oo ka mid ah borotiinka shabakadayada (M1, M3, M10, iyo M32) ayaa si xun ugu xidhan AD pathology (P <0.05) (Jaantuska 2, B iyo C). M1 iyo M3 labaduba waxay qani ku yihiin calaamadaha neerfaha. M1 aad ayey ugu xiran tahay calaamadaha synaptik, halka M3 ay si dhow ula xiriirto shaqada mitochondrial. Ma jiraan wax caddaynaya kobcinta nooca unugga ee M10 iyo M32. M32 waxay ka tarjumaysaa xidhiidhka ka dhexeeya M3 iyo dheef-shiid kiimikaadka unugyada, halka M10 uu aad ugu xiran yahay korriinka unugyada iyo shaqada microtubule. Marka la barbardhigo AD, dhammaan afarta qaybood ayaa lagu kordhiyey xakamaynta iyo PD, iyaga oo siinaya isbeddellada AD ee cudur-gaar ah (Jaantus S2C). Guud ahaan, natiijooyinkani waxay taageerayaan hoos u dhaca tirada badan ee unugyada hodanka ku ah neuron-ka ee aan hore ugu aragnay AD (13, 17). Marka la soo koobo, falanqaynta shabakada ee borotiinka maskaxda ee aan ogaanay waxay soo saartay AD-garab-gaar ah oo la beddelay oo la socda natiijooyinkeennii hore.
AD waxaa lagu gartaa marxalad hore oo asymptomatic ah (AsymAD), kaas oo shakhsiyaadka ay soo bandhigaan ururinta amyloid iyada oo aan hoos u dhicin garashada kiliinikada (5, 31). Marxaladan asymptomatic-ka ah waxay ka dhigan tahay daaqad muhiim ah oo lagu ogaanayo goor hore iyo faragelin. Waxaan horey u soo bandhignay ilaalinta qaab-dhismeedka adag ee AsymAD iyo boroteomka shabakadda maskaxda AD ee dhammaan xogta madax-bannaan (13, 17). Si loo hubiyo in shabakada maskaxda ee aan hadda ogaanay ay la socoto natiijooyinkan hore, waxaan falanqeynay ilaalinta 44 qaybood oo ku jira xogta la soo koobay ee laga soo qaatay 27 urur oo DLPFC ah. Ururadaas waxaa ka mid ah kantaroolka (n = 10), AsymAD (n = 8) iyo AD (n = 9). Kontoroolka iyo shaybaarada AD ayaa lagu soo daray falanqaynta kooxdayada maskaxda ee daahfurka (Shaxda S1B), halka kiisaska AsymAD ay ahaayeen kuwo gaar ah oo keliya kooxda soo-celinta. Kiisaskan AsymAD waxay sidoo kale ka yimaadeen bangiga maskaxda ee Emory Goizueta ADRC. Inkasta oo garaashadu ay caadi ahayd waqtigii dhimashada, heerarka amyloid ayaa si aan caadi ahayn u sarreeyay (macnaha CERAD, 2.8 ± 0.5) (Shaxda S1B).
Falanqaynta TMT-MS ee 27-kan unug ee maskaxda ayaa keentay in la qiyaaso 11,244 proteome. Tiradan kama dambaysta ah waxa ku jira oo keliya borotiinada lagu qiyaasay ugu yaraan 50% shaybaarrada. Xogtan la soo koobay waxa ay ka kooban tahay 8638 (98.0%) ee 8817 borotiinada ee lagu ogaaday falanqaynta maskaxda ee daahfurka, waxayna ku dhawaad 3000 si wayn u badashay borotiinada udhaxeeya kontoroolka iyo kooxda AD Shaxda S2F). Waxaa ka mid ah borotiinadan si kala duwan loo muujiyay, 910 waxay kaloo muujiyeen isbeddello heersare ah oo u dhexeeya AD iyo kiis kantaroolka borotiinka maskaxda (P <0.05, ka dib markii ANOVA Tukey la isku daray t-tijaab). Waxaa xusid mudan in kuwan 910 calamadaha ah ay aad ugu siman yihiin jihada isbeddelka u dhexeeya proteomes (r = 0.94, P <1.0 × 10-200) (Jaantuska S3A). Waxaa ka mid ah borotiinnada kordhay, borotiinnada leh isbeddellada joogtada ah ee u dhexeeya xogta xogta ayaa inta badan ah xubnaha glial-rich M5 iyo M18 modules (MDK, COL25A1, MAPT, NTN1, SMOC1, iyo GFAP). Waxaa ka mid ah borotiinnada la dhimay, kuwa leh isbeddellada joogtada ah waxay ku dhow yihiin xubno ka mid ah moduleka M1 (NPTX2, VGF, iyo RPH3A) ee la xidhiidha synapse. Waxaan sii xaqiijinnay isbeddellada la xiriira AD ee midkine (MDK), CD44, borotiinka la shiilay ee la siray 1 (SFRP1) iyo VGF iyadoo la adeegsanayo ribitaanka galbeedka (Jaantuska S3B). Falanqaynta ilaalinta module waxay muujisay in qiyaastii 80% qaybaha borotiinka (34/44) ee borotiinka maskaxda si weyn loogu keydiyay xogta soo-celinta (z-score> 1.96, FDR waxay saxday P <0.05) (Jaantuska S3C). Afar iyo toban ka mid ah qaybahan ayaa si gaar ah loogu kaydiyay inta u dhaxaysa labada boroteom (z-score> 10, FDR ayaa saxay P <1.0 × 10-23). Guud ahaan, daah-furka iyo dib-u-celinta heerka sare ee joogteynta ee muujinta kala duwanaanta iyo isku-dhafka moodeelka ah ee u dhexeeya borotiinka maskaxda ayaa muujinaya dib-u-soo-saarka isbeddellada borotiinnada kiliyaha hore ee AD. Intaa waxaa dheer, waxay sidoo kale xaqiijisay in AsymAD iyo cudurro aad u horumarsan ay leeyihiin qaab-dhismeedka shabakad maskaxeed oo aad isku mid ah.
Falanqayn aad u faahfaahsan oo ku saabsan muujinta kala duwanaanshaha xogta ku-meel-gaadhka ah ee maskaxda ayaa muujinaysa heerka muhiimka ah ee isbeddelka borotiinka AsymAD, oo ay ku jiraan wadarta 151 si weyn u beddelay borotiinnada u dhexeeya AsymAD iyo kantaroolka (P <0.05) (Jaantuska S3D). Iyadoo la raacayo culeyska amyloid, APP ee maskaxda AsymAD iyo AD ayaa si aad ah u kordhay. MAPT kaliya si weyn ayay isu beddeshaa AD, taas oo la socota heerarka korodhay ee tangles iyo xidhiidhka la yaqaan ee hoos u dhaca garashada (5, 7). Qaybaha glial-hodanka ah (M5 iyo M18) ayaa si aad ah uga muuqda borotiinnada kordhay ee AsymAD, halka moduleka M1 ee neuron-ku uu yahay wakiilka ugu badan ee borotiinnada hoos u dhacay ee AsymAD. Qaar badan oo ka mid ah calaamadaha AsymAD waxay muujinayaan isbeddel weyn oo ku yimaada cudurrada calaamadaha. Calaamadahaas waxaa ka mid ah SMOC1, borotiinka glial ee ka tirsan M18, kaas oo la xidhiidha burooyinka maskaxda iyo horumarinta indhaha iyo addimada (32). MDK waa cunsur korriin heparin-ku xidha oo la xidhiidha koritaanka unugyada iyo angiogenesis (33), xubin kale oo M18 ah. Marka la barbardhigo kooxda kantaroolka, AsymAD ayaa si aad ah u kordhay, oo ay ku xigto koror weyn oo AD ah. Taas bedelkeeda, borotiinka synaptik neuropentraxin 2 (NPTX2) ayaa si weyn hoos ugu dhacay maskaxda AsymAD. NPTX2 waxay horey ula xiriirtay neurodegeneration waxayna leedahay door la aqoonsan yahay ee dhexdhexaadinta synapses excitatory (34). Guud ahaan, natiijooyinkani waxay muujinayaan noocyo kala duwan oo borotiinka saxda ah ee isbeddelka AD kuwaas oo u muuqda inay ku sii socdaan darnaanta cudurka.
