കോംപ്രിഹെൻസീവ് പ്രോട്ടിയോമിക്‌സ് അസിംപ്റ്റോമാറ്റിക് ആൻഡ് സിംപ്റ്റോമാറ്റിക് അൽഷിമേഴ്‌സ് രോഗത്തിൽ മസ്തിഷ്കത്തെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള സെറിബ്രോസ്പൈനൽ ഫ്ലൂയിഡ് ബയോ മാർക്കറുകൾ വെളിപ്പെടുത്തുന്നു.

അൽഷിമേഴ്‌സ് രോഗത്തിന് (എഡി) പ്രോട്ടീൻ ബയോ മാർക്കറുകൾ ഇല്ല, അത് അതിൻ്റെ ഒന്നിലധികം അടിസ്ഥാന പാത്തോഫിസിയോളജിയെ പ്രതിഫലിപ്പിക്കുന്നു, ഇത് രോഗനിർണയത്തിൻ്റെയും ചികിത്സയുടെയും പുരോഗതിയെ തടസ്സപ്പെടുത്തുന്നു. എഡി പാത്തോഫിസിയോളജിയുടെ വിശാലമായ ശ്രേണിയെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്ന സെറിബ്രോസ്പൈനൽ ഫ്ലൂയിഡ് (സിഎസ്എഫ്) ബയോ മാർക്കറുകൾ തിരിച്ചറിയാൻ ഞങ്ങൾ ഇവിടെ സമഗ്രമായ പ്രോട്ടോമിക്സ് ഉപയോഗിക്കുന്നു. മൾട്ടിപ്ലെക്സ് മാസ്സ് സ്പെക്ട്രോമെട്രിയിൽ എഡി സിഎസ്എഫിലും തലച്ചോറിലും യഥാക്രമം ഏകദേശം 3,500, ഏകദേശം 12,000 പ്രോട്ടീനുകൾ കണ്ടെത്തി. മസ്തിഷ്ക പ്രോട്ടിയോമിൻ്റെ നെറ്റ്‌വർക്ക് വിശകലനം 44 ജൈവവൈവിധ്യ മൊഡ്യൂളുകൾ പരിഹരിച്ചു, അതിൽ 15 എണ്ണം സെറിബ്രോസ്പൈനൽ ഫ്ലൂയിഡ് പ്രോട്ടിയോമുമായി ഓവർലാപ്പ് ചെയ്തു. ഈ ഓവർലാപ്പിംഗ് മൊഡ്യൂളുകളിലെ CSF AD മാർക്കറുകൾ വ്യത്യസ്ത പാത്തോഫിസിയോളജിക്കൽ പ്രക്രിയകളെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്ന അഞ്ച് പ്രോട്ടീൻ ഗ്രൂപ്പുകളായി മടക്കിയിരിക്കുന്നു. AD മസ്തിഷ്കത്തിലെ സിനാപ്സുകളും മെറ്റബോളിറ്റുകളും കുറയുന്നു, എന്നാൽ CSF വർദ്ധിക്കുന്നു, അതേസമയം മസ്തിഷ്കത്തിലും CSF-ലും ഗ്ലിയൽ-സമ്പന്നമായ മൈലിനേഷനും രോഗപ്രതിരോധ ഗ്രൂപ്പുകളും വർദ്ധിക്കുന്നു. പാനൽ മാറ്റങ്ങളുടെ സ്ഥിരതയും രോഗത്തിൻ്റെ പ്രത്യേകതയും 500-ലധികം അധിക CSF സാമ്പിളുകളിൽ സ്ഥിരീകരിച്ചു. ഈ ഗ്രൂപ്പുകൾ രോഗലക്ഷണങ്ങളില്ലാത്ത എഡിയിൽ ജൈവ ഉപഗ്രൂപ്പുകളും തിരിച്ചറിഞ്ഞു. മൊത്തത്തിൽ, ഈ ഫലങ്ങൾ എഡിയിലെ ക്ലിനിക്കൽ ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്കായുള്ള വെബ് അധിഷ്‌ഠിത ബയോമാർക്കർ ടൂളുകളിലേക്കുള്ള ഒരു നല്ല ചുവടുവെപ്പാണ്.
ലോകമെമ്പാടുമുള്ള ന്യൂറോ ഡിമെൻഷ്യയുടെ ഏറ്റവും സാധാരണമായ കാരണമാണ് അൽഷിമേഴ്സ് രോഗം (എഡി) സിനാപ്റ്റിക് ട്രാൻസ്മിഷൻ, ഗ്ലിയൽ-മെഡിയേറ്റഡ് ഇമ്മ്യൂണിറ്റി, മൈറ്റോകോൺഡ്രിയൽ മെറ്റബോളിസം (1-3) എന്നിവയുൾപ്പെടെ വൈവിധ്യമാർന്ന ബയോളജിക്കൽ സിസ്റ്റം അപര്യാപ്തതകളാണ് ഇതിൻ്റെ സവിശേഷത. എന്നിരുന്നാലും, അതിൻ്റെ സ്ഥാപിതമായ പ്രോട്ടീൻ ബയോമാർക്കറുകൾ ഇപ്പോഴും അമിലോയിഡ്, ടൗ പ്രോട്ടീൻ എന്നിവ കണ്ടെത്തുന്നതിൽ ശ്രദ്ധ കേന്ദ്രീകരിക്കുന്നു, അതിനാൽ ഈ വൈവിധ്യമാർന്ന പാത്തോഫിസിയോളജിയെ പ്രതിഫലിപ്പിക്കാൻ കഴിയില്ല. സെറിബ്രോസ്പൈനൽ ഫ്ലൂയിഡിൽ (സിഎസ്എഫ്) ഏറ്റവും വിശ്വസനീയമായി അളക്കുന്ന ഈ "കോർ" പ്രോട്ടീൻ ബയോമാർക്കറുകളിൽ (i) അമിലോയ്ഡ് ബീറ്റ പെപ്റ്റൈഡ് 1-42 (Aβ1-42) ഉൾപ്പെടുന്നു, ഇത് കോർട്ടിക്കൽ അമിലോയിഡ് ഫലകങ്ങളുടെ രൂപീകരണത്തെ പ്രതിഫലിപ്പിക്കുന്നു; (ii) മൊത്തം ടൗ, ആക്സൺ ഡീജനറേഷൻ്റെ അടയാളം; (iii) ഫോസ്ഫോ-ടൗ (പി-ടൗ), പാത്തോളജിക്കൽ ടൗ ഹൈപ്പർഫോസ്ഫോറിലേഷൻ്റെ (4-7) പ്രതിനിധി. ഈ സെറിബ്രോസ്പൈനൽ ഫ്ലൂയിഡ് ബയോമാർക്കറുകൾ "അടയാളപ്പെടുത്തിയ" എഡി പ്രോട്ടീൻ രോഗങ്ങൾ (4-7) കണ്ടെത്തുന്നതിന് വളരെയധികം സഹായിച്ചിട്ടുണ്ടെങ്കിലും, അവ രോഗത്തിന് പിന്നിലെ സങ്കീർണ്ണമായ ജീവശാസ്ത്രത്തിൻ്റെ ഒരു ചെറിയ ഭാഗം മാത്രമേ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നുള്ളൂ.
എഡി ബയോമാർക്കറുകളുടെ പാത്തോഫിസിയോളജിക്കൽ വൈവിധ്യത്തിൻ്റെ അഭാവം (i) എഡി രോഗികളുടെ ജൈവ വൈവിധ്യത്തെ തിരിച്ചറിയാനും അളക്കാനുമുള്ള കഴിവില്ലായ്മ, (ii) രോഗത്തിൻ്റെ തീവ്രതയുടെയും പുരോഗതിയുടെയും അപര്യാപ്തമായ അളവെടുപ്പ്, പ്രത്യേകിച്ച് പ്രീക്ലിനിക്കൽ ഘട്ടത്തിൽ, കൂടാതെ ( iii) ന്യൂറോളജിക്കൽ അപചയത്തിൻ്റെ എല്ലാ വശങ്ങളും പൂർണ്ണമായും പരിഹരിക്കുന്നതിൽ പരാജയപ്പെട്ട ചികിത്സാ മരുന്നുകളുടെ വികസനം. അനുബന്ധ രോഗങ്ങളിൽ നിന്നുള്ള എഡിയെ വിവരിക്കാൻ ലാൻഡ്മാർക്ക് പാത്തോളജിയെ ആശ്രയിക്കുന്നത് ഈ പ്രശ്നങ്ങൾ കൂടുതൽ വഷളാക്കുകയേയുള്ളൂ. ഡിമെൻഷ്യ ബാധിച്ച മിക്ക പ്രായമായവർക്കും വൈജ്ഞാനിക തകർച്ചയുടെ ഒന്നിലധികം രോഗലക്ഷണങ്ങൾ ഉണ്ടെന്ന് കൂടുതൽ കൂടുതൽ തെളിവുകൾ കാണിക്കുന്നു (8). AD പാത്തോളജി ഉള്ള 90% അല്ലെങ്കിൽ അതിലധികമോ വ്യക്തികൾക്കും രക്തക്കുഴലുകൾ, TDP-43 ഉൾപ്പെടുത്തലുകൾ അല്ലെങ്കിൽ മറ്റ് ഡീജനറേറ്റീവ് രോഗങ്ങൾ (9) എന്നിവയുണ്ട്. പാത്തോളജിക്കൽ ഓവർലാപ്പിൻ്റെ ഈ ഉയർന്ന അനുപാതങ്ങൾ ഡിമെൻഷ്യയ്ക്കുള്ള ഞങ്ങളുടെ നിലവിലെ ഡയഗ്നോസ്റ്റിക് ചട്ടക്കൂടിനെ തടസ്സപ്പെടുത്തിയിരിക്കുന്നു, കൂടാതെ രോഗത്തിൻ്റെ കൂടുതൽ സമഗ്രമായ പാത്തോഫിസിയോളജിക്കൽ നിർവചനം ആവശ്യമാണ്.
വൈവിധ്യമാർന്ന എഡി ബയോ മാർക്കറുകളുടെ അടിയന്തിര ആവശ്യം കണക്കിലെടുത്ത്, ബയോ മാർക്കറുകൾ കണ്ടെത്തുന്നതിന് മൊത്തത്തിലുള്ള സംവിധാനത്തെ അടിസ്ഥാനമാക്കി ഫീൽഡ് "ഓമിക്സ്" രീതി കൂടുതലായി സ്വീകരിക്കുന്നു. ആക്സിലറേറ്റഡ് ഫാർമസ്യൂട്ടിക്കൽ പാർട്ണർഷിപ്പ് (AMP)-AD അലയൻസ് 2014-ൽ സമാരംഭിച്ചു, പ്രോഗ്രാമിൻ്റെ മുൻനിരയിലാണ്. നാഷണൽ ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ട് ഓഫ് ഹെൽത്ത്, അക്കാദമിയ, ഇൻഡസ്ട്രി എന്നിവയുടെ ഈ മൾട്ടി ഡിസിപ്ലിനറി പ്രയത്നം, എഡിയുടെ പാത്തോഫിസിയോളജി നന്നായി നിർവചിക്കുന്നതിനും ജൈവവൈവിധ്യ ഡയഗ്നോസ്റ്റിക് വിശകലനവും ചികിത്സാ തന്ത്രങ്ങളും വികസിപ്പിക്കുന്നതിനും സിസ്റ്റം അധിഷ്ഠിത തന്ത്രങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കുന്നതിന് ലക്ഷ്യമിടുന്നു (10). ഈ പ്രോജക്റ്റിൻ്റെ ഭാഗമായി, നെറ്റ്‌വർക്ക് പ്രോട്ടിയോമിക്‌സ് എഡിയിലെ സിസ്റ്റം അധിഷ്‌ഠിത ബയോമാർക്കറുകളുടെ പുരോഗതിക്കുള്ള ഒരു വാഗ്ദാനമായ ഉപകരണമായി മാറി. പക്ഷപാതരഹിതമായ ഈ ഡാറ്റാധിഷ്ഠിത സമീപനം സങ്കീർണ്ണമായ പ്രോട്ടിയോമിക്സ് ഡാറ്റാ സെറ്റുകളെ ഗ്രൂപ്പുകളായി അല്ലെങ്കിൽ പ്രത്യേക കോശ തരങ്ങൾ, അവയവങ്ങൾ, ജീവശാസ്ത്രപരമായ പ്രവർത്തനങ്ങൾ എന്നിവയുമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്ന കോ-എക്സ്പ്രസ്ഡ് പ്രോട്ടീനുകളുടെ "മൊഡ്യൂളുകൾ" ആയി സംഘടിപ്പിക്കുന്നു (11-13). AD മസ്തിഷ്കത്തിൽ ഏകദേശം 12 വിവരങ്ങളാൽ സമ്പന്നമായ നെറ്റ്‌വർക്ക് പ്രോട്ടോമിക്സ് പഠനങ്ങൾ നടത്തിയിട്ടുണ്ട് (13-23). മൊത്തത്തിൽ, ഈ വിശകലനങ്ങൾ സൂചിപ്പിക്കുന്നത് AD മസ്തിഷ്ക നെറ്റ്‌വർക്ക് പ്രോട്ടിയോം സ്വതന്ത്രമായ കൂട്ടുകെട്ടുകളിലും ഒന്നിലധികം കോർട്ടിക്കൽ മേഖലകളിലും വളരെ സംരക്ഷിത മോഡുലാർ ഓർഗനൈസേഷൻ നിലനിർത്തുന്നു എന്നാണ്. കൂടാതെ, ഈ മൊഡ്യൂളുകളിൽ ചിലത്, ഒന്നിലധികം രോഗങ്ങളുടെ പാത്തോഫിസിയോളജിയെ പ്രതിഫലിപ്പിക്കുന്ന, ഡാറ്റാ സെറ്റുകളിലുടനീളം എഡിയുമായി ബന്ധപ്പെട്ട സമൃദ്ധിയിൽ പുനരുൽപ്പാദിപ്പിക്കാവുന്ന മാറ്റങ്ങൾ കാണിക്കുന്നു. മൊത്തത്തിൽ, ഈ കണ്ടെത്തലുകൾ എഡിയിൽ ഒരു സിസ്റ്റം അധിഷ്ഠിത ബയോമാർക്കറായി മസ്തിഷ്ക ശൃംഖലയുടെ പ്രോട്ടോമിനെ കണ്ടെത്തുന്നതിനുള്ള ഒരു നല്ല ആങ്കർ പോയിൻ്റ് പ്രകടമാക്കുന്നു.
AD മസ്തിഷ്ക നെറ്റ്‌വർക്ക് പ്രോട്ടിയോമിനെ ക്ലിനിക്കലി ഉപയോഗപ്രദമായ സിസ്റ്റം അധിഷ്‌ഠിത ബയോമാർക്കറുകളാക്കി മാറ്റുന്നതിന്, AD CSF-ൻ്റെ പ്രോട്ടിയോമിക് വിശകലനവുമായി ഞങ്ങൾ മസ്തിഷ്‌കത്തിൽ നിന്നുള്ള നെറ്റ്‌വർക്കിനെ സംയോജിപ്പിച്ചു. ഈ സംയോജിത സമീപനം, സിനാപ്‌സുകൾ, രക്തക്കുഴലുകൾ, മൈലിനേഷൻ, വീക്കം, ഉപാപചയ പാതകളുടെ അപര്യാപ്തത എന്നിവയുൾപ്പെടെ മസ്തിഷ്ക അധിഷ്‌ഠിത പാത്തോഫിസിയോളജിയുടെ വിശാലമായ ശ്രേണിയുമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്ന അഞ്ച് വാഗ്ദാനമായ CSF ബയോമാർക്കറുകളെ തിരിച്ചറിയുന്നതിലേക്ക് നയിച്ചു. വിവിധ ന്യൂറോഡിജെനറേറ്റീവ് രോഗങ്ങളിൽ നിന്നുള്ള 500-ലധികം CSF സാമ്പിളുകൾ ഉൾപ്പെടെ ഒന്നിലധികം റെപ്ലിക്കേഷൻ വിശകലനങ്ങളിലൂടെ ഞങ്ങൾ ഈ ബയോമാർക്കർ പാനലുകൾ വിജയകരമായി സാധൂകരിച്ചു. ഈ മൂല്യനിർണ്ണയ വിശകലനങ്ങളിൽ രോഗലക്ഷണങ്ങളില്ലാത്ത AD (AsymAD) ഉള്ള രോഗികളുടെ CSF-ലെ ഗ്രൂപ്പ് ടാർഗെറ്റുകൾ പരിശോധിക്കുന്നതും അല്ലെങ്കിൽ ഒരു സാധാരണ വൈജ്ഞാനിക പരിതസ്ഥിതിയിൽ അസാധാരണമായ അമിലോയിഡ് ശേഖരണത്തിൻ്റെ തെളിവുകൾ കാണിക്കുന്നതും ഉൾപ്പെടുന്നു. ഈ വിശകലനങ്ങൾ AsymAD ജനസംഖ്യയിലെ ഗണ്യമായ ജൈവവൈവിധ്യത്തെ ഉയർത്തിക്കാട്ടുന്നു, കൂടാതെ രോഗത്തിൻ്റെ ആദ്യഘട്ടങ്ങളിൽ വ്യക്തികളെ ഉപതരം ചെയ്യാൻ കഴിയുന്ന പാനൽ മാർക്കറുകൾ തിരിച്ചറിയുന്നു. മൊത്തത്തിൽ, ഈ ഫലങ്ങൾ AD അഭിമുഖീകരിക്കുന്ന പല ക്ലിനിക്കൽ വെല്ലുവിളികളും വിജയകരമായി പരിഹരിക്കാൻ കഴിയുന്ന ഒന്നിലധികം സിസ്റ്റങ്ങളെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള പ്രോട്ടീൻ ബയോമാർക്കർ ടൂളുകളുടെ വികസനത്തിലെ ഒരു പ്രധാന ഘട്ടത്തെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു.
