神經元和星形膠質細胞衍生的外泌體已被確定為篩選阿爾茨海默病（AD）生物標志物的佳來源。然而，很少有研究關注從AD患者血漿中分離的大量外泌體。今天就和大家分享一篇國人佳作，首都醫(yī)科大學宣武醫(yī)院賈龍飛團隊利用蛋白質組學技術篩查大量血漿外泌體內的蛋白質是否可以作為AD診斷的新型生物標志物。非常榮幸其中非標蛋白質組學以及靶向蛋白驗證部分由青蓮提供技術支持。

該研究成果于2022年12月5日發(fā)表在Alzheimer's Research & Therapy（IF=8.823?）雜志題為“Proteomic profling ofcirculating ?plasma exosomes reveals novel biomarkers of?Alzheimer’s disease”。利用非標記定量蛋白組學和平行反應監(jiān)測技術探討AD患者組和健康對照組循環(huán)血漿外泌體的蛋白質組學特征，并確定其診斷能力。

研究思路

研究成果

01?外泌體收集及外泌體表征

研究人員利用超速離心法獲得血漿外泌體，外泌體樣品通過透射電子顯微鏡（TEM）鑒定并展示了來自AD患者（圖1A）和健康對照的外泌體代表性TEM圖像。蛋白質免疫印記分析顯示外泌體標記蛋白Alix在外泌體樣品中高表達，而上清液中的標記物為陰性（圖1B）。這些結果表明，已從血液樣品中成功收集了外泌體。檢測了所有樣本中CD9、CD63和CD81（圖1C-E）的水平，在AD患者和對照組之間未檢測到顯著差異。

02?血漿外泌體差異表達蛋白的確定

利用非標記定量蛋白組學技術從AD患者組和對照組的血液中一共定量到328種外泌體蛋白。根據差異倍數≥1.2或≤0.80，與對照組相比，AD組中15種蛋白質顯著上調，16種蛋白質顯著下調。與對照組相比，AD組中檢測到的31種差異蛋白質的表達水平如圖2所示。

利用PRM技術以驗證AD患者組和對照組之間差異表達的31種蛋白質。7個上調蛋白（C1QC、CO9、CFAH、KVD30、GP1BB、RSU1、A0A0G2JRQ6）5個下調蛋白（A2MG、ADA10、A1AG2、IGHA1、HV428）在隊列2中顯著差異表達。緊接著對12種蛋白質進行了生物信息學分析。GO分析顯示大多數蛋白質參與免疫系統和蛋白質級聯激活的調節(jié)，并在不同的細胞過程中作為結合分子發(fā)揮作用，大多數蛋白質定位于細胞外空間和細胞外囊泡（如圖3）。KEGG分析結果顯示富集的通路與晚發(fā)性AD和大腦淀粉樣血管病有關。

03?外泌體蛋白診斷組合

研究人員使用診斷（AD與對照）作為因變量，12種蛋白質作為協變量，開發(fā)了邏輯模型來評估上述12種蛋白質的功能以區(qū)分AD患者組與對照組。在調整年齡、性別、教育年限和APOEε4狀態(tài)后，發(fā)現一組共六種蛋白質（上調：A0A0G2JRQ6、C1QC、CO9、GP1BB和RSU1；下調：ADA10）與AD相關。為了確定六種蛋白組合的診斷能力，通過ROC曲線分析進一步評估了邏輯模型的預測值。結果表明，六種蛋白組合顯示出極好的AD診斷能力，曲線下面積（AUC = 0.978，P<0.001）（圖4A）明顯高于單個蛋白質（AUC = 0.627–0.774），（圖4B）表明六種蛋白質的組合對于獲得有效診斷是必要的。

總之，研究結果表明一組由六種外泌體蛋白構成的組合是AD潛在的血液生物標志物。該研究為理解AD提供了更多的見解，并表明循環(huán)血漿外泌體的蛋白質組分析可能有助于AD診斷，值得在獨立隊列中進一步驗證。