Marka la eego in aan gaarnay qoto dheer oo daboolan borotiinka helitaanka borotiinka maskaxda, waxaan isku dayeynaa inaan si buuxda u fahanno isku dhafka heerka shabakada AD. Sidaa darteed, waxaan is barbar dhignay borotiinka maskaxda ee aan ogaanay moduleka aan horay uga soo saarnay cabbirka microarray ee 18,204 hiddo-wadaha AD (n = 308) iyo xakamaynta (n = 157) unugyada DLPFC (13). is dulsaaran. Wadar ahaan, waxaan aqoonsannay 20 qaybood oo kala duwan oo RNA ah, kuwaas oo qaar badan oo ka mid ah ay muujiyeen kobcinta noocyada unugyada gaarka ah, oo ay ku jiraan neurons, oligodendrocytes, astrocytes, iyo microglia (Jaantus 3A). Isbeddellada badan ee cutubyadan AD waxa lagu muujiyey sawirka 3B. Iyadoo la raacayo falanqaynteena hore ee borotiinka-RNA iyadoo la adeegsanayo MS-proteome-ka qoto dheer ee aan la calaamadsaneyn (qiyaastii 3000 borotiinada) (13), badi 44 qaybood oo ka mid ah shabakada borotiinka maskaxda ee aan helnay waxay ku jiraan shabakada transcriptome Ma jiro wax weyn oo isku dhafan. Xataa gudaha Daahfurkayaga iyo ku celcelinta qaybaha borotiinka ee 34 ee aadka loogu hayo borotiinka maskaxda, kaliya 14 (~ 40%) ayaa gudbay tijaabada saxda ah ee Fisher (FET) waxay caddeeyeen inay leeyihiin istiraatijiyad la taaban karo oo la isku dhaafsaday qoraalka (Jaantuska 3A) . La jaanqaadi kara dayactirka burburka DNA (P-M25 iyo P-M19), turjumaadda borotiinka (P-M7 iyo P-M20), RNA isku xidhka/ kala-goynta (P-M16 iyo P-M21) iyo bartilmaameedka borotiinka (P-M13 iyo P- M23) kuma eka cutubyada qoraalka qoraalka ah. Sidaa darteed, in kasta oo xogta borotiinka qotodheer loo isticmaalo falanqaynta isku-dhaafka ah ee hadda jirta (13), inta badan boroteomka shabakadda AD laguma jaan-goobin shabakadda transcriptome.
(A) Hypergeometric FET waxay muujinaysaa kobcinta calaamadaha gaarka ah ee nooca-unugga ee moduleka RNA ee AD transcriptome (sare) iyo heerka isku dhafka u dhexeeya RNA (x-axis) iyo borotiinka (y-axis) modules maskaxda AD (hoose) . Xoojinta hadhka cas ayaa tilmaamaya heerka tayeynta noocyada unugyada ee guddida sare iyo xoojinta isku dhafka cutubyada ku jira guddiga hoose. Asterisks ayaa tilmaamaya muhiimadda tirakoobka (P <0.05). (B) Heerka xidhiidhka ka dhexeeya hiddo-wadaha sifada ee cutub kasta oo qoraal ah iyo heerka AD. Qaybaha bidixda ayaa ah kuwa ugu xun ee xidhiidh la leh AD (buluug), kuwa midigta ayaa ah kuwa ugu xidhiidhsan AD (casaan). Qiimaha BH-lagu saxay ee log-beddelay wuxuu muujinayaa heerka muhiimada tirakoobka ee xiriir kasta. (C) Qaybaha is-dul-saaran ee muhiimka ah oo leh kobcinta nooca unugyada la wadaago. (D) Falanqaynta isku xidhka ee isbeddelka laalaabyada log2 ee borotiinka calaamadeysan (dhidibka x) iyo RNA (axis) ee ku jira cutubka is dulsaaran. Isku xidhka Pearson oo leh qiimaha P ee khuseeya ayaa la soo bandhigay. Microglia; Jidadka samada, astrocytes. CT, xakamaynta.
Badi borotiinka iyo cutubyada RNA ee is-dul-saaran waxay wadaagaan astaamaha kobcinta unugyada nooca unugyada iyo jihooyinka isbeddelka AD ee joogtada ah (Jaantuska 3, B iyo C). Si kale haddii loo dhigo, module-ka synapse-ku-xiran ee M1 ee borotiinka maskaxda (PM1) ayaa lagu jaangooyay saddex qaybood oo homologous RNA ah oo neuronal ah (R-M1, R-M9 iyo RM16), kuwaas oo ku yaal AD Labaduba waxay muujiyeen. heer la dhimay. Sidoo kale, qaybaha borotiinka ee M5 iyo M18 ee glial-ka ah waxay isku dhejiyaan modules RNA oo qani ku ah astrocytes iyo calaamadaha microglial (R-M3, RM-M7, iyo RM-M10) waxayna aad ugu lug leeyihiin cudurrada Korodhka. Tilmaamahan qaabaysan ee la wadaago ee u dhexeeya labada xog ee xogta ayaa sii taageeraya nooca tayeynta unugga iyo isbeddellada la xiriira cudurrada ee aan ku aragnay borotiinka maskaxda. Si kastaba ha ahaatee, waxaanu aragnay kala duwanaansho badan oo muhiim ah oo u dhexeeya RNA iyo heerarka borotiinka ee calaamadaha shakhsi ahaaneed ee qaybahan la wadaago. Falanqaynta isku xidhka ee muujinta kala duwanaanta boroteomics-yada iyo qoraal-ku-qoris ee molecules-yada ku dhex jira qaybahan is-dul-saaran (Jaantuska 3D) ayaa muujinaya is-waafaq la'aantan. Tusaale ahaan, APP iyo borotiinno kale oo glial modules ah (NTN1, MDK, COL25A1, ICAM1, iyo SFRP1) waxay muujiyeen koror weyn oo ku yimid borotiinka AD, laakiin ma jirin wax isbeddel ah oo ku yimid qoraalka qoraalka AD. Isbeddelladan gaarka ah ee borotiinka ayaa laga yaabaa inay si dhow ula xiriiraan xuubka amyloid (23, 35), oo muujinaya borotiinku inuu yahay isha isbeddelka cudurada, isbeddelladan waxaa laga yaabaa inaysan ka muuqan qoraalka qoraalka ah.
Ka dib markii aan si madaxbanaan u falanqeynay maskaxda iyo borotiinka CSF ee aan ogaanay, waxaan samaynay falanqayn dhamaystiran oo ku saabsan labada xog ee xogta si aan u aqoonsanno AD CSF biomarkers ee la xidhiidha pathophysiology ee shabakada maskaxda. Marka hore waa in aan qeexnaa isku dhafka labada proteome. In kasta oo si weyn loo aqbalay in CSF ay ka tarjumayso isbeddellada neurokimika ee maskaxda AD (4), heerka saxda ah ee isku dhafka maskaxda AD iyo borotiinka CSF ma cadda. Marka la is barbar dhigo tirada alaabada hidda-sidaha la wadaago ee laga helay labadeena borotiin, waxaan ogaanay in ku dhawaad 70% (n = 1936) borotiinada lagu aqoonsaday dareeraha maskaxda ayaa sidoo kale lagu qiyaasay maskaxda (Jaantuska 4A). Badi borotiinadan is-dul-saaran (n = 1721) waxaa lagu jaangooyay mid ka mid ah 44 qaybood oo wada-hadal ah oo laga soo qaatay xogta maskaxda ee daahfurka (Jaantuska 4B). Sidii la filayey, lixda qaybood ee maskaxda ee ugu weyn (M1 ilaa M6) waxay soo bandhigeen qaddarka ugu badan ee isku dhafka CSF. Si kastaba ha ahaatee, waxaa jira qaybo yaryar oo maskaxda ah (tusaale, M15 iyo M29) kuwaas oo gaadhay heer sare oo lama filaan ah oo isku-dhafan, oo ka weyn cutubka maskaxda laba jeer cabbirkiisa. Tani waxay nagu dhiirigelinaysaa in aan qaadano hab tifaftiran oo tira-koob ahaan loo wado si loo xisaabiyo isku dhafka maskaxda iyo dareeraha maskaxda.
(A iyo B) Barootiinada laga helay maskaxda baadhista iyo xogta CSF ayaa is dulsaaran. Badi borotiinadan is-dul-saaran waxay la xiriiraan mid ka mid ah 44-ta qaybood ee wada-hadalka ee shabakadda wada-hadalka maskaxda. (C) Soo ogow isku dhafka u dhexeeya proteome dareeraha maskaxda iyo shabakada maskaxda. Saf kasta oo ka mid ah khariidadda kulaylka waxa ay u taagan tahay falanqayn is dulsaar gaar ah oo ku saabsan hypergeometric FET. Safka ugu sarreeya wuxuu muujinayaa isku-dhafka (hadhka cawl/madow) ee u dhexeeya qaybta maskaxda iyo dhammaan borotiinka CSF. Sadarka labaad waxa uu muujinayaa in isku-xidhka u dhexeeya qaybaha maskaxda iyo borotiinka CSF (hadhka cas) uu si weyn kor ugu kacay AD (P <0.05). Safka saddexaad wuxuu muujinayaa in isku-xidhka u dhexeeya qaybaha maskaxda iyo borotiinka CSF (hadhka buluuga ah) uu si weyn hoos ugu dhacay AD (P <0.05). Isticmaal habka BH si aad u saxdo qiimaha P ee ka yimid FET. (D) Guddi laablaaban oo ku salaysan ururka nooca unugga iyo shuruudaha GO ee la xidhiidha. Dabaqyadani waxay ka kooban yihiin wadar ahaan 271 borotiinada maskaxda laxiriira, kuwaas oo leh qeexitaan macno leh oo ka duwan borotiinka CSF.