ഈ പഠനത്തിൻ്റെ പ്രധാന ലക്ഷ്യം എഡിയിലേക്ക് നയിക്കുന്ന വിവിധ മസ്തിഷ്ക അധിഷ്ഠിത പാത്തോഫിസിയോളജിയെ പ്രതിഫലിപ്പിക്കുന്ന പുതിയ സെറിബ്രോസ്പൈനൽ ഫ്ലൂയിഡ് ബയോ മാർക്കറുകൾ തിരിച്ചറിയുക എന്നതാണ്. ചിത്രം S1 ഞങ്ങളുടെ ഗവേഷണ രീതിയുടെ രൂപരേഖ നൽകുന്നു, അതിൽ (i) തലച്ചോറുമായി ബന്ധപ്പെട്ട ഒന്നിലധികം CSF രോഗ ബയോമാർക്കറുകൾ തിരിച്ചറിയുന്നതിനായി AD CSF-ൻ്റെയും നെറ്റ്‌വർക്ക് ബ്രെയിൻ പ്രോട്ടിയോമിൻ്റെയും പ്രാഥമിക കണ്ടെത്തലുകളാൽ നയിക്കപ്പെടുന്ന സമഗ്രമായ വിശകലനം, (ii) തുടർന്നുള്ള അനുകരണം ഈ ബയോ മാർക്കറുകൾ നിരവധി സ്വതന്ത്ര സെറിബ്രോസ്പൈനലിലാണ്. ദ്രാവക കൂട്ടുകൾ. എമോറി ഗോയിസുവേറ്റ അൽഷിമേഴ്‌സ് ഡിസീസ് റിസർച്ച് സെൻ്ററിലെ (എഡിആർസി) 20 കോഗ്നിറ്റീവ് സാധാരണ വ്യക്തികളിലും 20 എഡി രോഗികളിലും സിഎസ്എഫിൻ്റെ ഡിഫറൻഷ്യൽ എക്സ്പ്രഷൻ വിശകലനം ചെയ്താണ് കണ്ടെത്തൽ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ഗവേഷണം ആരംഭിച്ചത്. സെറിബ്രോസ്‌പൈനൽ ദ്രാവകത്തിൽ കുറഞ്ഞ Aβ1-42 സാന്നിധ്യത്തിലും മൊത്തം tau, p-tau എന്നിവയുടെ ഉയർന്ന നിലയിലും AD യുടെ രോഗനിർണ്ണയം കാര്യമായ വൈജ്ഞാനിക വൈകല്യമായി നിർവചിക്കപ്പെടുന്നു [Mean Montreal Cognitive Assessment (MoCA), 13.8 ± 7.0] [ELISA (ELISA) )]] (പട്ടിക S1A). നിയന്ത്രണത്തിൽ (അർത്ഥം MoCA, 26.7 ± 2.2) സാധാരണ നിലയിലുള്ള CSF ബയോ മാർക്കറുകൾ ഉണ്ടായിരുന്നു.
പ്രോട്ടീൻ സമൃദ്ധിയുടെ ചലനാത്മക ശ്രേണിയാണ് ഹ്യൂമൻ സിഎസ്എഫിൻ്റെ സവിശേഷത, അതിൽ ആൽബുമിനും മറ്റ് വളരെ സമൃദ്ധമായ പ്രോട്ടീനുകളും താൽപ്പര്യമുള്ള പ്രോട്ടീനുകൾ കണ്ടെത്തുന്നത് തടയാൻ കഴിയും (24). പ്രോട്ടീൻ കണ്ടെത്തലിൻ്റെ ആഴം വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിന്, മാസ്സ് സ്പെക്ട്രോമെട്രി (എംഎസ്) വിശകലനത്തിന് (24) മുമ്പായി ഓരോ CSF സാമ്പിളിൽ നിന്നും വളരെ സമൃദ്ധമായ ആദ്യത്തെ 14 പ്രോട്ടീനുകൾ ഞങ്ങൾ നീക്കം ചെയ്തു. മൊത്തം 39,805 പെപ്റ്റൈഡുകൾ എംഎസ് തിരിച്ചറിഞ്ഞു, അവ 40 സാമ്പിളുകളിലായി 3691 പ്രോട്ടിയോമുകളിലേക്ക് മാപ്പ് ചെയ്തു. മൾട്ടിപ്പിൾ ടാൻഡം മാസ് ടാഗ് (TMT) ലേബലിംഗ് (18, 25) ഉപയോഗിച്ചാണ് പ്രോട്ടീൻ അളവ് നിർണ്ണയിക്കുന്നത്. നഷ്‌ടമായ ഡാറ്റ പരിഹരിക്കുന്നതിന്, തുടർന്നുള്ള വിശകലനത്തിൽ കുറഞ്ഞത് 50% സാമ്പിളുകളിൽ അളന്ന പ്രോട്ടീനുകൾ മാത്രമേ ഞങ്ങൾ ഉൾപ്പെടുത്തിയിട്ടുള്ളൂ, അങ്ങനെ ഒടുവിൽ 2875 പ്രോട്ടിയോമുകൾ കണക്കാക്കി. മൊത്തം പ്രോട്ടീൻ സമൃദ്ധി ലെവലിലെ കാര്യമായ വ്യത്യാസം കാരണം, ഒരു നിയന്ത്രണ സാമ്പിൾ സ്ഥിതിവിവരക്കണക്കനുസരിച്ച് ഒരു ഔട്ട്‌ലിയർ ആയി കണക്കാക്കി (13) തുടർന്നുള്ള വിശകലനത്തിൽ ഉൾപ്പെടുത്തിയില്ല. ശേഷിക്കുന്ന 39 സാമ്പിളുകളുടെ സമൃദ്ധി മൂല്യങ്ങൾ പ്രായം, ലിംഗഭേദം, ബാച്ച് കോവേരിയൻസ് (13-15, 17, 18, 20, 26) എന്നിവ അനുസരിച്ച് ക്രമീകരിച്ചു.
റിഗ്രഷൻ ഡാറ്റാ സെറ്റിലെ ഡിഫറൻഷ്യൽ എക്‌സ്‌പ്രഷൻ വിലയിരുത്തുന്നതിന് സ്റ്റാറ്റിസ്റ്റിക്കൽ ടി-ടെസ്റ്റ് വിശകലനം ഉപയോഗിച്ച്, നിയന്ത്രണത്തിനും എഡി കേസുകൾക്കും ഇടയിൽ (പട്ടിക എസ് 2 എ) സമൃദ്ധമായ അളവ് ഗണ്യമായി മാറിയ പ്രോട്ടീനുകളെ ഈ വിശകലനം തിരിച്ചറിഞ്ഞു (പി <0.05). ചിത്രം 1A-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ, AD-യിലെ മൊത്തം 225 പ്രോട്ടീനുകളുടെ സമൃദ്ധി ഗണ്യമായി കുറയുകയും 303 പ്രോട്ടീനുകളുടെ സമൃദ്ധി ഗണ്യമായി വർദ്ധിക്കുകയും ചെയ്തു. വ്യത്യസ്തമായി പ്രകടിപ്പിക്കുന്ന ഈ പ്രോട്ടീനുകളിൽ, മൈക്രോട്യൂബ്-അസോസിയേറ്റഡ് പ്രോട്ടീൻ ടൗ (MAPT; P = 3.52 × 10−8), ന്യൂറോഫിലമെൻ്റ് (NEFL; P = 6.56 × 10−3), വളർച്ചയുമായി ബന്ധപ്പെട്ട പ്രോട്ടീൻ 43 എന്നിങ്ങനെ നേരത്തെ തിരിച്ചറിഞ്ഞ സെറിബ്രോസ്പൈനൽ ഫ്ലൂയിഡ് എഡി മാർക്കറുകൾ ഉൾപ്പെടുന്നു. (GAP43; P = 1.46 × 10−5), ഫാറ്റി ആസിഡ് ബൈൻഡിംഗ് പ്രോട്ടീൻ 3 (FABP3; P = 2.00 × 10−5), ചിറ്റിനേസ് 3 പോലെ 1 (CHI3L1; P = 4.44 × 10−6), ന്യൂറൽ GNlin; P = 3.43 × 10−4), VGF നാഡി വളർച്ചാ ഘടകം (VGF; P = 4.83 × 10-3) (4-6). എന്നിരുന്നാലും, GDP ഡിസ്‌സോസിയേഷൻ ഇൻഹിബിറ്റർ 1 (GDI1; P = 1.54 × 10-10), SPARC-മായി ബന്ധപ്പെട്ട മോഡുലാർ കാൽസ്യം ബൈൻഡിംഗ് 1 (SMOC1; P = 6.93 × 10-9) എന്നിവ പോലെയുള്ള വളരെ പ്രധാനപ്പെട്ട മറ്റ് ലക്ഷ്യങ്ങളും ഞങ്ങൾ തിരിച്ചറിഞ്ഞു. 225 ഗണ്യമായി കുറച്ച പ്രോട്ടീനുകളുടെ ജീൻ ഒൻ്റോളജി (GO) വിശകലനം, സ്റ്റിറോയിഡ് മെറ്റബോളിസം, രക്തം കട്ടപിടിക്കൽ, ഹോർമോൺ പ്രവർത്തനം (ചിത്രം 1B, പട്ടിക S2B) തുടങ്ങിയ ശരീര ദ്രാവക പ്രക്രിയകളുമായി അടുത്ത ബന്ധം കണ്ടെത്തി. വിപരീതമായി, 303 ൻ്റെ ഗണ്യമായി വർദ്ധിച്ച പ്രോട്ടീൻ കോശ ഘടനയും ഊർജ്ജ ഉപാപചയവുമായി അടുത്ത ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു.
(എ) അഗ്നിപർവ്വത പ്ലോട്ട് ടി-ടെസ്റ്റ് വഴി ലഭിച്ച -ലോഗ് 10 സ്റ്റാറ്റിസ്റ്റിക്കൽ പി മൂല്യവുമായി (y-അക്ഷം) ആപേക്ഷികമായി ലോഗ്2 ഫോൾഡ് മാറ്റം (x-ആക്സിസ്) കാണിക്കുന്നു, ഇത് നിയന്ത്രണവും (സിടി) തമ്മിലുള്ള ഡിഫറൻഷ്യൽ എക്സ്പ്രഷൻ കണ്ടെത്തുന്നതിന് ഉപയോഗിക്കുന്നു എല്ലാ പ്രോട്ടീനുകളുടെയും CSF പ്രോട്ടീമിൻ്റെ AD കേസുകൾ. AD-യിൽ ഗണ്യമായി കുറഞ്ഞ അളവിലുള്ള (P <0.05) പ്രോട്ടീനുകൾ നീല നിറത്തിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു, അതേസമയം രോഗത്തിൽ ഗണ്യമായ വർദ്ധനവുള്ള പ്രോട്ടീനുകൾ ചുവപ്പ് നിറത്തിൽ കാണിക്കുന്നു. തിരഞ്ഞെടുത്ത പ്രോട്ടീൻ ലേബൽ ചെയ്തിരിക്കുന്നു. (ബി) പ്രോട്ടീനുമായി ബന്ധപ്പെട്ട മുൻനിര GO പദങ്ങൾ എഡിയിൽ ഗണ്യമായി കുറയുകയും (നീല) വർദ്ധിക്കുകയും (ചുവപ്പ്) ചെയ്യുകയും ചെയ്യുന്നു. ജൈവ പ്രക്രിയകൾ, തന്മാത്രാ പ്രവർത്തനങ്ങൾ, സെല്ലുലാർ ഘടകങ്ങൾ എന്നിവയുടെ മേഖലകളിൽ ഏറ്റവും ഉയർന്ന z-സ്കോറുകൾ ഉള്ള മൂന്ന് GO നിബന്ധനകൾ കാണിക്കുന്നു. (C) CSF സാമ്പിളിലെ MAPT ലെവലും (ഇടത്) സാമ്പിൾ ELISA tau ലെവലുമായി (വലത്) അതിൻ്റെ പരസ്പര ബന്ധവും MS അളന്നു. പ്രസക്തമായ പി മൂല്യത്തോടുകൂടിയ പിയേഴ്സൺ കോറിലേഷൻ കോഫിഫിഷ്യൻ്റ് പ്രദർശിപ്പിക്കുന്നു. ഒരു എഡി കേസിൻ്റെ ELISA ഡാറ്റയുടെ അഭാവം കാരണം, വിശകലനം ചെയ്ത 39 കേസുകളിൽ 38 എണ്ണത്തിൻ്റെ മൂല്യങ്ങൾ ഈ കണക്കുകളിൽ ഉൾപ്പെടുന്നു. (D) കൺട്രോളിൽ സൂപ്പർവൈസ്ഡ് ക്ലസ്റ്റർ വിശകലനം (P <0.0001, ബെഞ്ചമിനി-ഹോച്ച്ബെർഗ് (BH) ക്രമീകരിച്ച P <0.01) കൂടാതെ AD CSF ഡാറ്റാ സെറ്റിലെ 65 ഗണ്യമായി മാറിയ പ്രോട്ടീനുകൾ ഉപയോഗിച്ച് സാമ്പിളുകൾ കണ്ടെത്തി. സ്റ്റാൻഡേർഡ്, നോർമലൈസ്.
MAPT-ൻ്റെ പ്രോട്ടോമിക് ലെവൽ സ്വതന്ത്രമായി അളന്ന ELISA ടൗ ലെവലുമായി (r = 0.78, P = 7.8 × 10-9; ചിത്രം 1C) ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു, ഇത് ഞങ്ങളുടെ MS അളവെടുപ്പിൻ്റെ സാധുതയെ പിന്തുണയ്ക്കുന്നു. അമിലോയിഡ് മുൻഗാമി പ്രോട്ടീൻ്റെ (APP) തലത്തിൽ ട്രിപ്സിൻ ദഹനത്തിന് ശേഷം, Aβ1-40, Aβ1-42 എന്നിവയുടെ സി-ടെർമിനസിലേക്ക് മാപ്പ് ചെയ്ത ഐസോഫോം-നിർദ്ദിഷ്ട പെപ്റ്റൈഡുകൾ കാര്യക്ഷമമായി അയോണൈസ് ചെയ്യാൻ കഴിയില്ല (27, 28). അതിനാൽ, ഞങ്ങൾ തിരിച്ചറിഞ്ഞ APP പെപ്റ്റൈഡുകൾക്ക് ELISA Aβ1-42 ലെവലുമായി യാതൊരു ബന്ധവുമില്ല. ഓരോ കേസിൻ്റെയും ഡിഫറൻഷ്യൽ എക്സ്പ്രഷൻ വിലയിരുത്തുന്നതിനായി, സാമ്പിളുകളുടെ സൂപ്പർവൈസ്ഡ് ക്ലസ്റ്റർ വിശകലനം നടത്താൻ ഞങ്ങൾ പി <0.0001 [തെറ്റായ കണ്ടെത്തൽ നിരക്ക് (FDR) തിരുത്തിയ P <0.01] ഉള്ള വ്യത്യസ്തമായി പ്രകടിപ്പിക്കുന്ന പ്രോട്ടീനുകൾ ഉപയോഗിച്ചു (പട്ടിക S2A). ചിത്രം 1D-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ, വളരെ പ്രാധാന്യമുള്ള ഈ 65 പ്രോട്ടീനുകൾക്ക് രോഗാവസ്ഥയ്ക്ക് അനുസൃതമായി സാമ്പിളുകൾ ശരിയായി ശേഖരിക്കാൻ കഴിയും, നിയന്ത്രണം പോലെയുള്ള സ്വഭാവസവിശേഷതകളുള്ള ഒരു എഡി കേസ് ഒഴികെ. ഈ 65 പ്രോട്ടീനുകളിൽ 63 എണ്ണം എഡിയിൽ വർദ്ധിച്ചു, അതേസമയം രണ്ടെണ്ണം (CD74, ISLR) കുറഞ്ഞു. മൊത്തത്തിൽ, ഈ സെറിബ്രോസ്പൈനൽ ഫ്ലൂയിഡ് വിശകലനങ്ങൾ രോഗ ബയോ മാർക്കറുകളായി വർത്തിക്കുന്ന നൂറുകണക്കിന് പ്രോട്ടീനുകളെ എഡിയിൽ തിരിച്ചറിഞ്ഞിട്ടുണ്ട്.