Isticmaalka FET-yada hal-dabo leh, waxaan qiimeynay muhiimada isku dhafka borotiinka ee u dhexeeya borotiinka CSF iyo qaybaha maskaxda ee gaarka ah. Falanqaynta ayaa shaaca ka qaaday in wadarta qaybaha maskaxda ee 14 ee xogta CSF ay leeyihiin isugeyn istiraatijiyadeed oo muhiim ah (FDR oo la hagaajiyay P <0.05), iyo module dheeraad ah (M18) kaas oo isku dhejiskiisu uu ku dhow yahay muhiimada (FDR la hagaajiyay P = 0.06) (Jaantuska 4C , safka sare). Waxa kale oo aanu xiisaynaynaa cutubyo si xoog leh ugu dulmaray borotiinada CSF ee si kala duwan loo muujiyey. Sidaa darteed, waxaanu isticmaalnay laba falanqayn oo FET oo dheeraad ah si loo go'aamiyo midka (i) borotiinka CSF si weyn loogu kordhiyay AD iyo (ii) borotiinka CSF si weyn hoos ugu dhacay AD dhexdooda. Sida ku cad safafka dhexe iyo hoose ee Jaantuska 4C, falanqayntan dheeraadka ah waxay muujinaysaa in 8 ka mid ah qaybaha maskaxda ee 44 ay si weyn ula jaan qaadayaan borotiinka lagu daray AD CSF (M12, M1, M2, M18, M5, M44, M33, iyo M38) . ), halka laba qaybood oo kaliya (M6 iyo M15) ay muujiyeen isku dhafka macne leh ee borotiinka la dhimay ee AD CSF. Sida la filayo, dhammaan 10-ka qaybood waxay ku jiraan 15-ka qaybood ee leh isku-dhafka ugu sarreeya ee borotiinka CSF. Sidaa darteed, waxaan u qaadaneynaa in 15-ka qaybood ay yihiin ilo-wax-soo-saar sare oo AD ah oo ka soo jeeda CSF biomarkers.
Waxaan u laalaabnay 15-ka qaybood ee is-dul-saaran ee shan qaybood oo borotiinno waaweyn ah oo ku salaysan u dhawaanshahooda jaantuska geedka WGCNA iyo xidhiidhka ay la leeyihiin noocyada unugyada iyo hidde-sideyaasha (Jaantuska 4D). Gudida kowaad waxa ku jira qaybo qani ku ah calaamadaha neerfaha iyo borotiinada la xidhiidha synapse-ka (M1 iyo M12). Guddiga synaptik wuxuu ka kooban yahay wadar ahaan 94 borotiino, iyo heerarka borotiinka CSF si weyn ayay isu beddeleen, taas oo ka dhigaysa isha ugu weyn ee calaamadaha CSF ee maskaxda la xidhiidha oo ka mid ah shanta qaybood. Kooxda labaad (M6 iyo M15) waxay muujiyeen xiriirka dhow ee calaamadaha unugyada endothelial iyo jirka xididdada dhiigga, sida "bogsiinta boogaha" (M6) iyo "sharciga jawaab-celinta jilicsanaanta" (M15). M15 waxay sidoo kale aad ugu xiran tahay dheef-shiid kiimikaadka lipoprotein, kaas oo si dhow ula xiriira endothelium (36). Qalabka xididdada dhiigga waxa uu ka kooban yahay 34 calaamadood oo CSF ah oo la xidhiidha maskaxda. Kooxda saddexaad waxaa ku jira modules (M2 iyo M4) kuwaas oo si weyn ula xiriira calaamadaha oligodendrocyte iyo kordhinta unugyada. Tusaale ahaan, shuruudaha ontology ee heerka sare ee M2 waxaa ka mid ah "sharciga togan ee ku-noqoshada DNA" iyo "habraaca biosynthesis ee purine". Dhanka kale, kuwa M4 waxaa ka mid ah "kala soocida unugga glial" iyo "kala-soocidda koromosoomyada". Guddiga myelination-ka wuxuu ka kooban yahay 49 calaamado CSF oo la xiriira maskaxda.
Kooxda afraad waxay ka kooban tahay qaybaha ugu badan (M30, M29, M18, M24, iyo M5), iyo ku dhawaad dhammaan cutubyada ayaa si aad ah hodan ugu ah microglia iyo calaamadaha astrocyte. Si la mid ah guddiga myelination-ka, guddiga afraad wuxuu kaloo ka kooban yahay qaybo (M30, M29, iyo M18) kuwaas oo si dhow ula xiriira kororka unugyada. Qaybaha kale ee kooxdani waxay aad ugu xidhan yihiin ereyada difaaca jirka, sida "habraaca saamaynta difaaca" (M5) iyo "sharciga jawaabta difaaca" (M24). Kooxda difaaca jirka ee glial waxay ka kooban tahay 42 calaamado CSF oo la xidhiidha maskaxda. Ugu dambeyntii, guddiga ugu dambeeya waxaa ka mid ah 52 calaamado la xiriira maskaxda oo ku yaal afarta qaybood (M44, M3, M33, iyo M38), kuwaas oo dhammaantood ku jira jidhka oo la xidhiidha kaydinta tamarta iyo dheef-shiid kiimikaadka. Midka ugu weyn ee cutubyadan (M3) waxay si dhow ula xiriiraan mitochondria waxayna qani ku yihiin calaamadaha neuron-ga gaarka ah. M38 waa mid ka mid ah xubnaha cutubka yar ee dheef-shiid kiimikaadkan wuxuuna sidoo kale muujiyaa gaar ahaan neuron dhexdhexaad ah.
Guud ahaan, shantan qaybood ayaa ka tarjumaya noocyo kala duwan oo unugyo iyo hawlo shaqo ah oo ku jira kiliyaha AD, waxayna si wada jir ah uga kooban yihiin 271 calamadaha CSF ee maskaxda la xidhiidha (Shaxda S2G). Si loo qiimeeyo ansaxnimada natiijooyinkan MS, waxaanu isticmaalnay tijaabada u dhowaanshaha (PEA), tignoolajiyada lidka ku ah antibody-ku-salaysan ee leh awoodaha isku dhufashada, dareen sare iyo gaar ahaaneed, waxaana dib u falanqeynay shaybaarada dareeraha maskaxda ee aan helnay qayb ka mid ah kuwan 271 biomarkers. (n = 36). 36-da bartilmaameedyadu waxay muujinayaan isbeddelka tirada AD ee PEA, taas oo si dhow ula xiriirta natiijooyinkayada MS-ku salaysan (r = 0.87, P = 5.6 × 10-12), Taas oo si adag u xaqiijisay natiijooyinka falanqaynta MS ee dhamaystiran (Jaantus S4). ).
Mawduucyada bayoolojiga ah ee ay xooga saareen shanteena kooxood, laga bilaabo calaamadaynta synaptik ilaa dheef-shiid kiimikaadka tamarta, dhamaantood waxay la xiriiraan pathogenesis ee AD (1-3). Sidaa darteed, dhammaan 15-ka qaybood ee ay ku jiraan baalaladan waxay la xiriiraan cudurka AD ee ku jira borotiinka maskaxda ee aan helnay (Jaantuska 2B). Waxa ugu caansan ayaa ah isku xidhka sare ee togan ee cudurada nafsaaniga ah ee udhaxeya unugyadeena glial-ka iyo xidhiidhka xun ee xun ee udhaxeya unugyadeena neuronal ee ugu wayn (M1 iyo M3). Falanqaynta kala duwanaanshaha muujinta borotiinka maskaxda ee dib loo soo celiyay (Jaantuska S3D) ayaa sidoo kale iftiiminaya borotiinnada glial-ka ee M5 iyo M18. Gudaha AsymAD iyo calaamadaha AD, borotiinnada glial-ka ee ugu badan iyo kuwa la xidhiidha M1 borotiinka ayaa inta badan la dhimay. Aragtiyadani waxay muujinayaan in 271 calaamadaha dareeraha maskaxda ee aan ku aqoonsanay shanta kooxood ay la xiriiraan hababka cudurada ee kortex AD, oo ay ku jiraan kuwa ku dhaca marxaladaha hore ee asymptomatic.
Si aan si wanaagsan u falanqeyno jihada beddelka borotiinnada guddiga ee maskaxda iyo dareeraha laf-dhabarta, waxaan u sawirnay kuwan soo socda mid kasta oo ka mid ah 15 qaybood oo is-dul-saaran: (i) waxaan helnay heerka tirada badan ee moduleka xogta maskaxda iyo (ii) moduleka borotiinka Farqiga ayaa lagu muujiyay dareeraha maskaxda ee maskaxda (Jaantuska S5). Sidii hore loo sheegay, WGCNA waxaa loo isticmaalaa in lagu go'aamiyo tirada badan ama qiimaha borotiinka sifada ee maskaxda (13). Khariidadda foolkaanada waxaa loo isticmaalaa in lagu qeexo kala duwanaanshaha borotiinnada modular ee dareeraha maskaxda (AD/control). Tirooyinkani waxay muujinayaan in saddex ka mid ah shanta qaybood ay muujinayaan isbeddellada muujinta kala duwan ee maskaxda iyo dareeraha laf dhabarta. Labada qaybood ee guddida synapse-ka (M1 iyo M12) waxay muujinayaan hoos u dhac ku yimid heerka tirada badan ee maskaxda AD, laakiin waxay si weyn isugu dhejiyaan borotiinka kordhay ee AD CSF (Jaantuska S5A). Qaybaha la xidhiidha neuron-ka ee ka kooban metabolome (M3 iyo M38) waxay muujiyeen maskaxda iyo dareeraha dareeraha maskaxda ee isku midka ah ee aan iswaafaqsanayn (Jaantuska S5E). Qalabka xididdada dhiigga ayaa sidoo kale muujiyay isbeddello muujineed oo kala duwan, in kasta oo qaybihiisa (M6 iyo M15) ay si dhexdhexaad ah u kordheen maskaxda AD oo ay hoos u dhaceen CSF-da buka (Jaantuska S5B). Labada qaybood ee soo haray waxay ka kooban yihiin shabakado waaweyn oo glial ah kuwaas oo borotiinadooda si joogto ah loogu habeeyey labada qaybood (Jaantuska S5, C iyo D).
Fadlan ogow in isbeddelladani aysan ku badnayn dhammaan calaamadeeyayaasha safafkan. Tusaale ahaan, guddida synaptik waxa ku jira dhawr borotiino kuwaas oo si weyn hoos loogu dhigay maskaxda AD iyo CSF (Jaantuska S5A). Calaamadaha dareeraha maskaxda ee hoos loo dhigay waxaa ka mid ah NPTX2 iyo VGF ee M1, iyo chromogranin B ee M12. Si kastaba ha ahaatee, in kasta oo kuwan ka reeban yihiin, badi calamadahayaga synaptik waxa ay sare ugu qaadaan dareeraha laf dhabarta AD. Guud ahaan, falanqayntaasi waxay awoodeen inay kala soocaan isbeddellada tirakoobka ee muhiimka ah ee maskaxda iyo heerarka dareeraha maskaxda ee mid kasta oo ka mid ah shanteena qaybood. Isbeddelladani waxay muujinayaan xidhiidhka kakan iyo inta badan kala duwan ee u dhexeeya maskaxda iyo borotiinka CSF ee AD.
Dabadeed, waxaanu isticmaalnay falanqaynta taranka MS-ta (CSF replication 1) si aanu u soo koobno 271 ee biomarkers ilaa bartilmaameedyada ugu yabooha badan iyo kuwa la soo saari karo (Jaantuska 5A). Nuqulka CSF 1 wuxuu ka kooban yahay wadar ahaan 96 muunado oo laga keenay Emory Goizueta ADRC, oo ay ku jiraan xakamaynta, AsymAD, iyo AD kooxda (Shaxda S1A). Kiisaskan AD waxa lagu gartaa hoos u dhac garasho oo fudud (macnaha MoCA, 20.0 ± 3.8), iyo isbeddelada biomarkers AD ee lagu xaqiijiyay dareeraha maskaxda (Shaxda S1A). Si ka soo horjeeda falanqaynta CSF ee aan helnay, nuqulkan waxaa lagu sameeyaa iyadoo la adeegsanayo hab wax ku ool ah oo aad u sarreeya oo "hal-shot" MS ah (la'aanteed jajab-line), oo ay ku jiraan habka diyaarinta muunad fudud oo meesha ka saaraysa baahida difaaca jirka ee shaybaarada shakhsi ahaaneed. . Taa baddalkeeda, hal difaac oo daciifay "kanaalka kobcinta" ayaa loo isticmaalaa si loo kordhiyo calaamada borotiinnada tirada yar (37). Inkasta oo ay hoos u dhigto wadarta daboolida borotiinka, habkan hal-shubka ah ayaa si weyn u yareynaya wakhtiga mashiinka waxayna kordhisaa tirada muunadaha TMT-ku calaamadsan ee la falanqeyn karo (17, 38). Wadar ahaan, falanqaynta ayaa lagu aqoonsaday 6,487 peptides, kuwaas oo khariidadeeyay 1,183 proteomes 96 xaaladood. Sida falanqaynta CSF ee aan helnay, kaliya borotiinada la qiyaasay ugu yaraan 50% ee shaybaarada ayaa lagu daray xisaabinta dambe, xogtana waxaa dib loogu celiyay saamaynta da'da iyo jinsiga. Tani waxay keentay in la qiyaaso 792 proteome, 95% kuwaas oo sidoo kale lagu aqoonsaday xogta CSF ee la helay.
(A) Bartilmaameedyada borotiinka CSF ee maskaxda laxiriira ayaa lagu xaqiijiyay kooxdii ugu horeysay ee CSF oo lagu daray guddiga kama dambaysta ah (n = 60). (B ilaa E) Heerarka bayomarker guddi (isku dhafan z-dhibcaha) oo lagu cabbiray afarta koox ee CSF. T-tijaabooyin isku xiran ama ANOVA oo leh dib-u-habaynta Tukey ayaa loo isticmaalay si loo qiimeeyo muhiimadda tirakoobka ee isbeddellada tirada badan ee falanqayn kasta oo nuqul ah. CT, xakamaynta.
Maadaama aan si gaar ah u danaynayno xaqiijinta 271 bartilmaameedyada CSF ee maskaxda la xidhiidha iyada oo loo marayo falanqayn dhamaystiran, waxaanu ku xaddidi doonaa baadhitaan dheeraad ah oo borotiimkan la soo koobay ee calaamadahan. Waxaa ka mid ah 271 borotiinada, 100 ayaa laga helay CSF ku celcelinta. Histones-ka synaptika iyo dheef-shiid kiimikaadku waxay kordhiyaan inta ugu badan AD, halka borotiinnada xididdada dhiigga ay hoos u dhacaan inta ugu badan ee cudurka. Inta badan 100ka calaamadood ee is-dul-saaran (n = 70) waxay haysteen isla jihadii isbeddelka ee labada xog ee xogta (Jaantuska S6B). 70-kan calaamadeeyayaasha CSF ee maskaxda laxidhiidha (Shaxda S2H) ayaa si weyn uga tarjumaysa isbeddellada muujinta guddi ee hore loo arkay, taas oo ah, nidaaminta hoos-u-dhigga borotiinnada xididdada dhiigga iyo hagaajinta dhammaan qaybaha kale. Kaliya 10 ka mid ah 70-kaas borotiin ee la ansaxiyay ayaa muujiyay isbeddellada AD ee tirada badan ee ka soo horjeeda isbeddellada guddiga. Si loo soo saaro guddi si fiican uga tarjumaysa isbeddelka guud ee maskaxda iyo dareeraha maskaxda, waxaanu ka saarnay 10 borotiinadan guddiga xiisaha ee aan ugu dambeyntii xaqiijinay (Jaantuska 5A). Sidaa darteed, guddigeena ugu dambeyntii waxaa ku jira wadar 60 borotiin ah oo lagu xaqiijiyay laba koox oo CSF AD ah oo madax-bannaan iyadoo la adeegsanayo muunado kala duwan iyo falanqaynta goobta MS. Qorshayaasha tibaaxaha z-score ee qaybahan kama dambaysta ah ee nuqulka CSF 1 kantaroolka iyo kiisaska AD waxay xaqiijiyeen isbeddelka guddiga lagu arkay kooxda CSF ee aan helnay (Jaantuska 5B).
Waxaa ka mid ah 60 borotiinada, waxaa jira molecules loo yaqaan inay la xiriiraan AD, sida osteopontin (SPP1), oo ah cytokine pro-inflammatory oo lala xiriiriyay AD daraasado badan (39-41), iyo GAP43, borotiinka synaptic. taas oo si cad ugu xidhan neurodegeneration (42). Barootiinada sida buuxda loo xaqiijiyay waa calaamado la xiriira cudurrada kale ee neerfayaasha, sida amyotrophic lateral sclerosis (ALS) ee la xiriira superoxide dismutase 1 (SOD1) iyo cudurka Parkinson ee la xiriira desaccharase (PARK7) . Waxaan sidoo kale xaqiijinay in calaamado kale oo badan, sida SMOC1 iyo borotiinka calaamadaynta xuubka maskaxda ee hodanka ku ah 1 (BASP1), ay xaddidan yihiin xiriiriyeyaasha hore ee neurodegeneration. Waxaa xusid mudan sababta oo ah tirada guud ee yar ee ku jirta proteome-ka CSF, way nagu adagtahay inaan isticmaalno habkan ogaanshaha hal-xabad ee sare-u-qaadka ah si aan si kalsooni leh ugu ogaanno MAPT iyo borotiinnada kale ee la xiriira AD (tusaale, NEFL iyo NRGN). ( 43, 44 ).