തുടർന്ന് ഞങ്ങൾ AD മസ്തിഷ്ക പ്രോട്ടീമിൻ്റെ ഒരു സ്വതന്ത്ര നെറ്റ്‌വർക്ക് വിശകലനം നടത്തി. ഈ കണ്ടെത്തലിൻ്റെ മസ്തിഷ്ക കൂട്ടത്തിൽ നിയന്ത്രണത്തിൽ നിന്നുള്ള ഡോർസോലേറ്ററൽ പ്രീഫ്രോണ്ടൽ കോർട്ടെക്സ് (DLPFC), പാർക്കിൻസൺസ് രോഗം (PD; n = 10), മിക്സഡ് AD/PD (n = 10), AD (n = 10) എന്നിവ ഉൾപ്പെടുന്നു. ) സാമ്പിൾ. Emery Goizueta ADRC. ഈ 40 കേസുകളുടെ ജനസംഖ്യാശാസ്‌ത്രം മുമ്പ് വിവരിച്ചിട്ടുള്ളതാണ് (25) പട്ടിക S1B-ൽ സംഗ്രഹിച്ചിരിക്കുന്നു. ഈ 40 മസ്തിഷ്ക കോശങ്ങളും 27 കേസുകളുടെ പകർപ്പെടുക്കലും വിശകലനം ചെയ്യാൻ ഞങ്ങൾ TMT-MS ഉപയോഗിച്ചു. മൊത്തത്തിൽ, ഈ രണ്ട് ബ്രെയിൻ ഡാറ്റ സെറ്റുകളും 227,121 അദ്വിതീയ പെപ്റ്റൈഡുകൾ നിർമ്മിച്ചു, അവ 12,943 പ്രോട്ടിയോമുകളിലേക്ക് (25) മാപ്പ് ചെയ്തു. കുറഞ്ഞത് 50% കേസുകളിൽ അളന്ന പ്രോട്ടീനുകൾ മാത്രമേ തുടർന്നുള്ള അന്വേഷണങ്ങളിൽ ഉൾപ്പെടുത്തിയിട്ടുള്ളൂ. അന്തിമ കണ്ടെത്തൽ ഡാറ്റാ സെറ്റിൽ 8817 ക്വാണ്ടിഫൈഡ് പ്രോട്ടീനുകൾ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു. പ്രായം, ലിംഗഭേദം, പോസ്റ്റ്‌മോർട്ടം ഇടവേള (PMI) എന്നിവയെ അടിസ്ഥാനമാക്കി പ്രോട്ടീൻ സമൃദ്ധിയുടെ അളവ് ക്രമീകരിക്കുക. റിഗ്രഷനു ശേഷമുള്ള ഡാറ്റ സെറ്റിൻ്റെ ഡിഫറൻഷ്യൽ എക്സ്പ്രഷൻ വിശകലനം കാണിക്കുന്നത്, രണ്ടോ അതിലധികമോ രോഗ കൂട്ടങ്ങളിൽ 2000 പ്രോട്ടീൻ ലെവലുകൾ [P <0.05, വേരിയൻസ് വിശകലനം (ANOVA)] ഗണ്യമായി മാറ്റിയിരിക്കുന്നു എന്നാണ്. തുടർന്ന്, ഞങ്ങൾ വ്യത്യസ്‌തമായി പ്രകടിപ്പിക്കുന്ന പ്രോട്ടീനുകളെ അടിസ്ഥാനമാക്കി ഒരു സൂപ്പർവൈസ് ചെയ്‌ത ക്ലസ്റ്റർ വിശകലനം നടത്തി, കൂടാതെ AD/നിയന്ത്രണത്തിലും/അല്ലെങ്കിൽ AD/PD താരതമ്യത്തിലും P <0.0001 (ചിത്രം S2, A, B, പട്ടിക S2C). വളരെയധികം മാറ്റം വരുത്തിയ ഈ 165 പ്രോട്ടീനുകൾ കൺട്രോൾ, പിഡി സാമ്പിളുകളിൽ നിന്നുള്ള എഡി പാത്തോളജി ഉള്ള കേസുകൾ വ്യക്തമായി ചിത്രീകരിക്കുന്നു, ഇത് മുഴുവൻ പ്രോട്ടിയോമിലെയും ശക്തമായ എഡി-നിർദ്ദിഷ്ട മാറ്റങ്ങളെ സ്ഥിരീകരിക്കുന്നു.
കണ്ടെത്തിയ ബ്രെയിൻ പ്രോട്ടീമിൽ നെറ്റ്‌വർക്ക് വിശകലനം നടത്താൻ ഞങ്ങൾ വെയ്റ്റഡ് ജീൻ കോ-എക്‌സ്‌പ്രഷൻ നെറ്റ്‌വർക്ക് അനാലിസിസ് (WGCNA) എന്ന അൽഗോരിതം ഉപയോഗിച്ചു, ഇത് ഡാറ്റയെ പ്രോട്ടീൻ മൊഡ്യൂളുകളായി സമാന എക്സ്പ്രഷൻ പാറ്റേണുകളോടെ ക്രമീകരിക്കുന്നു (11-13). വിശകലനം 44 മൊഡ്യൂളുകൾ (M) കോ-എക്സ്പ്രസ്ഡ് പ്രോട്ടീനുകൾ തിരിച്ചറിഞ്ഞു, ഏറ്റവും വലിയ (M1, n = 1821 പ്രോട്ടീനുകൾ) മുതൽ ഏറ്റവും ചെറിയ (M44, n = 34 പ്രോട്ടീനുകൾ) വരെ തരംതിരിച്ച് അക്കമിട്ടു (ചിത്രം 2A, പട്ടിക S2D) ). മുകളിൽ സൂചിപ്പിച്ചതുപോലെ (13) ഓരോ മൊഡ്യൂളിൻ്റെയും പ്രാതിനിധ്യ എക്സ്പ്രെഷൻ പ്രൊഫൈൽ അല്ലെങ്കിൽ സ്വഭാവ പ്രോട്ടീൻ കണക്കാക്കുക, രോഗാവസ്ഥയും എഡി പാത്തോളജിയുമായി അത് പരസ്പരബന്ധിതമാക്കുക, അതായത്, അൽഷിമേഴ്‌സ് ഡിസീസ് രജിസ്‌ട്രി (സെറാഡ്), ബ്രേക്ക് സ്‌കോർ (ചിത്രം 2 ബി) എന്നിവയുടെ സഖ്യം സ്ഥാപിക്കുക. മൊത്തത്തിൽ, 17 മൊഡ്യൂളുകൾ എഡി ന്യൂറോപാത്തോളജിയുമായി (P <0.05) കാര്യമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. ഈ രോഗവുമായി ബന്ധപ്പെട്ട മൊഡ്യൂളുകളിൽ പലതും സെൽ തരം-നിർദ്ദിഷ്ട മാർക്കറുകളാൽ സമ്പന്നമാണ് (ചിത്രം 2B). മുകളിൽ സൂചിപ്പിച്ചതുപോലെ (13), മൊഡ്യൂൾ ഓവർലാപ്പും സെൽ തരം-നിർദ്ദിഷ്ട ജീനുകളുടെ റഫറൻസ് ലിസ്റ്റും വിശകലനം ചെയ്തുകൊണ്ടാണ് സെൽ തരം സമ്പുഷ്ടീകരണം നിർണ്ണയിക്കുന്നത്. ഒറ്റപ്പെട്ട മൗസ് ന്യൂറോണുകൾ, എൻഡോതെലിയൽ, ഗ്ലിയൽ സെല്ലുകൾ എന്നിവയിൽ പ്രസിദ്ധീകരിച്ച ഡാറ്റയിൽ നിന്നാണ് ഈ ജീനുകൾ ഉരുത്തിരിഞ്ഞത്. RNA സീക്വൻസിങ് (RNA-seq) പരീക്ഷണം (29).
(A) മസ്തിഷ്ക പ്രോട്ടീമിൻ്റെ WGCNA കണ്ടെത്തുക. (ബി) CERAD (Aβ പ്ലാക്ക്), ബ്രാക്ക് (tau tangles) സ്കോറുകൾ ഉൾപ്പെടെ AD ന്യൂറോപാത്തോളജിക്കൽ സ്വഭാവസവിശേഷതകൾ (മുകളിൽ) ഉള്ള മോഡുലാർ സിഗ്നേച്ചർ പ്രോട്ടീൻ്റെ (മോഡുലാർ പ്രോട്ടീൻ എക്സ്പ്രഷൻ്റെ ആദ്യ പ്രധാന ഘടകം) Biweight midcorrelation (BiCor) വിശകലനം. പോസിറ്റീവ് (ചുവപ്പ്), നെഗറ്റീവ് (നീല) പരസ്പര ബന്ധങ്ങളുടെ തീവ്രത രണ്ട് വർണ്ണ ഹീറ്റ് മാപ്പ് കാണിക്കുന്നു, കൂടാതെ നക്ഷത്രചിഹ്നങ്ങൾ സ്റ്റാറ്റിസ്റ്റിക്കൽ പ്രാധാന്യത്തെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു (P <0.05). ഓരോ പ്രോട്ടീൻ മൊഡ്യൂളിൻ്റെയും സെൽ തരം അസ്സോസിയേഷൻ വിലയിരുത്തുന്നതിന് ഹൈപ്പർജിയോമെട്രിക് ഫിഷറിൻ്റെ കൃത്യമായ പരിശോധന (FET) (താഴെ) ഉപയോഗിക്കുക. ചുവന്ന ഷേഡിംഗിൻ്റെ തീവ്രത സെൽ തരം സമ്പുഷ്ടീകരണത്തിൻ്റെ അളവിനെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു, കൂടാതെ നക്ഷത്രചിഹ്നം സ്റ്റാറ്റിസ്റ്റിക്കൽ പ്രാധാന്യത്തെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു (P <0.05). FET-ൽ നിന്ന് ലഭിച്ച P മൂല്യം ശരിയാക്കാൻ BH രീതി ഉപയോഗിക്കുക. (സി) മോഡുലാർ പ്രോട്ടീനുകളുടെ GO വിശകലനം. ഓരോ മൊഡ്യൂളിനും അനുബന്ധ മൊഡ്യൂൾ ഗ്രൂപ്പിനും ഏറ്റവും അടുത്ത ബന്ധമുള്ള ജൈവ പ്രക്രിയകൾ കാണിക്കുന്നു. ഒളിഗോ, ഒളിഗോഡെൻഡ്രോസൈറ്റ്.
അടുത്ത ബന്ധമുള്ള അഞ്ച് ആസ്ട്രോസൈറ്റുകളും മൈക്രോഗ്ലിയ സമ്പന്നമായ മൊഡ്യൂളുകളും (M30, M29, M18, M24, M5) AD ന്യൂറോപാത്തോളജിയുമായി ശക്തമായ നല്ല ബന്ധം കാണിച്ചു (ചിത്രം 2B). ഓൻ്റോളജി വിശകലനം ഈ ഗ്ലിയൽ മൊഡ്യൂളുകളെ കോശ വളർച്ച, വ്യാപനം, പ്രതിരോധശേഷി എന്നിവയുമായി ബന്ധിപ്പിക്കുന്നു (ചിത്രം 2C, പട്ടിക S2E). M8, M22 എന്നീ രണ്ട് അധിക ഗ്ലിയൽ മൊഡ്യൂളുകളും രോഗത്തിൽ ശക്തമായി നിയന്ത്രിക്കപ്പെടുന്നു. M8 ടോൾ പോലുള്ള റിസപ്റ്റർ പാത്ത്‌വേയുമായി വളരെ ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു, ഇത് സഹജമായ രോഗപ്രതിരോധ പ്രതികരണത്തിൽ ഒരു പ്രധാന പങ്ക് വഹിക്കുന്ന ഒരു സിഗ്നലിംഗ് കാസ്‌കേഡാണ് (30). അതേ സമയം, M22 പോസ്റ്റ്-ട്രാൻസ്ലേഷണൽ മോഡിഫിക്കേഷനുമായി അടുത്ത ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. ഒലിഗോഡെൻഡ്രോസൈറ്റുകളാൽ സമ്പന്നമായ M2, എഡി പാത്തോളജിയുമായി ശക്തമായ നല്ല ബന്ധവും ന്യൂക്ലിയോസൈഡ് സിന്തസിസും ഡിഎൻഎ റെപ്ലിക്കേഷനും ഉള്ള ഒരു ഓൻ്റോളജിക്കൽ ബന്ധവും കാണിക്കുന്നു, ഇത് രോഗങ്ങളിലെ കോശങ്ങളുടെ വർദ്ധനവിനെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു. മൊത്തത്തിൽ, ഈ കണ്ടെത്തലുകൾ AD നെറ്റ്‌വർക്ക് പ്രോട്ടോമിൽ (13, 17) ഞങ്ങൾ മുമ്പ് നിരീക്ഷിച്ച ഗ്ലിയൽ മൊഡ്യൂളുകളുടെ ഉയർച്ചയെ പിന്തുണയ്ക്കുന്നു. നെറ്റ്‌വർക്കിലെ എഡിയുമായി ബന്ധപ്പെട്ട പല ഗ്ലിയൽ മൊഡ്യൂളുകളും കൺട്രോൾ, പിഡി കേസുകളിൽ താഴ്ന്ന എക്‌സ്‌പ്രഷൻ ലെവലുകൾ കാണിക്കുന്നതായി നിലവിൽ കണ്ടെത്തി, ഇത് എഡിയിൽ ഉയർത്തിയിരിക്കുന്ന രോഗത്തിൻ്റെ പ്രത്യേകതയെ എടുത്തുകാണിക്കുന്നു (ചിത്രം എസ് 2 സി).
ഞങ്ങളുടെ നെറ്റ്‌വർക്ക് പ്രോട്ടിയോമിലെ (M1, M3, M10, M32) നാല് മൊഡ്യൂളുകൾ മാത്രമേ AD പാത്തോളജിയുമായി (P <0.05) ശക്തമായി പ്രതികൂലമായി ബന്ധപ്പെട്ടിട്ടുള്ളൂ (ചിത്രം 2, B, C). M1 ഉം M3 ഉം ന്യൂറോണൽ മാർക്കറുകളാൽ സമ്പന്നമാണ്. M1 സിനാപ്റ്റിക് സിഗ്നലുകളുമായി വളരെ ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു, അതേസമയം M3 മൈറ്റോകോൺഡ്രിയൽ പ്രവർത്തനവുമായി അടുത്ത ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. M10, M32 എന്നിവയ്‌ക്കായി സെൽ തരം സമ്പുഷ്ടീകരണത്തിന് തെളിവുകളൊന്നുമില്ല. M32 M3 ഉം സെൽ മെറ്റബോളിസവും തമ്മിലുള്ള ബന്ധത്തെ പ്രതിഫലിപ്പിക്കുന്നു, അതേസമയം M10 കോശവളർച്ചയും മൈക്രോട്യൂബ്യൂൾ പ്രവർത്തനവുമായി വളരെ ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. എഡിയുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, നാല് മൊഡ്യൂളുകളും നിയന്ത്രണത്തിലും പിഡിയിലും വർദ്ധിച്ചു, അവയ്ക്ക് രോഗ-നിർദ്ദിഷ്ട എഡി മാറ്റങ്ങൾ നൽകുന്നു (ചിത്രം എസ് 2 സി). മൊത്തത്തിൽ, ഈ ഫലങ്ങൾ AD (13, 17) യിൽ നാം മുമ്പ് നിരീക്ഷിച്ച ന്യൂറോണുകളാൽ സമ്പുഷ്ടമായ മൊഡ്യൂളുകളുടെ കുറവിനെ പിന്തുണയ്ക്കുന്നു. ചുരുക്കത്തിൽ, ഞങ്ങൾ കണ്ടെത്തിയ ബ്രെയിൻ പ്രോട്ടിയോമിൻ്റെ നെറ്റ്‌വർക്ക് വിശകലനം ഞങ്ങളുടെ മുൻ കണ്ടെത്തലുകളുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്ന എഡി-പ്രത്യേകിച്ച് മാറ്റം വരുത്തിയ മൊഡ്യൂളുകൾ നിർമ്മിച്ചു.
AD ഒരു ആദ്യകാല അസിംപ്റ്റോമാറ്റിക് സ്റ്റേജ് (AsymAD) ആണ്, അതിൽ വ്യക്തികൾ ക്ലിനിക്കൽ കോഗ്നിറ്റീവ് ഡിക്‌സൈസ് ഇല്ലാതെ അമിലോയിഡ് ശേഖരണം പ്രകടിപ്പിക്കുന്നു (5, 31). ഈ ലക്ഷണമില്ലാത്ത ഘട്ടം നേരത്തേ കണ്ടുപിടിക്കുന്നതിനും ഇടപെടുന്നതിനുമുള്ള ഒരു നിർണായക ജാലകത്തെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു. സ്വതന്ത്ര ഡാറ്റാ സെറ്റുകളിലുടനീളം AsymAD, AD ബ്രെയിൻ നെറ്റ്‌വർക്ക് പ്രോട്ടിയോമിൻ്റെ ശക്തമായ മോഡുലാർ സംരക്ഷണം ഞങ്ങൾ മുമ്പ് പ്രദർശിപ്പിച്ചിട്ടുണ്ട് (13, 17). ഞങ്ങൾ നിലവിൽ കണ്ടെത്തിയ മസ്തിഷ്ക ശൃംഖല ഈ മുൻ കണ്ടെത്തലുകളുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്നുണ്ടെന്ന് ഉറപ്പാക്കാൻ, 27 DLPFC ഓർഗനൈസേഷനുകളിൽ നിന്നുള്ള പകർപ്പെടുത്ത ഡാറ്റയിലെ 44 മൊഡ്യൂളുകളുടെ സംരക്ഷണം ഞങ്ങൾ വിശകലനം ചെയ്തു. ഈ ഓർഗനൈസേഷനുകളിൽ നിയന്ത്രണം (n = 10), AsymAD (n = 8) കൂടാതെ AD (n = 9) കേസുകളും ഉൾപ്പെടുന്നു. കൺട്രോൾ, എഡി സാമ്പിളുകൾ ഞങ്ങളുടെ ഡിസ്കവറി ബ്രെയിൻ കോഹോർട്ടിൻ്റെ (ടേബിൾ എസ് 1 ബി) വിശകലനത്തിൽ ഉൾപ്പെടുത്തിയിട്ടുണ്ട്, അതേസമയം അസിമഡ് കേസുകൾ റെപ്ലിക്കേഷൻ കോഹോർട്ടിൽ മാത്രം അദ്വിതീയമാണ്. ഈ AsymAD കേസുകൾ Emory Goizueta ADRC ബ്രെയിൻ ബാങ്കിൽ നിന്നാണ് വന്നത്. മരണസമയത്ത് അറിവ് സാധാരണമായിരുന്നെങ്കിലും, അമിലോയിഡ് അളവ് അസാധാരണമായി ഉയർന്നതാണ് (അർത്ഥം CERAD, 2.8 ± 0.5) (പട്ടിക S1B).