Waxaan markaas ku hubinnay 60-kan calaamadood ee guddiga saddex baaritaan oo dheeraad ah. CSF Nuqul 2, waxaan u isticmaalnay hal TMT-MS si aan u falanqeyno koox madax banaan oo ah kantaroolka 297 iyo muunado AD ee Emory Goizueta ADRC (17). Ku-noqoshada CSF 3 waxaa ku jiray dib-u-eegis lagu sameeyay xogta TMT-MS ee la heli karo ee laga helay 120 kantarool iyo bukaannada AD ee Lausanne, Switzerland (45). Waxaan ogaanay in ka badan saddex-meelood laba meelood 60-ka calaamadeeyayaal ee xog kasta. Inkasta oo daraasadda Swiss ay adeegsatay qaabab kala duwan oo MS ah iyo hababka qiyaasidda TMT (45, 46), waxaan si xooggan u soo saarnay isbeddellada guddiga ee laba falanqeyn oo soo noqnoqda (Jaantus 5, C iyo D, iyo Miisaska S2, I, iyo J) . Si loo qiimeeyo cudurka gaarka ah ee kooxdeena, waxaan isticmaalnay TMT-MS si aan u falanqeyno xogta nuqulka afraad (CSF replication 4), oo ay ku jiraan ma aha oo kaliya xakamaynta (n = 18) iyo AD (n = 17), laakiin sidoo kale PD ( n = 14)), ALS (n = 18) iyo waallida hore ee hore (FTD) (n = 11) (Shaxda S1A). Waxaan si guul leh u qiyaasnay ku dhawaad saddex-meelood laba meelood borotiinada guddiga ee kooxdan (38 ee 60). Natiijooyinkani waxay muujinayaan isbeddelada gaarka ah ee AD ee dhammaan shanta qaybood ee biomarker (Jaantuska 5E iyo Shaxda S2K). Korodhka kooxda dheef-shiid kiimikaadka ayaa muujiyay qeexida AD ee ugu xoogan, oo ay ku xigto kooxda myelination iyo glial. Ilaa xad ka yar, FTD waxay sidoo kale muujinaysaa korodhka u dhexeeya qaybahan, kuwaas oo laga yaabo inay ka tarjumayaan isbeddelada shabakada ee la midka ah (17). Taas bedelkeeda, ALS iyo PD waxay muujiyeen ku dhawaad myelination, glial, iyo profiles metabolome sida kooxda kantaroolka. Guud ahaan, in kasta oo ay ku kala duwan yihiin diyaarinta muunada, madal MS, iyo hababka qiyaasidda TMT, falanqayntan soo noqnoqotay waxay muujinaysaa in calaamadaheena mudnaanta leh ay leeyihiin isbeddelo gaar ah oo AD-ga oo joogto ah in ka badan 500 oo muunado CSF gaar ah.
AD neurodegeneration ayaa si weyn loo aqoonsaday dhowr sano ka hor bilawga calaamadaha garashada, markaa waxaa jira baahi degdeg ah oo loo qabo biomarkers AsymAD (5, 31). Si kastaba ha ahaatee, cadaymo badan oo dheeraad ah ayaa muujinaya in bayoolajiga AsymAD uu ka fog yahay mid isku mid ah, iyo isdhexgalka adag ee khatarta iyo adkeysiga waxay keenaysaa kala duwanaansho shakhsiyeed oo weyn oo ku saabsan horumarka cudur ee xiga (47). Inkasta oo loo isticmaalo in lagu aqoonsado kiisaska AsymAD, heerarka asaasiga ah ee biomarkers CSF (Aβ1-42, total tau iyo p-tau) lama xaqiijin inay awoodaan inay si kalsooni leh u saadaaliyaan cidda u gudbi doonta waallida (4, 7), taasoo muujinaysa wax badan Waxaa laga yaabaa inay noqon karto. lagama maarmaanka u ah in lagu daro qalabka biomarker dhamaystiran oo ku salaysan dhinacyo badan oo physiology maskaxda si sax ah loo caddeeyo khatarta dadkan. Sidaa darteed, waxaan ka dib u falanqeynay guddiga biomarker-ka AD-xaqiijiyay ee dadweynaha AsymAD ee nuqulka CSF 1. Kiisaska 31 AsymAD waxay muujiyeen heerarka aan caadiga ahayn ee biomarker-ka (Aβ1-42 / wadarta guud ee saamiga ELISA, <5.5) iyo garasho dhammaystiran (macnaha MoCA, 27.1) ± 2.2) (Shaxda S1A). Intaa waxaa dheer, dhammaan shakhsiyaadka qaba AsymAD waxay leeyihiin dhibco waallida bukaan-socod oo ah 0, taasoo muujinaysa inaysan jirin wax caddaynaya hoos u dhaca garashada maalinlaha ah ama waxqabadka shaqeynta.
Waxaan marka hore falanqeynay heerarka xayndaabyada la ansaxiyay ee dhammaan 96 CSF ku celcelinta 1, oo ay ku jiraan kooxda AsymAD. Waxaan ogaanay in dhowr qaybood oo ka tirsan kooxda AsymAD ay leeyihiin isbedelo badan oo AD-sida oo kale ah, guddiga xididada xididada ayaa muujiyay isbeddel hoos u dhac ah oo ku yimid AsymAD, halka dhammaan qaybaha kale ay muujiyeen isbeddel sare (Jaantus 6A). Sidaa darteed, dhammaan qaybaha waxay muujiyeen xiriir aad u weyn oo la leh ELISA Aβ1-42 iyo wadarta heerarka tau (Jaantus 6B). Taas bedelkeeda, isku xidhka kooxda iyo dhibcaha MoCA waa mid aad u liita. Mid ka mid ah natiijooyinka aadka u cajiibka ah ee falanqayntan ayaa ah tirada badan ee guddiyada tirada badan ee kooxda AsymAD. Sida ku cad Jaantuska 6A, heerka guddi ee kooxda AsymAD waxay inta badan ka gudbaan heerka guddi ee kooxda kantaroolka iyo kooxda AD, taasoo muujinaysa kala duwanaansho aad u sarreeya. Si aan u sii sahamno kala duwanaanshahan AsymAD, waxaanu ku dabaqnay falanqaynta Isku-beegista Multidimensional (MDS) 96 CSF ku celcelinta 1 xaaladood. Falanqaynta MDS waxay u oggolaanaysaa in la sawiro isku ekaanshaha u dhexeeya kiisaska iyadoo lagu saleynayo doorsoomayaasha qaarkood ee ku jira xogta. Falanqaynta kutladaan, waxaan kaliya u isticmaalnaa calaamadaha guddi ee la ansaxiyay ee leh isbeddelka tirakoobka muhiimka ah (P <0.05, AD/control) ee CSF daah-furka iyo soo-celinta 1 proteome (n = 29) (Shaxda S2L). Falanqayntan waxay soo saartay koox-kooxeed cad oo u dhexeeya xakamayntayada iyo kiisaska AD (Jaantuska 6C). Taas bedelkeeda, qaar ka mid ah kiisaska AsymAD waxay si cad ugu urursan yihiin kooxda kantaroolka, halka kuwa kalena ay ku yaalaan kiisaska AD. Si aan u sii sahamno kala duwanaanshahan AsymAD, waxaan isticmaalnay khariidaddeena MDS si aan u qeexno laba kooxood oo kiisaska AsymAD ah. Kooxda kowaad waxa ku jiray kiisas AsymAD ah oo ku soo ururay kontoroolka (n = 19), halka kooxda labaad lagu gartaa kiisaska AsymAD oo leh astaanta astaanta u dhow AD (n = 12).
(A) Heerka muujinta (z-score) ee kooxda biomarker CSF ee dhammaan 96 muunado ee kooxda CSF ku celcelinta 1, oo ay ku jirto AsymAD. Falanqaynta kala duwanaanshaha saxitaanka ka dib Tukey ayaa loo adeegsaday si loo qiimeeyo muhiimadda tirakoobka ee isbeddellada tirada badan ee guddiga. (B) Falanqaynta isku xidhka ee heerka badnaanta borotiinka guddida (z-score) oo leh buundada MoCA iyo wadarta heerka tau ee ELISA Aβ1-42 iyo nuqulka CSF 1 muunado. Isku xidhka Pearson oo leh qiimaha P ee khuseeya ayaa la soo bandhigay. (C) MDS ee 96 CSF nuqulka 1 kiis waxay ku salaysnayd heerarka tirada badan ee 29 calaamadeeyayaal la ansaxiyay, kuwaas oo si weyn loo bedelay labadaba daahfurka iyo nuqulka CSF ee 1 xogta [P <0.05 AD/control (CT)]. Falanqayntan waxa loo adeegsaday in loo qaybiyo kooxda AsymAD si loo xakameeyo (n = 19) iyo AD (n = 12) kooxo-hoosaadyo. (D) Sawirka foolkaanaha wuxuu muujinayaa kala duwanaanshaha dhammaan soo-celinta CSF 1 borotiinada oo leh log2 laab beddelka (x-axis) marka loo eego -log10 qiimaha P ee u dhexeeya labada kooxood ee AsymAD. Naqshadeeyayaasha guddiyadu waa midab. (E) CSF ku celcelinta 1 heerka tirada badan ee kooxda biomarkers ayaa si kala duwan loogu muujiyey inta u dhaxaysa kooxaha hoose ee AsymAD. Tukey falanqayntiisa dib-u-habaynta kadib ee kala duwanaanshaha ayaa loo adeegsaday si loo qiimeeyo muhiimadda tirakoobka.
Waxaan baarnay kala duwanaanshaha muujinta borotiinka ee u dhexeeya kantarooladan iyo AD-sida kiisaska AsymAD (Jaantuska 6D iyo Shaxda S2L). Khariidadda foolkaanaha ee soo baxday waxay muujinaysaa in 14 calaamadood ay si weyn isu beddeleen labada kooxood. Inta badan calaamadahani waa xubno ka mid ah synapse iyo metabolome. Si kastaba ha ahaatee, SOD1 iyo myristoylated alanine-rich protein kinase C substrate (MARCKS), kuwaas oo xubno ka ah kooxaha difaaca myelin iyo glial, siday u kala horreeyaan, sidoo kale waxay ka tirsan yihiin kooxdan (Jaantus 6, D iyo E) . Guddiga xididdada dhiigga ayaa sidoo kale gacan ka geystay laba calaamadood oo si weyn hoos loogu dhigay kooxda AD-sida AsymAD, oo ay ku jiraan AE ku xidhida borotiinka 1 (AEBP1) iyo dhammaystirka xubinta qoyska ee C9. Ma jirin farqi weyn oo u dhexeeyay kantaroolka iyo AD-sida koox hoosaadka AsymAD ee ELISA AB1-42 (P = 0.38) iyo p-tau (P = 0.28), laakiin runtii farqi weyn ayaa u dhexeeyay wadarta heerka tau (P = 0.0031). (Sawirka. S7). Waxaa jira calaamado dhowr ah oo tilmaamaya in isbeddelada u dhexeeya labada kooxood ee AsymAD ay aad uga muhiimsan yihiin wadarta guud ee heerarka tau (tusaale, YWHAZ, SOD1, iyo MDH1) (Jaantuska 6E). Guud ahaan, natiijooyinkani waxay muujinayaan in guddidayada la ansaxiyay ay ka koobnaan karaan biomarkers kuwaas oo hoos u dhigi kara khatarta suurtagalka ah ee bukaanka qaba cudurka asymptomatic.
Waxaa jirta baahi degdeg ah oo loo qabo aaladaha biomarker-ku-saleysan si si wanagsan loo cabbiro loogana bar-tilmaameedsado cudurada kala duwan ee ka dambeeya AD. Aaladahan waxa la filayaa in aanay bedelin qaab-dhismeedka ogaanshaha AD eeyada, laakiin sidoo kale ay kor u qaadaan qaadashada xeelado daawaynta oo wax ku ool ah, bukaan-gaar ah (1, 2). Si loo dhammeeyo tan, waxaanu isticmaalnay hab borotiimikada dhamaystiran oo aan eex lahayn ee maskaxda AD iyo CSF si loo aqoonsado biomarkers-ka CSF-ku-salaysan ee ka tarjumaya noocyo badan oo cilmi-nafsi ku salaysan maskaxda. Falanqayntayadu waxay soo saartay shan qaybood oo CSF biomarker ah, kuwaas oo (i) ka tarjumaya synapses, xididdada dhiigga, myelin, difaaca iyo dheef-shiid kiimikaadka; (ii) in ay muujiyaan dib-u-soo saarid xooggan oo ku saabsan qaybaha kala duwan ee MS; (iii) Muuji isbeddellada gaarka ah ee cudurka horusocod ah inta lagu jiro marxaladaha hore iyo kuwa dambe ee AD. Guud ahaan, natiijooyinkani waxay ka dhigan yihiin tallaabo rajo leh oo loo qaaday horumarinta qalabyada biomarker ee kala duwan, la isku halayn karo, ku wajahan shabakadda ee cilmi-baarista AD iyo codsiyada caafimaadka.
Natiijooyinkayagu waxay muujinayaan hay'adda aadka loo ilaaliyo ee borotiinka maskaxda ee AD waxayna taageertaa adeegsigeeda sidii barroosin loogu talagalay horumarinta biomarker-ku-saleysan. Falanqayntayadu waxay muujinaysaa in laba xog-ururin TMT-MS oo madax-banaan oo ay ku jiraan AD iyo maskaxda AsymAD ay leeyihiin qaab-dhismeed xooggan. Natiijooyinkani waxay kordhiyeen shaqadeennii hore, iyagoo muujinaya ilaalinta qaybaha awoodda badan ee in ka badan 2,000 oo unugyo maskaxda ah oo ka yimid kooxo badan oo madaxbannaan oo ku yaal kortex hore, parietal, iyo ku meel gaar ah (17). Shabakaddan la isku raacsan yahay waxay ka tarjumaysaa isbeddello kala duwan oo la xiriira cudurrada oo lagu arkay cilmi-baarista hadda jirta, oo ay ku jiraan kororka unugyada glial-hodanka ah ee bararka iyo hoos u dhaca qaybaha qanjirka neuron-ka. Sida cilmi-baarista hadda jirta, shabakaddan baaxadda weyn waxay sidoo kale soo bandhigtay isbeddello qaabaysan oo la taaban karo oo ku jira AsymAD, oo muujinaya noocyo kala duwan oo kala duwan oo ah pathophysiology preclinical (17).
Si kastaba ha ahaatee, qaabkan nidaamka ku salaysan ee muxaafidka ah, waxa jira kala duwanaansho bayooloji oo aad u wanaagsan, gaar ahaan shakhsiyaadka ku jira marxaladaha hore ee AD. Guddigayada biomarker-ka ayaa awood u leh inay ku sawiraan laba kooxood oo hoose oo AsymAD ah, kuwaas oo muujiya muujinta kala duwanaanshaha muhiimka ah ee calaamadaha CSF ee badan. Kooxdayadu waxay awoodeen inay muujiyaan kala duwanaanshaha noole ee u dhexeeya labadan koox-hoosaadyo, kuwaas oo aan ka muuqan heerka asaasiga ah ee biomarkers AD. Marka la barbar dhigo kooxda kantaroolka, Aβ1-42/wadarta guud ee saamiga tau ee shakhsiyaadkan AsymAD ayaa si aan caadi ahayn u hooseeyay. Si kastaba ha ahaatee, kaliya wadarta guud ee heerarka tau ayaa si weyn uga duwanaa labada kooxood ee AsymAD, halka heerarka Aβ1-42 iyo p-tau ay ahaayeen kuwo is barbar dhig ah. Maaddaama CSF-ta sare ay u muuqato inay tahay saadaal ka wanaagsan calaamadaha garashada marka loo eego heerarka Aβ1-42 (7), waxaan ka shakisannahay in labada koox ee AsymAD ay yeelan karaan khataro kala duwan oo ah horumarka cudurka. Marka la eego cabbirka muunadda xaddidan ee AsymAD-kayaga iyo la'aanta xogta muddada dheer, cilmi-baaris dheeraad ah ayaa loo baahan yahay si si kalsooni leh loo gaaro gunaanadkan. Si kastaba ha ahaatee, natiijooyinkani waxay muujinayaan in guddi CSF-ku-salaysan uu kor u qaadi karo awooddayada si wax ku ool ah loo habeeyo shakhsiyaadka inta lagu jiro marxaladda asymptomatic-ka ee cudurka.