ഈ 27 മസ്തിഷ്ക കോശങ്ങളുടെ TMT-MS വിശകലനം 11,244 പ്രോട്ടിയോമുകളുടെ അളവ് കണ്ടെത്തി. ഈ അന്തിമ എണ്ണത്തിൽ കുറഞ്ഞത് 50% സാമ്പിളുകളിൽ അളന്ന പ്രോട്ടീനുകൾ മാത്രമേ ഉൾപ്പെടുന്നുള്ളൂ. ഈ പകർത്തിയ ഡാറ്റാ സെറ്റിൽ ഞങ്ങളുടെ കണ്ടെത്തൽ മസ്തിഷ്‌ക വിശകലനത്തിൽ കണ്ടെത്തിയ 8817 പ്രോട്ടീനുകളിൽ 8638 (98.0%) അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു, കൂടാതെ നിയന്ത്രണത്തിനും AD കൂട്ടുകെട്ടുകൾക്കുമിടയിൽ ഏകദേശം 3000 പ്രോട്ടീനുകൾ ഗണ്യമായി മാറ്റിയിരിക്കുന്നു (P <0.05, വ്യതിയാനം വിശകലനം ചെയ്യുന്നതിനുള്ള ടുകെയുടെ ജോടി ടി ടെസ്റ്റിന് ശേഷം) ( പട്ടിക S2F). വ്യത്യസ്തമായി പ്രകടിപ്പിക്കുന്ന ഈ പ്രോട്ടീനുകളിൽ, 910 എഡി, ബ്രെയിൻ പ്രോട്ടീം കൺട്രോൾ കേസുകൾക്കിടയിൽ കാര്യമായ ലെവൽ മാറ്റങ്ങളും കാണിച്ചു (പി <0.05, ANOVA Tukey ജോടിയാക്കിയ ടി-ടെസ്റ്റ് ശേഷം). ഈ 910 മാർക്കറുകൾ പ്രോട്ടിയോമുകൾ തമ്മിലുള്ള മാറ്റത്തിൻ്റെ ദിശയിൽ വളരെ സ്ഥിരത പുലർത്തുന്നു എന്നത് ശ്രദ്ധിക്കേണ്ടതാണ് (r = 0.94, P <1.0 × 10-200) (ചിത്രം S3A). വർദ്ധിച്ച പ്രോട്ടീനുകളിൽ, ഡാറ്റാ സെറ്റുകൾക്കിടയിൽ ഏറ്റവും സ്ഥിരതയുള്ള മാറ്റങ്ങളുള്ള പ്രോട്ടീനുകൾ പ്രധാനമായും ഗ്ലിയൽ സമ്പന്നമായ M5, M18 മൊഡ്യൂളുകളിലെ (MDK, COL25A1, MAPT, NTN1, SMOC1, GFAP) അംഗങ്ങളാണ്. കുറഞ്ഞ പ്രോട്ടീനുകളിൽ, ഏറ്റവും സ്ഥിരതയുള്ള മാറ്റങ്ങളുള്ളവ സിനാപ്‌സുമായി ബന്ധപ്പെട്ട M1 മൊഡ്യൂളിലെ (NPTX2, VGF, RPH3A) അംഗങ്ങൾ മാത്രമായിരുന്നു. വെസ്റ്റേൺ ബ്ലോട്ടിംഗ് വഴി മിഡ്‌കൈൻ (MDK), CD44, സ്രവിക്കുന്ന ഫ്രിസിൽ-റിലേറ്റഡ് പ്രോട്ടീൻ 1 (SFRP1), VGF എന്നിവയുടെ എഡിയുമായി ബന്ധപ്പെട്ട മാറ്റങ്ങൾ ഞങ്ങൾ കൂടുതൽ പരിശോധിച്ചു (ചിത്രം S3B). മൊഡ്യൂൾ പ്രിസർവേഷൻ വിശകലനം കാണിക്കുന്നത് ബ്രെയിൻ പ്രോട്ടിയോമിലെ ഏകദേശം 80% പ്രോട്ടീൻ മൊഡ്യൂളുകളും (34/44) റെപ്ലിക്കേഷൻ ഡാറ്റ സെറ്റിൽ (z- സ്‌കോർ> 1.96, FDR തിരുത്തിയ P <0.05) (ചിത്രം S3C) ഗണ്യമായി സംരക്ഷിക്കപ്പെട്ടിട്ടുണ്ടെന്ന്. ഈ മൊഡ്യൂളുകളിൽ 14 എണ്ണം രണ്ട് പ്രോട്ടിയോമുകൾക്കിടയിൽ പ്രത്യേകം സംവരണം ചെയ്യപ്പെട്ടവയാണ് (z-സ്കോർ> 10, FDR തിരുത്തിയ P <1.0 × 10−23). മൊത്തത്തിൽ, ഡിഫറൻഷ്യൽ എക്സ്പ്രഷനിലെയും മസ്തിഷ്ക പ്രോട്ടീമുകൾക്കിടയിലുള്ള മോഡുലാർ കോമ്പോസിഷനിലെയും ഉയർന്ന അളവിലുള്ള സ്ഥിരതയുടെ കണ്ടെത്തലും പകർപ്പും എഡി ഫ്രൻ്റൽ കോർട്ടെക്സ് പ്രോട്ടീനുകളിലെ മാറ്റങ്ങളുടെ പുനരുൽപാദനക്ഷമതയെ എടുത്തുകാണിക്കുന്നു. കൂടാതെ, AsymAD നും കൂടുതൽ വിപുലമായ രോഗങ്ങൾക്കും സമാനമായ മസ്തിഷ്ക ശൃംഖല ഘടനയുണ്ടെന്നും ഇത് സ്ഥിരീകരിച്ചു.
ബ്രെയിൻ റെപ്ലിക്കേഷൻ ഡാറ്റ സെറ്റിലെ ഡിഫറൻഷ്യൽ എക്സ്പ്രഷൻ്റെ കൂടുതൽ വിശദമായ വിശകലനം, AsymAD പ്രോട്ടീൻ മാറ്റങ്ങളുടെ ഗണ്യമായ അളവ് എടുത്തുകാണിക്കുന്നു, AsymAD നും നിയന്ത്രണത്തിനും ഇടയിൽ ഗണ്യമായി മാറിയ 151 പ്രോട്ടീനുകൾ ഉൾപ്പെടെ (P <0.05) (ചിത്രം S3D). അമിലോയിഡ് ലോഡിന് അനുസൃതമായി, AsymAD, AD എന്നിവയുടെ തലച്ചോറിലെ APP ഗണ്യമായി വർദ്ധിച്ചു. AD-യിൽ മാത്രമേ MAPT ഗണ്യമായി മാറുന്നുള്ളൂ, ഇത് വർധിച്ച തലത്തിലുള്ള കുരുക്കുകളോടും വൈജ്ഞാനിക തകർച്ചയുമായുള്ള അതിൻ്റെ അറിയപ്പെടുന്ന പരസ്പര ബന്ധത്തോടും പൊരുത്തപ്പെടുന്നു (5, 7). ഗ്ലിയൽ സമ്പുഷ്ടമായ മൊഡ്യൂളുകൾ (M5, M18) AsymAD-ലെ വർദ്ധിച്ച പ്രോട്ടീനുകളിൽ വളരെയധികം പ്രതിഫലിക്കുന്നു, അതേസമയം ന്യൂറോണുമായി ബന്ധപ്പെട്ട M1 മൊഡ്യൂളാണ് AsymAD-ലെ പ്രോട്ടീനുകളുടെ ഏറ്റവും കൂടുതൽ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നത്. ഈ AsymAD മാർക്കറുകളിൽ പലതും രോഗലക്ഷണ രോഗങ്ങളിൽ വലിയ മാറ്റങ്ങൾ കാണിക്കുന്നു. ഈ മാർക്കറുകളിൽ, മസ്തിഷ്ക മുഴകളുമായും കണ്ണുകളുടെയും കൈകാലുകളുടെയും വികാസവുമായി ബന്ധപ്പെട്ട M18-ൽ ഉൾപ്പെടുന്ന ഒരു ഗ്ലിയൽ പ്രോട്ടീനായ SMOC1 ഉൾപ്പെടുന്നു (32). കോശവളർച്ചയുമായി ബന്ധപ്പെട്ട ഹെപ്പാരിൻ-ബൈൻഡിംഗ് വളർച്ചാ ഘടകമാണ് MDK, M18-ലെ മറ്റൊരു അംഗമായ ആൻജിയോജെനിസിസ് (33). കൺട്രോൾ ഗ്രൂപ്പുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, AsymAD ഗണ്യമായി വർദ്ധിച്ചു, തുടർന്ന് AD യിൽ വലിയ വർദ്ധനവുണ്ടായി. ഇതിനു വിപരീതമായി, AsymAD തലച്ചോറിൽ സിനാപ്റ്റിക് പ്രോട്ടീൻ ന്യൂറോപെൻട്രാക്സിൻ 2 (NPTX2) ഗണ്യമായി കുറഞ്ഞു. NPTX2 മുമ്പ് ന്യൂറോ ഡീജനറേഷനുമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരുന്നു, കൂടാതെ ഉത്തേജക സിനാപ്‌സുകളുടെ മധ്യസ്ഥതയിൽ ഒരു അംഗീകൃത പങ്ക് ഉണ്ട് (34). മൊത്തത്തിൽ, ഈ ഫലങ്ങൾ രോഗത്തിൻ്റെ തീവ്രതയ്‌ക്കൊപ്പം പുരോഗമിക്കുന്നതായി തോന്നുന്ന AD-യിലെ വ്യത്യസ്തമായ വിവിധ പ്രീക്ലിനിക്കൽ പ്രോട്ടീൻ മാറ്റങ്ങൾ വെളിപ്പെടുത്തുന്നു.
മസ്തിഷ്ക പ്രോട്ടിയോമിൻ്റെ കണ്ടെത്തലിൽ പ്രോട്ടീൻ കവറേജിൻ്റെ ഗണ്യമായ ആഴം ഞങ്ങൾ കൈവരിച്ചതിനാൽ, നെറ്റ്‌വർക്ക് ലെവൽ എഡി ട്രാൻസ്‌ക്രിപ്റ്റുമായി അതിൻ്റെ ഓവർലാപ്പ് കൂടുതൽ പൂർണ്ണമായി മനസ്സിലാക്കാൻ ഞങ്ങൾ ശ്രമിക്കുന്നു. അതിനാൽ, AD (n = 308), കൺട്രോൾ (n = 157) DLPFC ടിഷ്യൂകൾ (13) എന്നിവയിലെ 18,204 ജീനുകളുടെ മൈക്രോഅറേ അളക്കലിൽ നിന്ന് ഞങ്ങൾ മുമ്പ് സൃഷ്ടിച്ച മൊഡ്യൂളുമായി ഞങ്ങൾ കണ്ടെത്തിയ ബ്രെയിൻ പ്രോട്ടിയോമിനെ താരതമ്യം ചെയ്തു. ഓവർലാപ്പിംഗ്. മൊത്തത്തിൽ, ഞങ്ങൾ 20 വ്യത്യസ്ത RNA മൊഡ്യൂളുകൾ തിരിച്ചറിഞ്ഞു, അവയിൽ പലതും ന്യൂറോണുകൾ, ഒളിഗോഡെൻഡ്രോസൈറ്റുകൾ, ആസ്ട്രോസൈറ്റുകൾ, മൈക്രോഗ്ലിയ (ചിത്രം 3A) എന്നിവയുൾപ്പെടെയുള്ള പ്രത്യേക സെൽ തരങ്ങളുടെ സമ്പുഷ്ടീകരണം പ്രകടമാക്കി. AD-യിലെ ഈ മൊഡ്യൂളുകളുടെ ഒന്നിലധികം മാറ്റങ്ങൾ ചിത്രം 3B-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു. ആഴത്തിലുള്ള ലേബൽ ചെയ്യാത്ത MS പ്രോട്ടീം (ഏകദേശം 3000 പ്രോട്ടീനുകൾ) (13) ഉപയോഗിച്ചുള്ള ഞങ്ങളുടെ മുമ്പത്തെ പ്രോട്ടീൻ-ആർഎൻഎ ഓവർലാപ്പ് വിശകലനത്തിന് അനുസൃതമായി, ഞങ്ങൾ കണ്ടെത്തിയ ബ്രെയിൻ പ്രോട്ടിയോം നെറ്റ്‌വർക്കിലെ 44 മൊഡ്യൂളുകളിൽ ഭൂരിഭാഗവും ട്രാൻസ്‌ക്രിപ്റ്റ് നെറ്റ്‌വർക്കിലാണ്. കാര്യമായ ഓവർലാപ്പ് ഇല്ല. മസ്തിഷ്ക പ്രോട്ടീമിൽ വളരെയേറെ നിലനിർത്തിയിരിക്കുന്ന 34 പ്രോട്ടീൻ മൊഡ്യൂളുകളുടെ ഞങ്ങളുടെ കണ്ടെത്തലും അനുകരണവും, ഫിഷറിൻ്റെ കൃത്യമായ പരിശോധനയിൽ (FET) വിജയിച്ച 14 (~40%) പേർ മാത്രമാണ് ട്രാൻസ്ക്രിപ്റ്റോമുമായി സ്ഥിതിവിവരക്കണക്ക് പ്രാധാന്യമുള്ള ഓവർലാപ്പ് ഉള്ളതായി തെളിഞ്ഞത് (ചിത്രം 3A) . ഡിഎൻഎ കേടുപാടുകൾ പരിഹരിക്കൽ (P-M25, P-M19), പ്രോട്ടീൻ വിവർത്തനം (P-M7, P-M20), RNA ബൈൻഡിംഗ്/സ്പ്ലിക്കിംഗ് (P-M16, P-M21), പ്രോട്ടീൻ ടാർഗെറ്റിംഗ് (P-M13, P- എന്നിവയുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്നു. M23) ട്രാൻസ്ക്രിപ്റ്റിലെ മൊഡ്യൂളുകളുമായി ഓവർലാപ്പ് ചെയ്യുന്നില്ല. അതിനാൽ, നിലവിലെ ഓവർലാപ്പ് വിശകലനത്തിൽ (13) ആഴത്തിലുള്ള ഒരു പ്രോട്ടിയോം ഡാറ്റാ സെറ്റ് ഉപയോഗിച്ചിട്ടുണ്ടെങ്കിലും, AD നെറ്റ്‌വർക്ക് പ്രോട്ടിയോമിൻ്റെ ഭൂരിഭാഗവും ട്രാൻസ്ക്രിപ്റ്റ് നെറ്റ്‌വർക്കിലേക്ക് മാപ്പ് ചെയ്തിട്ടില്ല.
(എ) ഹൈപ്പർജിയോമെട്രിക് എഫ്ഇടി, എഡി ട്രാൻസ്ക്രിപ്റ്റോമിൻ്റെ (മുകളിൽ) ആർഎൻഎ മൊഡ്യൂളിലെ സെൽ തരം-നിർദ്ദിഷ്ട മാർക്കറുകളുടെ സമ്പുഷ്ടീകരണവും എഡി മസ്തിഷ്കത്തിൻ്റെ ആർഎൻഎ (എക്സ്-ആക്സിസ്), പ്രോട്ടീൻ (വൈ-ആക്സിസ്) മൊഡ്യൂളുകൾ തമ്മിലുള്ള ഓവർലാപ്പിൻ്റെ അളവും കാണിക്കുന്നു. (ചുവടെ) . ചുവന്ന ഷേഡിംഗിൻ്റെ തീവ്രത മുകളിലെ പാനലിലെ സെൽ തരങ്ങളുടെ സമ്പുഷ്ടീകരണത്തിൻ്റെ അളവും താഴെയുള്ള പാനലിലെ മൊഡ്യൂളുകളുടെ ഓവർലാപ്പിൻ്റെ തീവ്രതയും സൂചിപ്പിക്കുന്നു. നക്ഷത്രചിഹ്നങ്ങൾ സ്ഥിതിവിവരക്കണക്ക് പ്രാധാന്യത്തെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു (P <0.05). (B) ഓരോ ട്രാൻസ്‌ക്രിപ്‌റ്റോം മൊഡ്യൂളിൻ്റെയും സ്വഭാവ ജീനുകളും എഡി സ്റ്റാറ്റസും തമ്മിലുള്ള പരസ്പര ബന്ധത്തിൻ്റെ അളവ്. ഇടതുവശത്തുള്ള മൊഡ്യൂളുകൾ AD (നീല) യുമായി ഏറ്റവും പ്രതികൂലമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു, വലതുവശത്തുള്ളവ AD (ചുവപ്പ്) യുമായി ഏറ്റവും പോസിറ്റീവ് ആയി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. ലോഗ്-ട്രാൻസ്ഫോംഡ് ബിഎച്ച്-തിരുത്തിച്ച പി മൂല്യം ഓരോ പരസ്പര ബന്ധത്തിൻ്റെയും സ്റ്റാറ്റിസ്റ്റിക്കൽ പ്രാധാന്യത്തിൻ്റെ അളവ് സൂചിപ്പിക്കുന്നു. (C) പങ്കിട്ട സെൽ തരം സമ്പുഷ്ടീകരണത്തോടുകൂടിയ കാര്യമായ ഓവർലാപ്പിംഗ് മൊഡ്യൂളുകൾ. (D) ഓവർലാപ്പിംഗ് മൊഡ്യൂളിലെ ലേബൽ ചെയ്ത പ്രോട്ടീനിൻ്റെയും (x-axis) RNAയുടെയും (y-axis) ലോഗ്2 മടങ്ങ് മാറ്റത്തിൻ്റെ പരസ്പര ബന്ധ വിശകലനം. പ്രസക്തമായ പി മൂല്യത്തോടുകൂടിയ പിയേഴ്സൺ കോറിലേഷൻ കോഫിഫിഷ്യൻ്റ് പ്രദർശിപ്പിക്കുന്നു. മൈക്രോ, മൈക്രോഗ്ലിയ; ആകാശഗോളങ്ങൾ, ആസ്ട്രോസൈറ്റുകൾ. CT, നിയന്ത്രണം.