Guud ahaan, natiijooyinkayagu waxay taageeraan doorka hawlo badan oo bayooloji ah oo ku jira pathogenesis ee AD. Si kastaba ha ahaatee, dheef-shiid kiimikaadka tamarta aan habsanayn ayaa noqday mawduuca caanka ah ee dhammaan shanta qaybood ee calaamadaynta la ansixiyey. Borotiinnada dheef-shiid kiimikaadka, sida hypoxanthine-guanine phosphoribosyltransferase 1 (HPRT1) iyo lactate dehydrogenase A (LDHA), waa kuwa ugu adag ee la ansaxiyay biomarkers synaptik, taas oo muujinaysa in kororka AD CSF uu yahay galmo aad loo soo saari karo. Xididdada dhiigeena iyo glial panels ayaa sidoo kale ka kooban dhowr calaamadood oo ku lug leh dheef-shiid kiimikaadka walxaha oksaydhka ah. Natiijooyinkani waxay la jaan qaadayaan doorka muhiimka ah ee hababka dheef-shiid kiimikaadka ka ciyaara maskaxda oo dhan, ma aha oo kaliya in la daboolo baahida tamarta sare ee neerfaha, laakiin sidoo kale si loo daboolo baahida tamarta sare ee astrocytes iyo unugyada kale ee glial (17, 48). Natiijooyinkayagu waxay taageerayaan caddaynta sii kordheysa ee ah in isbeddelada suurtagalka ah ee dib-u-celinta iyo joojinta dariiqyada tamarta ay noqon karaan xiriirka u dhexeeya dhowr hab oo muhiim ah oo ku lug leh pathogenesis AD, oo ay ku jiraan cilladaha mitochondrial, caabuq glial-dhexdhexaad ah, iyo dhaawaca xididdada (49). Intaa waxaa dheer, biomarkers-ka dheef-shiid kiimikaadka dareeraha cerebrospinal waxaa ku jira tiro badan oo borotiinno qani ah oo kala duwan oo udhaxeeya xakameynteena iyo AD-sida kooxo-hoosaadyada AsymAD, oo soo jeedinaya in carqaladaynta tamartan iyo dariiqyada dib-u-celinta ay muhiim u tahay marxaladda hore ee cudurka.
Dabeecadaha kala duwan ee maskaxda iyo dareeraha maskaxda ee aan aragnay ayaa sidoo kale leh saameyn bayooloji oo xiiso leh. Xakamaynta iyo dheef-shiid kiimikaadka qanjidhada neerfayaasha ayaa muujinaya heerarka hoos u dhaca maskaxda AD iyo korodhka dheecaanka maskaxda ee maskaxda. Marka la eego in neerfayaasha ay qani ku yihiin mitochondria tamarta soo saarta ee synapses si ay u siiyaan tamar calaamadahooda gaarka ah ee badan (50), isku ekaanshaha astaamaha muujinta labadan kooxood ee neerfaha ayaa la filayaa. Luminta neerfayaasha iyo soo saarista unugyada dhaawacan ayaa sharxi kara maskaxdan iyo isbeddellada guddiga CSF ee cudurrada dambe, laakiin ma sharxi karaan isbeddellada guddiga hore ee aan aragno (13). Mid ka mid ah sharraxaadda suurtogalka ah ee natiijooyinkan hore ee cudurka asymptomatic waa manjooyin aan caadi ahayn oo synaptik ah. Caddaynta cusub ee moodooyinka jiirka ayaa soo jeedinaya in phagocytosis-ka-dhexdhexaadinta ee microglia laga yaabo in si aan caadi ahayn loogu hawlgeliyo AD oo ay keento luminta synapse hore ee maskaxda (51). Maaddadan synaptik ee la tuuray ayaa laga yaabaa inay ku ururto CSF, taas oo ah sababta aan u aragno kororka CSF ee guddiga neerfaha. Manjooyinka synaptik ee difaaca jirka ayaa sidoo kale qayb ahaan sharxi kara kororka borotiinnada glial-ka ee aan ku aragno maskaxda iyo dareeraha cerebrospinal inta lagu jiro habka cudurka. Marka lagu daro manjooyinka synaptik, guud ahaan cilladaha aan caadiga ahayn ee dariiqa qalaad ayaa sidoo kale u horseedi kara maskax kala duwan iyo muujinta CSF ee calaamadaha neuronal. Tiro cilmi-baaris ah ayaa muujisay in nuxurka exosomes ee pathogenesis ee maskaxda AD ay isbeddeleen (52). Jidka ka baxsan unugyada ayaa sidoo kale ku lug leh faafinta Aβ (53, 54). Waxaa mudan in la ogaado in xakamaynta dheecaanka exosomal ay yareyn karto pathology-ga AD ee moodooyinka jiirka transgenic AD (55).
Isla mar ahaantaana, borotiinka ku jira guddiga xididada xididada ayaa muujiyay koror dhexdhexaad ah maskaxda AD, laakiin si weyn ayuu hoos ugu dhacay CSF. Caqabadda maskaxda-maskaxda (BBB) waxay qayb ahaan sharxi kartaa natiijooyinkan. Daraasado badan oo madax banaan oo biniaadmi ah ayaa muujiyay burburka BBB AD (56, 57). Daraasadahani waxay xaqiijiyeen dhaqdhaqaaqyo aan caadi ahayn oo kala duwan oo ku xeeran lakabkan si adag loo xidhay ee unugyada endothelial, oo ay ku jiraan dheecaanka xididada maskaxda iyo ururinta xuubka xuubka ee borotiinnada dhiigga ka dhasha (57). Tani waxay ku siin kartaa sharraxaad fudud oo ku saabsan borotiinnada xididdada dhiigga ee sarreeya ee maskaxda, laakiin si buuxda uma sharxi karto dhimista borotiinnadaas isku midka ah ee dareeraha maskaxda. Mid ka mid ah suurtogalnimada ayaa ah in habka dhexe ee neerfayaasha uu si firfircoon u go'doomiyo molecules-yadan si loo xalliyo dhibaatada korodhka bararka iyo cadaadiska oksaydhka. Hoos u dhigista qaar ka mid ah borotiinada CSF ee ugu daran ee guddigan, gaar ahaan kuwa ku lug leh nidaaminta lipoprotein, waxay la xiriirtaa joojinta heerarka waxyeellada leh ee caabuqa iyo habka neuroprotective ee noocyada ogsijiinta falcelinta. Tani waxay run u tahay Paroxonase 1 (PON1), oo ah lipoprotein ku xidha enzym ka masuulka ah dhimista heerarka cadaadiska oksaydhka ee wareegga (58, 59). Alpha-1-microglobulin/bikunin precursor (AMBP) waa calaamad kale oo si weyn hoos loogu habeeyey ee kooxda xididdada dhiigga. Waa horudhac-qaade-qaade bikunin, kaas oo sidoo kale ku lug leh xakamaynta caabuqa iyo Ilaalinta neerfaha (60, 61).
Inkasta oo ay jiraan mala-awaalyo kala duwan oo xiiso leh, awood la'aanta in si toos ah loo ogaado hababka cudurrada biochemical waa xaddidaadda si fiican loo yaqaan ee falanqaynta boroteomics-ka ee daahfurka. Sidaa darteed, cilmi-baaris dheeraad ah ayaa lagama maarmaan u ah in si kalsooni leh loo qeexo hababka ka dambeeya muraayadaha biomarker-ka. Si loogu dhaqaaqo horumarinta falanqaynta bukaan-socodka ee MS-ku-saleysan, jihada mustaqbalka waxay sidoo kale u baahan tahay isticmaalka hababka qiyaasaha ee la beegsanayo ee xaqiijinta baaxadda weyn ee biomarker, sida kormeerka falcelinta xulashada ama barbar-dhigga (62). Waxaan dhawaan isticmaalnay la socodka falcelinta isbarbar-dhigga (63) si aan u ansixino qaar badan oo ka mid ah isbeddellada borotiinka CSF ee halkan lagu sharraxay. Dhawr bartilmaameedyo ah oo mudnaanta leh ayaa lagu qiyaasaa si sax ah oo muhiim ah, oo ay ku jiraan YWHAZ, ALDOA, iyo SMOC1, kuwaas oo khariidad u ah synapse-ka, dheef-shiid kiimikaadka, iyo bararka, siday u kala horreeyaan (63). Helitaanka Xogta Madaxbanaan (DIA) iyo xeeladaha kale ee ku salaysan MS ayaa laga yaabaa inay faa'iido u yeeshaan xaqiijinta bartilmaameedka. Bud iyo al. (64) Waxaa dhawaan la muujiyay in uu jiro is-dhexgal weyn oo u dhaxeeya AD biomarkers oo lagu aqoonsaday xogtayada CSF ee daahfurka iyo xogta DIA-MS ee madaxa banaan, kaas oo ka kooban ku dhawaad 200 oo muunado CSF ah oo laga kala keenay saddex koox oo Yurub ah. Daraasadahaan dhowaa waxay taageerayaan kartida muraayadaheena si ay ugu beddelaan ogaanshaha MS-ku-saleysan ee la isku halayn karo. Antibody dhaqameed iyo ogaanshaha ku salaysan aptamer ayaa sidoo kale muhiim u ah horumarinta dheeraadka ah ee biomarkers AD. Sababo la xiriira tirada yar ee CSF, aad ayey u adag tahay in la ogaado kuwan biomarkers iyadoo la adeegsanayo habab sare oo MS ah. NEFL iyo NRGN waa laba tusaale oo ka mid ah biomarkers CSF oo aad u hooseeya, kuwaas oo lagu sawiray guddiga falanqaynteena dhamaystiran, laakiin aan lagu kalsoonaan karin iyada oo la adeegsanayo istiraatijiyadayada MS ee keliya. Xeeladaha beegsiga ee ku salaysan unugyo dhawr ah, sida PEA, waxa laga yaabaa inay kor u qaadaan isbeddelka caafimaad ee calaamadahan.
Guud ahaan, daraasaddan ayaa bixisa hab u gaar ah borotiimikada aqoonsiga iyo xaqiijinta biomarkers CSF AD oo ku salaysan nidaamyo kala duwan. Hagaajinta muraayadahan calaamadeeyayaasha ah ee ka dhexeeya kooxaha AD ee dheeraadka ah iyo goobaha MS ayaa laga yaabaa inay caddeeyaan ballan qaadka horumarinta khatarta AD iyo daawaynta. Daraasadaha lagu qiimeeyo heerka dhererka ee qaybahan wakhti ka dib ayaa sidoo kale muhiim ah si loo go'aamiyo isku-darka calaamadaha sida ugu fiican u qeexaya khatarta cudurka hore iyo isbeddelada darnaanta cudurka.
Marka laga reebo 3-dii muunado ee ay nuqulisay CSF, dhammaan muunadaha CSF ee loo adeegsaday daraasaddan waxaa lagu soo ururiyay hoosta Emory ADRC ama machadyada cilmi-baarista ee xiriirka dhow la leh. Wadarta afar qaybood oo muunado Emory CSF ah ayaa lagu isticmaalay daraasaddan borotoomiyada ah. Kooxda CSF waxaa la ogaaday inay ka kooban yihiin muunado laga soo qaaday 20 kontarool oo caafimaad qaba iyo 20 AD bukaan ah. Nuqulka CSF 1 waxa ku jira muunado laga soo qaaday 32 kontaroolo caafimaad qaba, 31 Shakhsiyaadka AsymAD, iyo shakhsiyaad AD 33 ah. Nuqulka CSF 2 wuxuu ka kooban yahay 147 kontaroolo iyo 150 AD muunado. Ku-noqoshada CSF ee cudurada badan ee kooxda 4 waxaa ku jiray 18 kontaroolo, 17 AD, 19 ALS, 13 PD, iyo 11 FTD muunado. Sida ku cad heshiiska ay ansixiyeen Guddiga Dib-u-eegista Hay'adaha Jaamacadda Emory, dhammaan ka-qaybgalayaasha daraasadda Emory waxay heleen oggolaansho la wargeliyey. Marka loo eego 2014 Machadka Qaranka ee Hababka Dhaqanka ugu Wanaagsan ee Da'da ee Xarumaha Alzheimers (https://alz.washington.edu/BiospecimenTaskForce.html), dareeraha cerebrospinal ayaa la ururiyay oo lagu kaydiyay dalool lumbar. Xakamaynta iyo AsymAD iyo bukaanada AD waxay ka heleen qiimaynta garashada ee Emory Cognitive Neurology Clinic ama Goizueta ADRC. Tijaabooyinkooda dareeraha maskaxda ayaa lagu tijaabiyay INNO-BIA AlzBio3 Luminex ee ELISA Aβ1-42, wadarta guud ee tau iyo falanqaynta p-tau (65). Qiimaha ELISA waxaa loo isticmaalaa in lagu taageero kala-soocidda ogaanshaha maadooyinka ku salaysan AD biomarker shuruudaha goynta (66, 67). Xogta aasaasiga ah ee tirakoobka iyo ogaanshaha ee baadhitaanada kale ee CSF (FTD, ALS, iyo PD) ayaa sidoo kale laga helay Emory ADRC ama machadyada cilmi-baarista ee xiriirka la leh. Xogta kooban ee kiisaska Emory CSF waxaa laga heli karaa shaxda S1A. Sifooyinka kooxda 3 ku celcelinta CSF ee Swiss ayaa hore loo daabacay (45).
CSF waxay heshay muunadda. Si loo kordhiyo qoto dheer ee daahfurkayaga xogta xogta CSF, isticmaalka difaaca ee borotiinno badan ayaa la sameeyay kahor trypsinization. Marka la soo koobo, 130 μl oo CSF ah oo ka yimid 40 muunado CSF shaqsi ah iyo mugga siman (130 μl) ee Xulashada Sare ee Sare14 Abuundance Depletion Resin (Thermo Fisher Scientific, A36372) ayaa lagu meeleeyay tiir wareeg ah (Thermo Fisher Scientific, A89868) qolka dhexdiisa Heerkulka Incubate). Ka dib markaad wareegeyso 15 daqiiqo, ku samee saamiga 1000g 2 daqiiqo. Aaladda shaandhada ultracentrifugal ee 3K ah (Millipore, UFC500396) ayaa loo adeegsaday in lagu uruuriyo muunadda wasakhda iyadoo la saarayo 14,000g 30 daqiiqo. Ku qas dhammaan mugga muunada ilaa 75 μl oo leh cusbo fosfateed buffered. Diiradda borotiinka waxaa lagu qiimeeyay habka bicinchoninic acid (BCA) iyadoo loo eegayo nidaamka soo saaraha (Thermo Fisher Scientific). CSF (60 μl) oo ka mid ah dhammaan 40-kii muunadood ee tallaalka la iska difaacay ayaa lagu dheefshiiday lysyl endopeptidase (LysC) iyo trypsin. Marka la soo koobo, muunadda ayaa la dhimay oo alkylated leh 1.2 μl 0.5 M tris-2 (-carboxyethyl) -phosphine iyo 3 μl 0.8 M chloroacetamide at 90 ° C 10 daqiiqo, ka dibna sonicated ee qubeyska biyaha 15 daqiiqo. Muunadda waxa lagu qasi jiray 193 μl 8 M HOL (8 M HOLI iyo 100 mM NaHPO4 (pH 8.5)] ilaa ugu dambayntii 6 M HOL LysC (4.5 μg; Wako) waxaa loo isticmaalaa dheefshiidka habeenkii oo dhan heerkulka qolka. Muunada ayaa markaa lagu qasi jiray 1 M urea oo leh 50 mM ammonium bicarbonate (ABC) (68). Ku dar qadar isku mid ah (4.5 μg) oo trypsin (Promega), ka dibna ku daadi muunada 12 saacadood. Acid xalinta dheefshiidka ee peptide-ka ilaa fiirsashada kama dambaysta ah ee 1% formic acid (FA) iyo 0.1% trifluoroacetic acid (TFA) (66), ka dibna ku macaan 50 mg Sep-Pak C18 column (Biyaha) sida kor lagu sharaxay (25) . peptide-ka ayaa markaa lagu soo saaray 1 ml oo ah 50% acetonitrile (ACN). Si loo habeeyo tirada borotiinka ee dufcadaha (25), 100 μl aliquots oo ka yimid dhammaan 40-kii muunado ee CSF ayaa la isku daray si loo soo saaro muunad isku dhafan, kaas oo markaa loo qaybiyay shan muunado gudaha ah oo caalami ah (GIS) (48). Dhammaan muunadaha shaqsiga ah iyo halbeegyada la isku daray waxaa lagu qallajiyey faakuum xawaare sare leh (Labconco).
CSF waxay koobiyaysaa muunadda. Dayon iyo asxaabtiisuba waxay hore u sharaxeen difaaca jirka oo yaraada iyo dheefshiidka nuqulka CSF ee 3 muunado (45, 46). Shaybaarada soo hadhay ee la isku celceliyay maaha kuwo si gaar ah loo difaacay. Ku dami shaybaaradan aan la saarin ee trypsin sida hore loogu sharaxay (17). Falanqaynta kasta oo soo noqnoqota, 120 μl aliquots ee peptide eluted ee muunad kasta ayaa la isku daray oo loo qaybiyay aliquots mugga siman si loo isticmaalo sida TMT-ku calaamadeeyay heerka gudaha caalamiga ah (48). Dhammaan muunadaha shaqsiga ah iyo halbeegyada la isku daray waxaa lagu qallajiyey faakuum xawaare sare leh (Labconco). Si kor loogu qaado calaamada borotiinka CSF-yar ee tirada yar, iyadoo la isku darayo 125 μl muunad kasta, muunad "la xoojiyay" ayaa loo diyaariyey falanqayn kasta oo nuqul ah [ie, muunad bayooloji ah oo u ekaanaysa muunadda cilmi-baarista, laakiin qaddarka la heli karo waa aad u weyn (37, 69)] ayaa ku milmay muunad CSF isku dhafan (17). Muunadda isku dhafka ah ayaa markaa laga saaray iyada oo la adeegsanayo 12 ml oo ah Xulashada Sare ee Sare 14 Baaxadda Barootiinka Saaridda Barootiinka (Thermo Fisher Scientific, A36372), oo la dheefshiiday sida kor lagu sharaxay, oo lagu daray calaamadaynta TMT ee badan.
Waqtiga boostada: Agoosto-27-2021