മിക്ക ഓവർലാപ്പിംഗ് പ്രോട്ടീനും ആർഎൻഎ മൊഡ്യൂളുകളും സമാനമായ സെൽ തരം സമ്പുഷ്ടീകരണ പ്രൊഫൈലുകളും സ്ഥിരമായ എഡി മാറ്റ ദിശകളും പങ്കിടുന്നു (ചിത്രം 3, ബി, സി). മറ്റൊരു വിധത്തിൽ പറഞ്ഞാൽ, മസ്തിഷ്ക പ്രോട്ടീമിൻ്റെ (PM 1) സിനാപ്‌സുമായി ബന്ധപ്പെട്ട M1 മൊഡ്യൂൾ മൂന്ന് ന്യൂറോണൽ സമ്പുഷ്ടമായ ഹോമോലോഗസ് RNA മൊഡ്യൂളുകളിലേക്ക് (R-M1, R-M9, R-M16) മാപ്പ് ചെയ്‌തിരിക്കുന്നു. ഒരു കുറഞ്ഞ നില. അതുപോലെ, ഗ്ലിയൽ സമ്പുഷ്ടമായ M5, M18 പ്രോട്ടീൻ മൊഡ്യൂളുകൾ ആസ്ട്രോസൈറ്റുകൾ, മൈക്രോഗ്ലിയൽ മാർക്കറുകൾ (R-M3, R-M7, R-M10) എന്നിവയാൽ സമ്പന്നമായ ആർഎൻഎ മൊഡ്യൂളുകളുമായി ഓവർലാപ്പ് ചെയ്യുന്നു, കൂടാതെ രോഗങ്ങളുടെ വർദ്ധനവിൽ വളരെയധികം ഉൾപ്പെടുന്നു. രണ്ട് ഡാറ്റാ സെറ്റുകൾക്കിടയിലുള്ള ഈ പങ്കിട്ട മോഡുലാർ സവിശേഷതകൾ മസ്തിഷ്ക പ്രോട്ടോമിൽ ഞങ്ങൾ നിരീക്ഷിച്ച സെൽ തരം സമ്പുഷ്ടീകരണത്തെയും രോഗവുമായി ബന്ധപ്പെട്ട മാറ്റങ്ങളെയും കൂടുതൽ പിന്തുണയ്ക്കുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, ഈ പങ്കിട്ട മൊഡ്യൂളുകളിൽ വ്യക്തിഗത മാർക്കറുകളുടെ ആർഎൻഎയും പ്രോട്ടീൻ ലെവലും തമ്മിലുള്ള നിരവധി പ്രധാന വ്യത്യാസങ്ങൾ ഞങ്ങൾ നിരീക്ഷിച്ചു. ഈ ഓവർലാപ്പിംഗ് മൊഡ്യൂളുകൾക്കുള്ളിലെ തന്മാത്രകളുടെ പ്രോട്ടോമിക്സിൻ്റെയും ട്രാൻസ്ക്രിപ്റ്റോമിക്സിൻ്റെയും ഡിഫറൻഷ്യൽ എക്സ്പ്രഷൻ്റെ പരസ്പര ബന്ധ വിശകലനം (ചിത്രം 3D) ഈ പൊരുത്തക്കേട് എടുത്തുകാണിക്കുന്നു. ഉദാഹരണത്തിന്, APP ഉം മറ്റ് നിരവധി ഗ്ലിയൽ മൊഡ്യൂൾ പ്രോട്ടീനുകളും (NTN1, MDK, COL25A1, ICAM1, കൂടാതെ SFRP1) AD പ്രോട്ടീമിൽ കാര്യമായ വർദ്ധനവ് കാണിച്ചു, എന്നാൽ AD ട്രാൻസ്‌ക്രിപ്‌റ്റോമിൽ ഏതാണ്ട് മാറ്റമൊന്നും ഉണ്ടായില്ല. ഈ പ്രോട്ടീൻ-നിർദ്ദിഷ്‌ട മാറ്റങ്ങൾ അമിലോയിഡ് ഫലകങ്ങളുമായി (23, 35) അടുത്ത ബന്ധമുള്ളതാകാം, പാത്തോളജിക്കൽ മാറ്റങ്ങളുടെ ഉറവിടമായി പ്രോട്ടിയോമിനെ എടുത്തുകാണിക്കുന്നു, ഈ മാറ്റങ്ങൾ ട്രാൻസ്‌ക്രിപ്‌റ്റോമിൽ പ്രതിഫലിച്ചേക്കില്ല.
ഞങ്ങൾ കണ്ടെത്തിയ മസ്തിഷ്കവും സിഎസ്എഫ് പ്രോട്ടിയോമുകളും സ്വതന്ത്രമായി വിശകലനം ചെയ്ത ശേഷം, മസ്തിഷ്ക ശൃംഖലയുടെ പാത്തോഫിസിയോളജിയുമായി ബന്ധപ്പെട്ട എഡി സിഎസ്എഫ് ബയോമാർക്കറുകൾ തിരിച്ചറിയാൻ ഞങ്ങൾ രണ്ട് ഡാറ്റാ സെറ്റുകളുടെ സമഗ്രമായ വിശകലനം നടത്തി. രണ്ട് പ്രോട്ടിയോമുകളുടെ ഓവർലാപ്പ് നമ്മൾ ആദ്യം നിർവചിക്കണം. AD തലച്ചോറിലെ ന്യൂറോകെമിക്കൽ മാറ്റങ്ങളെ CSF പ്രതിഫലിപ്പിക്കുന്നുവെന്ന് പരക്കെ അംഗീകരിക്കപ്പെട്ടിട്ടുണ്ടെങ്കിലും (4), AD മസ്തിഷ്കവും CSF പ്രോട്ടീമും തമ്മിലുള്ള ഓവർലാപ്പിൻ്റെ കൃത്യമായ അളവ് വ്യക്തമല്ല. ഞങ്ങളുടെ രണ്ട് പ്രോട്ടിയോമുകളിൽ കണ്ടെത്തിയ പങ്കിട്ട ജീൻ ഉൽപന്നങ്ങളുടെ എണ്ണം താരതമ്യം ചെയ്യുന്നതിലൂടെ, സെറിബ്രോസ്പൈനൽ ദ്രാവകത്തിൽ കണ്ടെത്തിയ പ്രോട്ടീനുകളുടെ ഏകദേശം 70% (n = 1936) തലച്ചോറിലും കണക്കാക്കിയതായി ഞങ്ങൾ കണ്ടെത്തി (ചിത്രം 4A). ഈ ഓവർലാപ്പിംഗ് പ്രോട്ടീനുകളിൽ ഭൂരിഭാഗവും (n = 1721) ഡിസ്കവറി ബ്രെയിൻ ഡാറ്റ സെറ്റിൽ നിന്നുള്ള 44 കോ-എക്സ്പ്രഷൻ മൊഡ്യൂളുകളിൽ ഒന്നിലേക്ക് മാപ്പ് ചെയ്തിരിക്കുന്നു (ചിത്രം 4B). പ്രതീക്ഷിച്ചതുപോലെ, ആറ് വലിയ ബ്രെയിൻ മൊഡ്യൂളുകൾ (M1 മുതൽ M6 വരെ) CSF ഓവർലാപ്പിൻ്റെ ഏറ്റവും വലിയ അളവ് പ്രദർശിപ്പിച്ചു. എന്നിരുന്നാലും, ചെറിയ ബ്രെയിൻ മൊഡ്യൂളുകൾ (ഉദാഹരണത്തിന്, M15, M29) അപ്രതീക്ഷിതമായി ഉയർന്ന തോതിൽ ഓവർലാപ്പ് നേടുന്നു, ഒരു ബ്രെയിൻ മൊഡ്യൂളിനേക്കാൾ വലിപ്പം ഇരട്ടിയാണ്. മസ്തിഷ്കവും സെറിബ്രോസ്പൈനൽ ദ്രാവകവും തമ്മിലുള്ള ഓവർലാപ്പ് കണക്കാക്കാൻ കൂടുതൽ വിശദമായ, സ്ഥിതിവിവരക്കണക്കുകൾ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ഒരു രീതി സ്വീകരിക്കാൻ ഇത് ഞങ്ങളെ പ്രേരിപ്പിക്കുന്നു.
(A, B) കണ്ടെത്തൽ തലച്ചോറിലും CSF ഡാറ്റാ സെറ്റുകളിലും കണ്ടെത്തിയ പ്രോട്ടീനുകൾ ഓവർലാപ്പ് ചെയ്യുന്നു. ഈ ഓവർലാപ്പിംഗ് പ്രോട്ടീനുകളിൽ ഭൂരിഭാഗവും ബ്രെയിൻ കോ-എക്‌സ്‌പ്രഷൻ നെറ്റ്‌വർക്കിൻ്റെ 44 കോ-എക്‌സ്‌പ്രഷൻ മൊഡ്യൂളുകളിൽ ഒന്നുമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. (സി) സെറിബ്രോസ്പൈനൽ ഫ്ലൂയിഡ് പ്രോട്ടിയോമും ബ്രെയിൻ നെറ്റ്‌വർക്ക് പ്രോട്ടിയോമും തമ്മിലുള്ള ഓവർലാപ്പ് കണ്ടെത്തുക. ഹീറ്റ് മാപ്പിൻ്റെ ഓരോ വരിയും ഹൈപ്പർജിയോമെട്രിക് FET യുടെ പ്രത്യേക ഓവർലാപ്പ് വിശകലനത്തെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു. മുകളിലെ വരി ബ്രെയിൻ മൊഡ്യൂളിനും മുഴുവൻ CSF പ്രോട്ടോമിനും ഇടയിലുള്ള ഓവർലാപ്പ് (ചാര/കറുപ്പ് ഷേഡിംഗ്) ചിത്രീകരിക്കുന്നു. മസ്തിഷ്ക മൊഡ്യൂളുകളും CSF പ്രോട്ടീനും തമ്മിലുള്ള ഓവർലാപ്പ് (ചുവപ്പ് നിറത്തിൽ ഷേഡുള്ളത്) എഡിയിൽ (P <0.05) ഗണ്യമായി നിയന്ത്രിക്കപ്പെടുന്നുവെന്ന് രണ്ടാമത്തെ വരി ചിത്രീകരിക്കുന്നു. ബ്രെയിൻ മൊഡ്യൂളുകളും CSF പ്രോട്ടീനും തമ്മിലുള്ള ഓവർലാപ്പ് (നീല ഷേഡിംഗ്) AD-യിൽ ഗണ്യമായി നിയന്ത്രിതമാണെന്ന് മൂന്നാമത്തെ വരി കാണിക്കുന്നു (P <0.05). FET-ൽ നിന്ന് ലഭിച്ച P മൂല്യം ശരിയാക്കാൻ BH രീതി ഉപയോഗിക്കുക. (D) സെൽ തരം അസോസിയേഷനും അനുബന്ധ GO നിബന്ധനകളും അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ഫോൾഡിംഗ് മൊഡ്യൂൾ പാനൽ. ഈ പാനലുകളിൽ മൊത്തം 271 തലച്ചോറുമായി ബന്ധപ്പെട്ട പ്രോട്ടീനുകൾ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു, അവയ്ക്ക് CSF പ്രോട്ടിയോമിൽ അർത്ഥവത്തായ ഡിഫറൻഷ്യൽ എക്സ്പ്രഷൻ ഉണ്ട്.
സിംഗിൾ-ടെയിൽഡ് FET-കൾ ഉപയോഗിച്ച്, CSF പ്രോട്ടോമിനും വ്യക്തിഗത മസ്തിഷ്ക മൊഡ്യൂളുകൾക്കുമിടയിൽ പ്രോട്ടീൻ ഓവർലാപ്പിൻ്റെ പ്രാധാന്യം ഞങ്ങൾ വിലയിരുത്തി. CSF ഡാറ്റാ സെറ്റിലെ മൊത്തം 14 ബ്രെയിൻ മൊഡ്യൂളുകൾക്ക് സ്ഥിതിവിവരക്കണക്ക് പ്രാധാന്യമുള്ള ഓവർലാപ്പുകളും (FDR അഡ്ജസ്റ്റ് ചെയ്ത P <0.05), ഒരു അധിക മൊഡ്യൂളും (M18) ഉള്ളതായി വിശകലനം വെളിപ്പെടുത്തി (FDR ക്രമീകരിച്ച P = 0.06) (ചിത്രം 4C) , മുകളിലെ വരി). വ്യത്യസ്തമായി പ്രകടിപ്പിക്കുന്ന CSF പ്രോട്ടീനുകളുമായി ശക്തമായി ഓവർലാപ്പ് ചെയ്യുന്ന മൊഡ്യൂളുകളിലും ഞങ്ങൾക്ക് താൽപ്പര്യമുണ്ട്. അതിനാൽ, AD-ൽ (i) CSF പ്രോട്ടീൻ ഏതാണ് ഗണ്യമായി വർദ്ധിപ്പിച്ചതെന്ന് നിർണ്ണയിക്കാൻ ഞങ്ങൾ രണ്ട് അധിക FET വിശകലനങ്ങൾ പ്രയോഗിച്ചു, (ii) AD-ൽ CSF പ്രോട്ടീൻ ഗണ്യമായി കുറഞ്ഞു (P <0.05, ജോടിയാക്കിയത് t test AD/control) ബ്രെയിൻ മൊഡ്യൂളുകൾ അർത്ഥവത്തായ ഓവർലാപ്പോടെ. അവർക്കിടയിൽ. ചിത്രം 4C യുടെ മധ്യത്തിലും താഴെയുമുള്ള വരികളിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ, ഈ അധിക വിശകലനങ്ങൾ കാണിക്കുന്നത് 44 മസ്തിഷ്ക മൊഡ്യൂളുകളിൽ 8 എണ്ണം AD CSF-ൽ (M12, M1, M2, M18, M5, M44, M33, M38) ചേർത്ത പ്രോട്ടീനുമായി ഓവർലാപ്പ് ചെയ്യുന്നു എന്നാണ്. . ), രണ്ട് മൊഡ്യൂളുകൾ മാത്രം (M6, M15) AD CSF-ൽ കുറഞ്ഞ പ്രോട്ടീനുമായി അർത്ഥവത്തായ ഓവർലാപ്പ് കാണിച്ചു. പ്രതീക്ഷിച്ചതുപോലെ, എല്ലാ 10 മൊഡ്യൂളുകളും CSF പ്രോട്ടിയോമുമായി ഏറ്റവും ഉയർന്ന ഓവർലാപ്പുള്ള 15 മൊഡ്യൂളുകളിലാണുള്ളത്. അതിനാൽ, ഈ 15 മൊഡ്യൂളുകൾ AD മസ്തിഷ്കത്തിൽ നിന്ന് ഉരുത്തിരിഞ്ഞ CSF ബയോമാർക്കറുകളുടെ ഉയർന്ന വിളവ് നൽകുന്ന ഉറവിടങ്ങളാണെന്ന് ഞങ്ങൾ അനുമാനിക്കുന്നു.
WGCNA ട്രീ ഡയഗ്രാമിലെ അവയുടെ സാമീപ്യവും സെൽ തരങ്ങളുമായും ജീൻ ഓൻ്റോളജിയുമായും ഉള്ള ബന്ധത്തെ അടിസ്ഥാനമാക്കി ഞങ്ങൾ ഈ 15 ഓവർലാപ്പിംഗ് മൊഡ്യൂളുകളെ അഞ്ച് വലിയ പ്രോട്ടീൻ പാനലുകളായി മടക്കി (ചിത്രം 4D). ആദ്യത്തെ പാനലിൽ ന്യൂറോൺ മാർക്കറുകളും സിനാപ്‌സുമായി ബന്ധപ്പെട്ട പ്രോട്ടീനുകളും (M1, M12) അടങ്ങിയ മൊഡ്യൂളുകൾ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു. സിനാപ്റ്റിക് പാനലിൽ ആകെ 94 പ്രോട്ടീനുകൾ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു, കൂടാതെ CSF പ്രോട്ടീമിലെ ലെവലുകൾ ഗണ്യമായി മാറി, അഞ്ച് പാനലുകളിൽ തലച്ചോറുമായി ബന്ധപ്പെട്ട CSF മാർക്കറുകളുടെ ഏറ്റവും വലിയ ഉറവിടമായി ഇത് മാറുന്നു. രണ്ടാമത്തെ ഗ്രൂപ്പ് (M6, M15) എൻഡോതെലിയൽ സെൽ മാർക്കറുകളുമായും വാസ്കുലർ ബോഡിയുമായും അടുത്ത ബന്ധം പ്രകടമാക്കി, അതായത് "മുറിവ് ഉണക്കൽ" (M6), "ഹ്യൂമറൽ ഇമ്മ്യൂൺ റെസ്പോൺസ് നിയന്ത്രണം" (M15). എം 15 ലിപ്പോപ്രോട്ടീൻ മെറ്റബോളിസവുമായി വളരെ ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു, ഇത് എൻഡോതെലിയവുമായി അടുത്ത ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു (36). വാസ്കുലർ പാനലിൽ തലച്ചോറുമായി ബന്ധപ്പെട്ട 34 സിഎസ്എഫ് മാർക്കറുകൾ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു. മൂന്നാമത്തെ ഗ്രൂപ്പിൽ മൊഡ്യൂളുകൾ (M2, M4) ഉൾപ്പെടുന്നു, അവ ഒലിഗോഡെൻഡ്രോസൈറ്റ് മാർക്കറുകളുമായും സെൽ പ്രൊലിഫെറേഷനുമായും കാര്യമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. ഉദാഹരണത്തിന്, M2-ൻ്റെ ടോപ്പ്-ലെവൽ ഓൻ്റോളജി പദങ്ങളിൽ "ഡിഎൻഎ റെപ്ലിക്കേഷൻ്റെ പോസിറ്റീവ് റെഗുലേഷൻ", "പ്യൂരിൻ ബയോസിന്തസിസ് പ്രോസസ്" എന്നിവ ഉൾപ്പെടുന്നു. അതേസമയം, M4-ൽ "ഗ്ലിയൽ സെൽ ഡിഫറൻഷ്യേഷൻ", "ക്രോമസോം വേർതിരിക്കൽ" എന്നിവ ഉൾപ്പെടുന്നു. മസ്തിഷ്കവുമായി ബന്ധപ്പെട്ട 49 സിഎസ്എഫ് മാർക്കറുകൾ മൈലിനേഷൻ പാനലിൽ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു.
നാലാമത്തെ ഗ്രൂപ്പിൽ ഏറ്റവും കൂടുതൽ മൊഡ്യൂളുകൾ (M30, M29, M18, M24, M5) അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു, മിക്കവാറും എല്ലാ മൊഡ്യൂളുകളും മൈക്രോഗ്ലിയ, ആസ്ട്രോസൈറ്റ് മാർക്കറുകൾ എന്നിവയാൽ സമ്പന്നമാണ്. മൈലിനേഷൻ പാനലിന് സമാനമായി, നാലാമത്തെ പാനലിലും സെൽ വ്യാപനവുമായി അടുത്ത ബന്ധമുള്ള മൊഡ്യൂളുകൾ (M30, M29, M18) അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു. ഈ ഗ്രൂപ്പിലെ മറ്റ് മൊഡ്യൂളുകൾ "ഇമ്യൂൺ ഇഫക്റ്റ് പ്രോസസ്" (M5), "ഇമ്മ്യൂൺ റെസ്‌പോൺസ് റെഗുലേഷൻ" (M24) തുടങ്ങിയ ഇമ്മ്യൂണോളജിക്കൽ പദങ്ങളുമായി വളരെ ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. ഗ്ലിയൽ ഇമ്മ്യൂൺ ഗ്രൂപ്പിൽ തലച്ചോറുമായി ബന്ധപ്പെട്ട 42 CSF മാർക്കറുകൾ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു. അവസാനമായി, അവസാന പാനലിൽ നാല് മൊഡ്യൂളുകളിൽ (M44, M3, M33, M38) തലച്ചോറുമായി ബന്ധപ്പെട്ട 52 മാർക്കറുകൾ ഉൾപ്പെടുന്നു, ഇവയെല്ലാം ഊർജ്ജ സംഭരണവും ഉപാപചയവുമായി ബന്ധപ്പെട്ട ശരീരത്തിലാണ്. ഈ മൊഡ്യൂളുകളിൽ ഏറ്റവും വലുത് (M3) മൈറ്റോകോണ്ട്രിയയുമായി അടുത്ത ബന്ധമുള്ളതും ന്യൂറോൺ-നിർദ്ദിഷ്ട മാർക്കറുകളാൽ സമ്പന്നവുമാണ്. M38 ഈ മെറ്റബോളിമിലെ ചെറിയ മൊഡ്യൂൾ അംഗങ്ങളിൽ ഒന്നാണ്, കൂടാതെ മിതമായ ന്യൂറോൺ പ്രത്യേകതയും പ്രകടിപ്പിക്കുന്നു.
മൊത്തത്തിൽ, ഈ അഞ്ച് പാനലുകൾ AD കോർട്ടെക്സിലെ സെൽ തരങ്ങളുടെയും പ്രവർത്തനങ്ങളുടെയും വിശാലമായ ശ്രേണിയെ പ്രതിഫലിപ്പിക്കുന്നു, കൂടാതെ മസ്തിഷ്കവുമായി ബന്ധപ്പെട്ട 271 CSF മാർക്കറുകൾ (ടേബിൾ S2G) ഉൾക്കൊള്ളുന്നു. ഈ MS ഫലങ്ങളുടെ സാധുത വിലയിരുത്തുന്നതിന്, മൾട്ടിപ്ലക്‌സിംഗ് കഴിവുകളും ഉയർന്ന സംവേദനക്ഷമതയും പ്രത്യേകതയും ഉള്ള ഒരു ഓർത്തോഗണൽ ആൻ്റിബോഡി അധിഷ്ഠിത സാങ്കേതികവിദ്യയായ പ്രോക്‌സിമിറ്റി എക്‌സ്‌റ്റൻഷൻ അസ്സേ (PEA) ഞങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ചു, കൂടാതെ ഈ 271 ബയോമാർക്കറുകളുടെ ഒരു ഉപവിഭാഗം ഞങ്ങൾ കണ്ടെത്തിയ സെറിബ്രോസ്പൈനൽ ദ്രാവക സാമ്പിളുകൾ വീണ്ടും വിശകലനം ചെയ്തു. (n = 36). ഈ 36 ടാർഗെറ്റുകൾ PEA-യുടെ AD ഗുണിതത്തിലെ മാറ്റം പ്രകടമാക്കുന്നു, അത് ഞങ്ങളുടെ MS-അടിസ്ഥാനത്തിലുള്ള കണ്ടെത്തലുകളുമായി (r = 0.87, P = 5.6 × 10-12) അടുത്ത ബന്ധമുള്ളതാണ്, ഇത് ഞങ്ങളുടെ സമഗ്ര MS വിശകലനത്തിൻ്റെ ഫലങ്ങൾ ശക്തമായി പരിശോധിച്ചു (ചിത്രം S4 ).
സിനാപ്റ്റിക് സിഗ്നലിംഗ് മുതൽ എനർജി മെറ്റബോളിസം വരെയുള്ള ഞങ്ങളുടെ അഞ്ച് ഗ്രൂപ്പുകൾ ഊന്നിപ്പറയുന്ന ബയോളജിക്കൽ തീമുകൾ എല്ലാം എഡിയുടെ രോഗകാരിയുമായി ബന്ധപ്പെട്ടതാണ് (1-3). അതിനാൽ, ഈ പാനലുകൾ അടങ്ങിയ എല്ലാ 15 മൊഡ്യൂളുകളും ഞങ്ങൾ കണ്ടെത്തിയ ബ്രെയിൻ പ്രോട്ടിയോമിലെ എഡി പാത്തോളജിയുമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു (ചിത്രം 2 ബി). ഏറ്റവും ശ്രദ്ധേയമായത് നമ്മുടെ ഗ്ലിയൽ മൊഡ്യൂളുകൾ തമ്മിലുള്ള ഉയർന്ന പോസിറ്റീവ് പാത്തോളജിക്കൽ കോറിലേഷനും നമ്മുടെ ഏറ്റവും വലിയ ന്യൂറോണൽ മൊഡ്യൂളുകൾ (M1, M3) തമ്മിലുള്ള ശക്തമായ നെഗറ്റീവ് പാത്തോളജിക്കൽ കോറിലേഷനുമാണ്. ഞങ്ങളുടെ റിപ്ലിക്കേറ്റഡ് ബ്രെയിൻ പ്രോട്ടീമിൻ്റെ (ചിത്രം S3D) ഡിഫറൻഷ്യൽ എക്സ്പ്രഷൻ വിശകലനവും M5, M18-ഉത്ഭവിച്ച ഗ്ലിയൽ പ്രോട്ടീനുകളെ എടുത്തുകാണിക്കുന്നു. AsymAD, രോഗലക്ഷണ AD എന്നിവയിൽ, ഏറ്റവും വർദ്ധിച്ച ഗ്ലിയൽ പ്രോട്ടീനുകളും M1- ബന്ധപ്പെട്ട സിനാപ്സുകളും പ്രോട്ടീൻ ഏറ്റവും കുറഞ്ഞു. ഈ നിരീക്ഷണങ്ങൾ സൂചിപ്പിക്കുന്നത് അഞ്ച് ഗ്രൂപ്പുകളിൽ ഞങ്ങൾ തിരിച്ചറിഞ്ഞ 271 സെറിബ്രോസ്പൈനൽ ഫ്ലൂയിഡ് മാർക്കറുകൾ എഡി കോർട്ടക്സിലെ രോഗ പ്രക്രിയകളുമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു, ആദ്യകാല അസിംപ്റ്റോമാറ്റിക് ഘട്ടങ്ങളിൽ സംഭവിക്കുന്നവ ഉൾപ്പെടെ.
തലച്ചോറിലെയും സുഷുമ്‌നാ ദ്രാവകത്തിലെയും പാനൽ പ്രോട്ടീനുകളുടെ മാറ്റത്തിൻ്റെ ദിശ നന്നായി വിശകലനം ചെയ്യുന്നതിനായി, 15 ഓവർലാപ്പിംഗ് മൊഡ്യൂളുകളിൽ ഓരോന്നിനും ഞങ്ങൾ ഇനിപ്പറയുന്നവ വരച്ചു: (i) മസ്തിഷ്ക ഡാറ്റാ സെറ്റിലെ മൊഡ്യൂളിൻ്റെ സമൃദ്ധി ലെവൽ കണ്ടെത്തി (ii) മൊഡ്യൂൾ പ്രോട്ടീൻ വ്യത്യാസം സെറിബ്രോസ്പൈനൽ ദ്രാവകത്തിൽ പ്രകടമാണ് (ചിത്രം S5). നേരത്തെ സൂചിപ്പിച്ചതുപോലെ, തലച്ചോറിലെ മൊഡ്യൂൾ സമൃദ്ധി അല്ലെങ്കിൽ സ്വഭാവ പ്രോട്ടീൻ മൂല്യം നിർണ്ണയിക്കാൻ WGCNA ഉപയോഗിക്കുന്നു (13). സെറിബ്രോസ്പൈനൽ ദ്രാവകത്തിൽ (എഡി/നിയന്ത്രണം) മോഡുലാർ പ്രോട്ടീനുകളുടെ ഡിഫറൻഷ്യൽ എക്സ്പ്രഷൻ വിവരിക്കാൻ അഗ്നിപർവ്വത ഭൂപടം ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഈ കണക്കുകൾ കാണിക്കുന്നത് അഞ്ച് പാനലുകളിൽ മൂന്നെണ്ണം മസ്തിഷ്കത്തിലും സുഷുമ്‌ന ദ്രാവകത്തിലും വ്യത്യസ്ത ഭാവപ്രകടനങ്ങൾ കാണിക്കുന്നു എന്നാണ്. സിനാപ്‌സ് പാനലിൻ്റെ (M1, M12) രണ്ട് മൊഡ്യൂളുകൾ AD മസ്തിഷ്കത്തിലെ സമൃദ്ധി ലെവലിൽ കുറവ് കാണിക്കുന്നു, എന്നാൽ AD CSF ലെ വർദ്ധിച്ച പ്രോട്ടീനുമായി ഗണ്യമായി ഓവർലാപ്പ് ചെയ്യുന്നു (ചിത്രം S5A). മെറ്റബോളോം (M3, M38) അടങ്ങിയ ന്യൂറോണുമായി ബന്ധപ്പെട്ട മൊഡ്യൂളുകൾ സമാനമായ മസ്തിഷ്കത്തിൻ്റെയും സെറിബ്രോസ്പൈനൽ ഫ്ലൂയിഡ് എക്സ്പ്രഷൻ പാറ്റേണുകളുടെയും പൊരുത്തക്കേടുകൾ കാണിച്ചു (ചിത്രം S5E). വാസ്കുലർ പാനലും വ്യത്യസ്തമായ ആവിഷ്കാര പ്രവണതകൾ കാണിച്ചു, എന്നിരുന്നാലും അതിൻ്റെ മൊഡ്യൂളുകൾ (M6, M15) AD തലച്ചോറിൽ മിതമായ അളവിൽ വർദ്ധിക്കുകയും രോഗബാധിതമായ CSF ൽ കുറയുകയും ചെയ്തു (ചിത്രം S5B). ശേഷിക്കുന്ന രണ്ട് പാനലുകളിൽ വലിയ ഗ്ലിയൽ നെറ്റ്‌വർക്കുകൾ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു, അവയുടെ പ്രോട്ടീനുകൾ രണ്ട് കമ്പാർട്ടുമെൻ്റുകളിലും സ്ഥിരമായി നിയന്ത്രിക്കപ്പെടുന്നു (ചിത്രം S5, C, D).
ഈ പാനലുകളിലെ എല്ലാ മാർക്കറുകൾക്കും ഈ ട്രെൻഡുകൾ പൊതുവായുള്ളതല്ല എന്നത് ശ്രദ്ധിക്കുക. ഉദാഹരണത്തിന്, സിനാപ്റ്റിക് പാനലിൽ AD തലച്ചോറിലും CSF-ലും ഗണ്യമായി കുറയുന്ന നിരവധി പ്രോട്ടീനുകൾ ഉൾപ്പെടുന്നു (ചിത്രം S5A). ഈ ഡൗൺ-റെഗുലേറ്റഡ് സെറിബ്രോസ്പൈനൽ ഫ്ലൂയിഡ് മാർക്കറുകളിൽ M1-ൻ്റെ NPTX2, VGF, M12-ൻ്റെ ക്രോമോഗ്രാനിൻ B എന്നിവ ഉൾപ്പെടുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, ഈ ഒഴിവാക്കലുകൾ ഉണ്ടായിരുന്നിട്ടും, നമ്മുടെ മിക്ക സിനാപ്റ്റിക് മാർക്കറുകളും എഡി സുഷുമ്‌ന ദ്രാവകത്തിൽ ഉയർന്നതാണ്. മൊത്തത്തിൽ, ഈ വിശകലനങ്ങൾക്ക് ഞങ്ങളുടെ ഓരോ അഞ്ച് പാനലുകളിലെയും തലച്ചോറിലെയും സെറിബ്രോസ്പൈനൽ ദ്രാവകത്തിൻ്റെ അളവിലെയും സ്ഥിതിവിവരക്കണക്ക് പ്രാധാന്യമുള്ള പ്രവണതകളെ വേർതിരിച്ചറിയാൻ കഴിഞ്ഞു. ഈ പ്രവണതകൾ എഡിയിലെ തലച്ചോറും സിഎസ്എഫ് പ്രോട്ടീൻ പ്രകടനവും തമ്മിലുള്ള സങ്കീർണ്ണവും പലപ്പോഴും വ്യത്യസ്തവുമായ ബന്ധത്തെ എടുത്തുകാണിക്കുന്നു.
തുടർന്ന്, ഞങ്ങളുടെ 271 ബയോമാർക്കറുകളെ ഏറ്റവും വാഗ്ദാനവും പുനരുൽപ്പാദിപ്പിക്കാവുന്നതുമായ ലക്ഷ്യങ്ങളിലേക്ക് ചുരുക്കാൻ ഞങ്ങൾ ഹൈ-ത്രൂപുട്ട് MS റെപ്ലിക്കേഷൻ വിശകലനം (CSF റെപ്ലിക്കേഷൻ 1) ഉപയോഗിച്ചു (ചിത്രം 5A). കൺട്രോൾ, AsymAD, AD cohort (Table S1A) എന്നിവയുൾപ്പെടെ Emory Goizueta ADRC-ൽ നിന്നുള്ള മൊത്തം 96 സാമ്പിളുകൾ CSF കോപ്പി 1-ൽ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു. ഈ എഡി കേസുകൾ നേരിയ വൈജ്ഞാനിക തകർച്ച (അർത്ഥം MoCA, 20.0 ± 3.8), കൂടാതെ സെറിബ്രോസ്പൈനൽ ഫ്ലൂയിഡിൽ (പട്ടിക S1A) സ്ഥിരീകരിച്ച AD ബയോമാർക്കറുകളിലെ മാറ്റങ്ങളും സ്വഭാവ സവിശേഷതയാണ്. ഞങ്ങൾ കണ്ടെത്തിയ CSF വിശകലനത്തിന് വിരുദ്ധമായി, വ്യക്തിഗത സാമ്പിളുകളുടെ രോഗപ്രതിരോധ ശേഷി ഇല്ലാതാക്കുന്ന ലളിതമായ സാമ്പിൾ തയ്യാറാക്കൽ പ്രോട്ടോക്കോൾ ഉൾപ്പെടെ, കൂടുതൽ കാര്യക്ഷമവും ഉയർന്ന ത്രൂപുട്ട് "സിംഗിൾ-ഷോട്ട്" MS രീതി (ഓഫ്-ലൈൻ ഫ്രാക്ഷനേഷൻ ഇല്ലാതെ) ഉപയോഗിച്ചാണ് ഈ പകർപ്പെടുപ്പ് നടത്തുന്നത്. . പകരം, സമൃദ്ധമായ പ്രോട്ടീനുകളുടെ സിഗ്നൽ വർദ്ധിപ്പിക്കാൻ ഒരൊറ്റ പ്രതിരോധശേഷി കുറഞ്ഞ "മെച്ചപ്പെടുത്തൽ ചാനൽ" ഉപയോഗിക്കുന്നു (37). ഇത് മൊത്തം പ്രോട്ടിയോം കവറേജ് കുറയ്ക്കുന്നുണ്ടെങ്കിലും, ഈ സിംഗിൾ-ഷോട്ട് രീതി മെഷീൻ സമയം ഗണ്യമായി കുറയ്ക്കുകയും പ്രായോഗികമായി വിശകലനം ചെയ്യാൻ കഴിയുന്ന TMT-ലേബൽ ചെയ്ത സാമ്പിളുകളുടെ എണ്ണം വർദ്ധിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു (17, 38). മൊത്തത്തിൽ, വിശകലനം 6,487 പെപ്റ്റൈഡുകൾ തിരിച്ചറിഞ്ഞു, ഇത് 96 കേസുകളിൽ 1,183 പ്രോട്ടിയോമുകളായി മാപ്പ് ചെയ്തു. ഞങ്ങൾ കണ്ടെത്തിയ CSF വിശകലനം പോലെ, കുറഞ്ഞത് 50% സാമ്പിളുകളിൽ അളന്ന പ്രോട്ടീനുകൾ മാത്രമേ തുടർന്നുള്ള കണക്കുകൂട്ടലുകളിൽ ഉൾപ്പെടുത്തിയിട്ടുള്ളൂ, കൂടാതെ പ്രായത്തിൻ്റെയും ലിംഗഭേദത്തിൻ്റെയും ഫലങ്ങൾക്കായി ഡാറ്റ റിഗ്രെസ് ചെയ്തു. ഇത് 792 പ്രോട്ടിയോമുകളുടെ അന്തിമ അളവിലേക്ക് നയിച്ചു, അവയിൽ 95% കണ്ടെത്തിയ CSF ഡാറ്റാ സെറ്റിലും തിരിച്ചറിഞ്ഞു.
(A) മസ്തിഷ്കവുമായി ബന്ധപ്പെട്ട CSF പ്രോട്ടീൻ ടാർഗെറ്റുകൾ ആദ്യത്തെ പകർപ്പെടുത്ത CSF കോഹോർട്ടിൽ പരിശോധിച്ചുറപ്പിക്കുകയും അന്തിമ പാനലിൽ ഉൾപ്പെടുത്തുകയും ചെയ്തു (n = 60). (B മുതൽ E വരെ) നാല് CSF റെപ്ലിക്കേഷൻ കോഹോർട്ടുകളിൽ അളക്കുന്ന പാനൽ ബയോമാർക്കർ ലെവലുകൾ (കോമ്പോസിറ്റ് z-സ്കോറുകൾ). ജോടിയാക്കിയ ടി-ടെസ്റ്റുകൾ അല്ലെങ്കിൽ ANOVA, ടുക്കിയുടെ പോസ്റ്റ്-തിരുത്തൽ എന്നിവ ഉപയോഗിച്ച് ഓരോ പകർപ്പ് വിശകലനത്തിലും സമൃദ്ധമായ മാറ്റങ്ങളുടെ സ്ഥിതിവിവരക്കണക്ക് പ്രാധാന്യം വിലയിരുത്താൻ ഉപയോഗിച്ചു. CT, നിയന്ത്രണം.
സമഗ്രമായ വിശകലനത്തിലൂടെ ഞങ്ങളുടെ 271 മസ്തിഷ്ക സംബന്ധിയായ CSF ടാർഗെറ്റുകൾ പരിശോധിക്കുന്നതിൽ ഞങ്ങൾക്ക് പ്രത്യേക താൽപ്പര്യമുള്ളതിനാൽ, ഈ മാർക്കറുകളിലേക്ക് ഈ പകർത്തിയ പ്രോട്ടീമിൻ്റെ കൂടുതൽ പരിശോധന ഞങ്ങൾ പരിമിതപ്പെടുത്തും. ഈ 271 പ്രോട്ടീനുകളിൽ, 100 എണ്ണം CSF റെപ്ലിക്കേഷൻ 1-ൽ കണ്ടെത്തി. നിയന്ത്രണവും AD റെപ്ലിക്കേഷൻ സാമ്പിളുകളും തമ്മിലുള്ള ഈ 100 ഓവർലാപ്പിംഗ് മാർക്കറുകളുടെ ഡിഫറൻഷ്യൽ എക്സ്പ്രഷൻ ചിത്രം S6A കാണിക്കുന്നു. സിനാപ്റ്റിക്, മെറ്റാബോലൈറ്റ് ഹിസ്റ്റോണുകൾ എഡിയിൽ ഏറ്റവും കൂടുതൽ വർദ്ധിക്കുന്നു, അതേസമയം വാസ്കുലർ പ്രോട്ടീനുകൾ രോഗത്തിൽ ഏറ്റവും കുറയുന്നു. 100 ഓവർലാപ്പിംഗ് മാർക്കറുകളിൽ ഭൂരിഭാഗവും (n = 70) രണ്ട് ഡാറ്റാ സെറ്റുകളിലെ മാറ്റത്തിൻ്റെ ഒരേ ദിശ നിലനിർത്തി (ചിത്രം S6B). ഈ 70 സാധൂകരിക്കപ്പെട്ട തലച്ചോറുമായി ബന്ധപ്പെട്ട CSF മാർക്കറുകൾ (ടേബിൾ S2H) മുമ്പ് നിരീക്ഷിച്ച പാനൽ എക്സ്പ്രഷൻ ട്രെൻഡുകളെ, അതായത്, വാസ്കുലർ പ്രോട്ടീനുകളുടെ ഡൗൺ-റെഗുലേഷനും മറ്റെല്ലാ പാനലുകളുടെയും അപ്-റെഗുലേഷനും പ്രതിഫലിപ്പിക്കുന്നു. ഈ 70 സാധുതയുള്ള പ്രോട്ടീനുകളിൽ 10 എണ്ണം മാത്രമാണ് ഈ പാനൽ ട്രെൻഡുകൾക്ക് വിരുദ്ധമായ AD സമൃദ്ധിയിൽ മാറ്റങ്ങൾ കാണിച്ചത്. മസ്തിഷ്കത്തിൻ്റെയും സെറിബ്രോസ്പൈനൽ ദ്രാവകത്തിൻ്റെയും മൊത്തത്തിലുള്ള പ്രവണതയെ മികച്ച രീതിയിൽ പ്രതിഫലിപ്പിക്കുന്ന ഒരു പാനൽ സൃഷ്ടിക്കുന്നതിന്, ഞങ്ങൾ അവസാനം പരിശോധിച്ച താൽപ്പര്യ പാനലിൽ നിന്ന് ഈ 10 പ്രോട്ടീനുകളെ ഞങ്ങൾ ഒഴിവാക്കി (ചിത്രം 5A). അതിനാൽ, വ്യത്യസ്ത സാമ്പിൾ തയ്യാറാക്കലും എംഎസ് പ്ലാറ്റ്ഫോം വിശകലനവും ഉപയോഗിച്ച് രണ്ട് സ്വതന്ത്ര സിഎസ്എഫ് എഡി കോഹോർട്ടുകളിൽ പരിശോധിച്ച മൊത്തം 60 പ്രോട്ടീനുകൾ ഞങ്ങളുടെ പാനലിൽ ഉൾപ്പെടുന്നു. CSF കോപ്പി 1 നിയന്ത്രണത്തിലും AD കേസുകളിലും ഈ അന്തിമ പാനലുകളുടെ z- സ്കോർ എക്സ്പ്രഷൻ പ്ലോട്ടുകൾ ഞങ്ങൾ കണ്ടെത്തിയ CSF കൂട്ടുകെട്ടിൽ നിരീക്ഷിച്ച പാനൽ ട്രെൻഡ് സ്ഥിരീകരിച്ചു (ചിത്രം 5B).
ഈ 60 പ്രോട്ടീനുകളിൽ, എഡിയുമായി ബന്ധപ്പെട്ടതായി അറിയപ്പെടുന്ന തന്മാത്രകളുണ്ട്, ഓസ്റ്റിയോപോണ്ടിൻ (SPP1), ഇത് പല പഠനങ്ങളിലും AD യുമായി ബന്ധപ്പെട്ട ഒരു പ്രോ-ഇൻഫ്ലമേറ്ററി സൈറ്റോകൈൻ ആണ് (39-41), ഒരു സിനാപ്റ്റിക് പ്രോട്ടീനായ GAP43. അത് ന്യൂറോ ഡിജനറേഷനുമായി വ്യക്തമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു (42). അമിയോട്രോഫിക് ലാറ്ററൽ സ്ക്ലിറോസിസ് (ALS) അനുബന്ധ സൂപ്പർഓക്സൈഡ് ഡിസ്മുട്ടേസ് 1 (SOD1), പാർക്കിൻസൺസ് രോഗവുമായി ബന്ധപ്പെട്ട desaccharase (PARK7) എന്നിവ പോലുള്ള മറ്റ് ന്യൂറോഡിജനറേറ്റീവ് രോഗങ്ങളുമായി ബന്ധപ്പെട്ട മാർക്കറുകളാണ് ഏറ്റവും പൂർണ്ണമായി പരിശോധിച്ച പ്രോട്ടീനുകൾ. SMOC1, ബ്രെയിൻ-റിച്ച് മെംബ്രൻ അറ്റാച്ച്‌മെൻ്റ് സിഗ്നലിംഗ് പ്രോട്ടീൻ 1 (BASP1) പോലുള്ള മറ്റ് പല മാർക്കറുകൾക്കും ന്യൂറോ ഡിജനറേഷനുമായി പരിമിതമായ മുൻ ലിങ്കുകളുണ്ടെന്ന് ഞങ്ങൾ പരിശോധിച്ചു. CSF പ്രോട്ടിയോമിൽ അവയുടെ മൊത്തത്തിലുള്ള സമൃദ്ധി കുറവായതിനാൽ, MAPT ഉം മറ്റ് ചില AD- സംബന്ധിയായ പ്രോട്ടീനുകളും (ഉദാഹരണത്തിന്, NEFL, NRGN എന്നിവ) വിശ്വസനീയമായി കണ്ടെത്തുന്നതിന് ഈ ഹൈ-ത്രൂപുട്ട് സിംഗിൾ-ഷോട്ട് ഡിറ്റക്ഷൻ രീതി ഉപയോഗിക്കുന്നത് ഞങ്ങൾക്ക് ബുദ്ധിമുട്ടാണ് എന്നത് ശ്രദ്ധിക്കേണ്ടതാണ്. ) (43, 44).
മൂന്ന് അധിക പകർപ്പ് വിശകലനങ്ങളിൽ ഈ 60 മുൻഗണനാ പാനൽ മാർക്കറുകൾ ഞങ്ങൾ പരിശോധിച്ചു. CSF പകർപ്പ് 2-ൽ, Emory Goizueta ADRC (17)-ൽ നിന്നുള്ള 297 നിയന്ത്രണത്തിൻ്റെയും AD സാമ്പിളുകളുടെയും ഒരു സ്വതന്ത്ര കൂട്ടായ്മ വിശകലനം ചെയ്യാൻ ഞങ്ങൾ ഒരൊറ്റ TMT-MS ഉപയോഗിച്ചു. CSF റെപ്ലിക്കേഷൻ 3-ൽ 120 കൺട്രോൾ, സ്വിറ്റ്‌സർലൻഡിലെ ലോസാനിൽ നിന്നുള്ള AD രോഗികളിൽ നിന്നുള്ള ലഭ്യമായ TMT-MS ഡാറ്റയുടെ പുനർവിശകലനം ഉൾപ്പെടുത്തിയിട്ടുണ്ട് (45). ഓരോ ഡാറ്റാസെറ്റിലെയും 60 മുൻഗണനാ മാർക്കറുകളിൽ മൂന്നിൽ രണ്ട് ഭാഗവും ഞങ്ങൾ കണ്ടെത്തി. സ്വിസ് പഠനം വ്യത്യസ്ത MS പ്ലാറ്റ്‌ഫോമുകളും TMT ക്വാണ്ടിഫിക്കേഷൻ രീതികളും ഉപയോഗിച്ചിട്ടുണ്ടെങ്കിലും (45, 46), ആവർത്തിച്ചുള്ള രണ്ട് വിശകലനങ്ങളിൽ ഞങ്ങൾ ഞങ്ങളുടെ പാനൽ ട്രെൻഡുകൾ ശക്തമായി പുനർനിർമ്മിച്ചു (ചിത്രം 5, C, D, പട്ടികകൾ S2, I, J) . ഞങ്ങളുടെ ഗ്രൂപ്പിൻ്റെ രോഗത്തിൻ്റെ പ്രത്യേകത വിലയിരുത്തുന്നതിന്, നാലാമത്തെ റെപ്ലിക്കേഷൻ ഡാറ്റാ സെറ്റ് (CSF റെപ്ലിക്കേഷൻ 4) വിശകലനം ചെയ്യാൻ ഞങ്ങൾ TMT-MS ഉപയോഗിച്ചു, അതിൽ നിയന്ത്രണം (n = 18), AD (n = 17) കേസുകൾ മാത്രമല്ല, PD ( n = 14)), ALS (n = 18), ഫ്രണ്ടോടെമ്പോറൽ ഡിമെൻഷ്യ (FTD) സാമ്പിളുകൾ (n = 11) (പട്ടിക S1A). ഈ കൂട്ടത്തിലുള്ള പാനൽ പ്രോട്ടീനുകളുടെ ഏകദേശം മൂന്നിൽ രണ്ട് ഭാഗവും ഞങ്ങൾ വിജയകരമായി കണക്കാക്കി (60-ൽ 38). ഈ ഫലങ്ങൾ അഞ്ച് ബയോമാർക്കർ പാനലുകളിലെയും എഡി-നിർദ്ദിഷ്ട മാറ്റങ്ങൾ ഹൈലൈറ്റ് ചെയ്യുന്നു (ചിത്രം 5E, പട്ടിക S2K). മെറ്റാബോലൈറ്റ് ഗ്രൂപ്പിലെ വർദ്ധനവ് ഏറ്റവും ശക്തമായ എഡി പ്രത്യേകത കാണിച്ചു, തുടർന്ന് മൈലിനേഷനും ഗ്ലിയൽ ഗ്രൂപ്പും. ഒരു പരിധിവരെ, FTD ഈ പാനലുകൾക്കിടയിൽ വർദ്ധനവ് കാണിക്കുന്നു, ഇത് സമാനമായ സാധ്യതയുള്ള നെറ്റ്‌വർക്ക് മാറ്റങ്ങളെ പ്രതിഫലിപ്പിച്ചേക്കാം (17). നേരെമറിച്ച്, ALS ഉം PD ഉം കൺട്രോൾ ഗ്രൂപ്പിന് സമാനമായ മൈലിനേഷൻ, ഗ്ലിയൽ, മെറ്റബോളിം പ്രൊഫൈലുകൾ എന്നിവ കാണിച്ചു. മൊത്തത്തിൽ, സാമ്പിൾ തയ്യാറാക്കൽ, MS പ്ലാറ്റ്ഫോം, TMT ക്വാണ്ടിഫിക്കേഷൻ രീതികൾ എന്നിവയിൽ വ്യത്യാസങ്ങൾ ഉണ്ടെങ്കിലും, ഞങ്ങളുടെ മുൻഗണനാ പാനൽ മാർക്കറുകൾക്ക് 500-ലധികം തനതായ CSF സാമ്പിളുകളിൽ ഉയർന്ന സ്ഥിരതയുള്ള എഡി-നിർദ്ദിഷ്ട മാറ്റങ്ങൾ ഉണ്ടെന്ന് ഈ ആവർത്തിച്ചുള്ള വിശകലനങ്ങൾ കാണിക്കുന്നു.
കോഗ്നിറ്റീവ് ലക്ഷണങ്ങൾ പ്രത്യക്ഷപ്പെടുന്നതിന് നിരവധി വർഷങ്ങൾക്ക് മുമ്പ് AD ന്യൂറോ ഡിജനറേഷൻ വ്യാപകമായി അംഗീകരിക്കപ്പെട്ടിട്ടുണ്ട്, അതിനാൽ AsymAD- ൻ്റെ ബയോ മാർക്കറുകൾ അടിയന്തിരമായി ആവശ്യമാണ് (5, 31). എന്നിരുന്നാലും, കൂടുതൽ കൂടുതൽ തെളിവുകൾ കാണിക്കുന്നത് AsymAD- ൻ്റെ ജീവശാസ്ത്രം ഏകതാനമായതിൽ നിന്ന് വളരെ അകലെയാണ്, അപകടസാധ്യതയുടെയും പ്രതിരോധശേഷിയുടെയും സങ്കീർണ്ണമായ ഇടപെടൽ തുടർന്നുള്ള രോഗ പുരോഗതിയിൽ വലിയ വ്യക്തിഗത വ്യത്യാസങ്ങളിലേക്ക് നയിക്കുന്നു (47). AsymAD കേസുകൾ തിരിച്ചറിയാൻ ഉപയോഗിക്കുന്നുണ്ടെങ്കിലും, കോർ CSF ബയോമാർക്കറുകളുടെ (Aβ1-42, ടോട്ടൽ tau, p-tau) ലെവലുകൾ ആരാണ് ഡിമെൻഷ്യയിലേക്ക് (4, 7) പുരോഗമിക്കുമെന്ന് വിശ്വസനീയമായി പ്രവചിക്കാൻ കഴിയുന്നതെന്ന് തെളിയിക്കപ്പെട്ടിട്ടില്ല, ഇത് കൂടുതൽ സൂചിപ്പിക്കുന്നു. ഈ ജനസംഖ്യയുടെ അപകടസാധ്യത കൃത്യമായി തരംതിരിക്കുന്നതിന് ബ്രെയിൻ ഫിസിയോളജിയുടെ ഒന്നിലധികം വശങ്ങളെ അടിസ്ഥാനമാക്കി ഹോളിസ്റ്റിക് ബയോമാർക്കർ ടൂളുകൾ ഉൾപ്പെടുത്തേണ്ടത് ആവശ്യമാണ്. അതിനാൽ, CSF പകർപ്പ് 1-ൻ്റെ AsymAD പോപ്പുലേഷനിൽ ഞങ്ങളുടെ AD-സാധുതയുള്ള ബയോമാർക്കർ പാനൽ ഞങ്ങൾ പിന്നീട് വിശകലനം ചെയ്തു. ഈ 31 AsymAD കേസുകൾ അസാധാരണമായ കോർ ബയോമാർക്കർ ലെവലും (Aβ1–42/മൊത്തം tau ELISA അനുപാതം, <5.5) പൂർണ്ണമായ അറിവും (അർത്ഥം MoCA, 27) കാണിക്കുന്നു. ± 2.2) (പട്ടിക S1A). കൂടാതെ, AsymAD ഉള്ള എല്ലാ വ്യക്തികൾക്കും ക്ലിനിക്കൽ ഡിമെൻഷ്യ സ്കോർ 0 ഉണ്ട്, ഇത് പ്രതിദിന കോഗ്നിറ്റീവ് അല്ലെങ്കിൽ ഫങ്ഷണൽ പ്രകടനത്തിൽ കുറവുണ്ടായതിന് തെളിവുകളൊന്നുമില്ലെന്ന് സൂചിപ്പിക്കുന്നു.
AsymAD കോഹോർട്ട് ഉൾപ്പെടെ എല്ലാ 96 CSF റെപ്ലിക്കേറ്റുകളിലെയും സാധുതയുള്ള പാനലുകളുടെ ലെവലുകൾ ഞങ്ങൾ ആദ്യം വിശകലനം ചെയ്തു. AsymAD ഗ്രൂപ്പിലെ പല പാനലുകളിലും കാര്യമായ AD പോലെയുള്ള സമൃദ്ധമായ മാറ്റങ്ങളുണ്ടെന്ന് ഞങ്ങൾ കണ്ടെത്തി, AsymAD-ൽ വാസ്കുലർ പാനൽ താഴോട്ട് പ്രവണത കാണിച്ചു, മറ്റെല്ലാ പാനലുകളും മുകളിലേക്ക് പ്രവണത കാണിക്കുന്നു (ചിത്രം 6A). അതിനാൽ, എല്ലാ പാനലുകളും ELISA Aβ1-42 ഉം മൊത്തം ടൗ ലെവലുകളും (ചിത്രം 6B) എന്നിവയുമായി വളരെ പ്രധാനപ്പെട്ട പരസ്പരബന്ധം കാണിച്ചു. ഇതിനു വിപരീതമായി, ഗ്രൂപ്പും MoCA സ്കോറും തമ്മിലുള്ള പരസ്പരബന്ധം താരതമ്യേന മോശമാണ്. ഈ വിശകലനങ്ങളിൽ നിന്നുള്ള കൂടുതൽ ശ്രദ്ധേയമായ കണ്ടെത്തലുകളിലൊന്ന് AsymAD കൂട്ടുകെട്ടിലെ പാനൽ സമൃദ്ധിയുടെ വലിയ ശ്രേണിയാണ്. ചിത്രം 6A-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ, AsymAD ഗ്രൂപ്പിൻ്റെ പാനൽ നില സാധാരണയായി കൺട്രോൾ ഗ്രൂപ്പിൻ്റെയും AD ഗ്രൂപ്പിൻ്റെയും പാനൽ ലെവലിനെ മറികടക്കുന്നു, താരതമ്യേന ഉയർന്ന വ്യതിയാനം കാണിക്കുന്നു. AsymAD-ൻ്റെ ഈ വൈവിധ്യം കൂടുതൽ പര്യവേക്ഷണം ചെയ്യാൻ, ഞങ്ങൾ 96 CSF റെപ്ലിക്കേഷൻ 1 കേസുകളിൽ മൾട്ടിഡൈമൻഷണൽ സ്കെയിലിംഗ് (MDS) വിശകലനം പ്രയോഗിച്ചു. ഡാറ്റാ സെറ്റിലെ ചില വേരിയബിളുകളെ അടിസ്ഥാനമാക്കി കേസുകൾ തമ്മിലുള്ള സാമ്യം ദൃശ്യവൽക്കരിക്കാൻ MDS വിശകലനം അനുവദിക്കുന്നു. ഈ ക്ലസ്റ്റർ വിശകലനത്തിനായി, CSF കണ്ടെത്തലിലും റെപ്ലിക്കേഷൻ 1 പ്രോട്ടിയോം (n = 29) (പട്ടിക S2L) ലെവലിലും സ്ഥിതിവിവരക്കണക്കനുസരിച്ച് കാര്യമായ മാറ്റം (P <0.05, AD/control) ഉള്ള സാധൂകരിച്ച പാനൽ മാർക്കറുകൾ മാത്രമേ ഞങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കൂ. ഈ വിശകലനം ഞങ്ങളുടെ നിയന്ത്രണത്തിനും എഡി കേസുകൾക്കുമിടയിൽ വ്യക്തമായ സ്പേഷ്യൽ ക്ലസ്റ്ററിംഗ് സൃഷ്ടിച്ചു (ചിത്രം 6 സി). ഇതിനു വിപരീതമായി, ചില AsymAD കേസുകൾ കൺട്രോൾ ഗ്രൂപ്പിൽ വ്യക്തമായി ക്ലസ്റ്ററാണ്, മറ്റുള്ളവ AD കേസുകളിൽ സ്ഥിതി ചെയ്യുന്നു. ഈ AsymAD വൈവിധ്യത്തെ കൂടുതൽ പര്യവേക്ഷണം ചെയ്യുന്നതിന്, ഈ AsymAD കേസുകളുടെ രണ്ട് ഗ്രൂപ്പുകളെ നിർവചിക്കാൻ ഞങ്ങൾ ഞങ്ങളുടെ MDS മാപ്പ് ഉപയോഗിച്ചു. ആദ്യ ഗ്രൂപ്പിൽ നിയന്ത്രണത്തോട് (n = 19) അടുക്കിയിരിക്കുന്ന AsymAD കേസുകൾ ഉൾപ്പെടുന്നു, രണ്ടാമത്തെ ഗ്രൂപ്പിൽ AD- യോട് അടുത്ത് (n = 12) മാർക്കർ പ്രൊഫൈലുള്ള AsymAD കേസുകൾ ഉൾപ്പെടുന്നു.
(A) AsymAD ഉൾപ്പെടെയുള്ള CSF റെപ്ലിക്കേഷൻ 1 കോഹോർട്ടിലെ എല്ലാ 96 സാമ്പിളുകളിലും CSF ബയോമാർക്കർ ഗ്രൂപ്പിൻ്റെ എക്‌സ്‌പ്രഷൻ ലെവൽ (z- സ്‌കോർ). പാനൽ സമൃദ്ധി മാറ്റങ്ങളുടെ സ്ഥിതിവിവരക്കണക്ക് പ്രാധാന്യത്തെ വിലയിരുത്താൻ ടുക്കിയുടെ പോസ്റ്റ്-കറക്ഷനുമായുള്ള വ്യത്യാസത്തിൻ്റെ വിശകലനം ഉപയോഗിച്ചു. (B) MoCA സ്‌കോറിനൊപ്പം പാനൽ പ്രോട്ടീൻ സമൃദ്ധി ലെവലിൻ്റെ (z-സ്‌കോർ) പരസ്പര ബന്ധ വിശകലനം, ELISA Aβ1-42, CSF കോപ്പി 1 സാമ്പിളുകളിലെ മൊത്തം ടൗ ലെവൽ. പ്രസക്തമായ പി മൂല്യത്തോടുകൂടിയ പിയേഴ്സൺ കോറിലേഷൻ കോഫിഫിഷ്യൻ്റ് പ്രദർശിപ്പിക്കുന്നു. (C) 96 CSF പകർപ്പ് 1 കേസുകളുടെ MDS, 29 സാധുതയുള്ള പാനൽ മാർക്കറുകളുടെ സമൃദ്ധി ലെവലിനെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ളതാണ്, അവ കണ്ടെത്തലിലും CSF കോപ്പി 1 ഡാറ്റാ സെറ്റുകളിലും [P <0.05 AD/control (CT)] ഗണ്യമായി മാറ്റിയിട്ടുണ്ട്. AsymAD ഗ്രൂപ്പിനെ കൺട്രോൾ (n = 19), AD (n = 12) എന്നീ ഉപഗ്രൂപ്പുകളായി വിഭജിക്കാൻ ഈ വിശകലനം ഉപയോഗിച്ചു. (D) രണ്ട് AsymAD ഉപഗ്രൂപ്പുകൾക്കിടയിലുള്ള -log10 സ്റ്റാറ്റിസ്റ്റിക്കൽ പി മൂല്യവുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ ലോഗ്2 ഫോൾഡ് മാറ്റമുള്ള (x-ആക്സിസ്) എല്ലാ CSF റെപ്ലിക്കേഷൻ 1 പ്രോട്ടീനുകളുടെയും ഡിഫറൻഷ്യൽ എക്സ്പ്രഷൻ അഗ്നിപർവ്വത പ്ലോട്ട് കാണിക്കുന്നു. പാനൽ ബയോമാർക്കറുകൾ നിറമുള്ളതാണ്. (E) സിഎസ്എഫ് റെപ്ലിക്കേഷൻ 1 സെലക്ഷൻ ഗ്രൂപ്പ് ബയോമാർക്കറുകളുടെ സമൃദ്ധി ലെവൽ AsymAD ഉപഗ്രൂപ്പുകൾക്കിടയിൽ വ്യത്യസ്തമായി പ്രകടിപ്പിക്കുന്നു. സ്ഥിതിവിവരക്കണക്കുകളുടെ പ്രാധാന്യം വിലയിരുത്താൻ ടുക്കിയുടെ വ്യതിയാനത്തെക്കുറിച്ചുള്ള പോസ്റ്റ്-അഡ്ജസ്റ്റ് ചെയ്ത വിശകലനം ഉപയോഗിച്ചു.
ഈ നിയന്ത്രണവും AD-പോലുള്ള AsymAD കേസുകളും തമ്മിലുള്ള ഡിഫറൻഷ്യൽ പ്രോട്ടീൻ എക്സ്പ്രഷൻ ഞങ്ങൾ പരിശോധിച്ചു (ചിത്രം 6D, പട്ടിക S2L). തത്ഫലമായുണ്ടാകുന്ന അഗ്നിപർവ്വത ഭൂപടം രണ്ട് ഗ്രൂപ്പുകൾക്കിടയിൽ 14 പാനൽ മാർക്കറുകൾ ഗണ്യമായി മാറിയതായി കാണിക്കുന്നു. ഈ മാർക്കറുകളിൽ ഭൂരിഭാഗവും സിനാപ്സിലും മെറ്റബോളിമിലും അംഗങ്ങളാണ്. എന്നിരുന്നാലും, യഥാക്രമം മൈലിൻ, ഗ്ലിയൽ ഇമ്മ്യൂൺ ഗ്രൂപ്പുകളിൽ അംഗങ്ങളായ SOD1, മിറിസ്റ്റോയ്‌ലേറ്റഡ് അലനൈൻ അടങ്ങിയ പ്രോട്ടീൻ കൈനസ് സി സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റ് (മാർക്‌സ്) എന്നിവയും ഈ ഗ്രൂപ്പിൽ പെടുന്നു (ചിത്രം 6, ഡി, ഇ) . AE ബൈൻഡിംഗ് പ്രോട്ടീൻ 1 (AEBP1), കോംപ്ലിമെൻ്റ് കുടുംബാംഗമായ C9 എന്നിവയുൾപ്പെടെ AD-പോലുള്ള AsymAD ഗ്രൂപ്പിൽ ഗണ്യമായി കുറയുന്ന രണ്ട് മാർക്കറുകളും വാസ്കുലർ പാനൽ സംഭാവന ചെയ്തു. ELISA AB1-42 (P = 0.38), p-tau (P = 0.28) എന്നിവയിലെ നിയന്ത്രണവും AD-പോലുള്ള AsymAD ഉപഗ്രൂപ്പുകളും തമ്മിൽ കാര്യമായ വ്യത്യാസമില്ല, എന്നാൽ മൊത്തം tau ലെവലിൽ (P = 0.0031) കാര്യമായ വ്യത്യാസമുണ്ട്. ) (ചിത്രം S7). രണ്ട് AsymAD ഉപഗ്രൂപ്പുകൾ തമ്മിലുള്ള മാറ്റങ്ങൾ മൊത്തം tau ലെവലുകളേക്കാൾ (ഉദാഹരണത്തിന്, YWHAZ, SOD1, MDH1) (ചിത്രം 6E) പ്രാധാന്യമുള്ളതാണെന്ന് സൂചിപ്പിക്കുന്ന നിരവധി പാനൽ മാർക്കറുകൾ ഉണ്ട്. മൊത്തത്തിൽ, ഈ ഫലങ്ങൾ സൂചിപ്പിക്കുന്നത്, ഞങ്ങളുടെ സാധൂകരിച്ച പാനലിൽ രോഗലക്ഷണങ്ങളില്ലാത്ത രോഗമുള്ള രോഗികളുടെ സബ്‌ടൈപ്പ് ചെയ്യാനും അപകടസാധ്യതയുള്ള സ്‌ട്രാറ്റിഫിക്കേഷനും കഴിയുന്ന ബയോമാർക്കറുകൾ അടങ്ങിയിരിക്കാം എന്നാണ്.
AD യുടെ പിന്നിലെ വിവിധ പാത്തോഫിസിയോളജികൾ കൂടുതൽ മെച്ചമായി അളക്കുന്നതിനും ലക്ഷ്യമിടുന്നതിനും സിസ്റ്റം അധിഷ്ഠിത ബയോമാർക്കർ ടൂളുകളുടെ അടിയന്തിര ആവശ്യമുണ്ട്. ഈ ടൂളുകൾ ഞങ്ങളുടെ AD ഡയഗ്നോസ്റ്റിക് ചട്ടക്കൂട് മാറ്റുക മാത്രമല്ല, ഫലപ്രദമായ, രോഗി-നിർദ്ദിഷ്ട ചികിത്സാ തന്ത്രങ്ങൾ സ്വീകരിക്കുന്നതിനെ പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യും (1, 2). ഇതിനായി, മസ്തിഷ്കത്തെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള പാത്തോഫിസിയോളജിയുടെ വിശാലമായ ശ്രേണിയെ പ്രതിഫലിപ്പിക്കുന്ന വെബ് അധിഷ്‌ഠിത CSF ബയോമാർക്കറുകൾ തിരിച്ചറിയാൻ ഞങ്ങൾ AD തലച്ചോറിനും CSF നും നിഷ്പക്ഷമായ ഒരു സമഗ്ര പ്രോട്ടിയോമിക്സ് സമീപനം പ്രയോഗിച്ചു. ഞങ്ങളുടെ വിശകലനം അഞ്ച് സിഎസ്എഫ് ബയോമാർക്കർ പാനലുകൾ നിർമ്മിച്ചു, അവ (i) സിനാപ്‌സുകൾ, രക്തക്കുഴലുകൾ, മൈലിൻ, രോഗപ്രതിരോധം, ഉപാപചയ പ്രവർത്തനങ്ങളുടെ തകരാറുകൾ എന്നിവ പ്രതിഫലിപ്പിക്കുന്നു; (ii) വ്യത്യസ്ത MS പ്ലാറ്റ്‌ഫോമുകളിൽ ശക്തമായ പുനരുൽപാദനക്ഷമത പ്രകടിപ്പിക്കുക; (iii) എ.ഡി.യുടെ ആദ്യഘട്ടത്തിലും അവസാനഘട്ടത്തിലും പുരോഗമനപരമായ രോഗ-നിർദ്ദിഷ്ട മാറ്റങ്ങൾ കാണിക്കുക. മൊത്തത്തിൽ, ഈ കണ്ടെത്തലുകൾ AD ഗവേഷണത്തിനും ക്ലിനിക്കൽ ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്കുമായി വൈവിധ്യമാർന്നതും വിശ്വസനീയവും വെബ്-ഓറിയൻ്റഡ് ബയോമാർക്കർ ടൂളുകളുടെ വികസനത്തിലേക്കുള്ള ഒരു വാഗ്ദാനമായ ചുവടുവെപ്പിനെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു.
ഞങ്ങളുടെ ഫലങ്ങൾ AD ബ്രെയിൻ നെറ്റ്‌വർക്ക് പ്രോട്ടിയോമിൻ്റെ ഉയർന്ന സംരക്ഷിത ഓർഗനൈസേഷൻ പ്രകടമാക്കുകയും സിസ്റ്റം അധിഷ്‌ഠിത ബയോമാർക്കർ വികസനത്തിനുള്ള ഒരു ആങ്കർ എന്ന നിലയിൽ അതിൻ്റെ ഉപയോഗത്തെ പിന്തുണയ്ക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. AD, AsymAD തലച്ചോറുകൾ അടങ്ങിയ രണ്ട് സ്വതന്ത്ര TMT-MS ഡാറ്റാസെറ്റുകൾക്ക് ശക്തമായ മോഡുലാരിറ്റി ഉണ്ടെന്ന് ഞങ്ങളുടെ വിശകലനം കാണിക്കുന്നു. ഫ്രണ്ടൽ, പാരീറ്റൽ, ടെമ്പറൽ കോർട്ടെക്‌സ് (17) എന്നിവയിലെ ഒന്നിലധികം സ്വതന്ത്ര കൂട്ടുകെട്ടുകളിൽ നിന്ന് 2,000-ലധികം മസ്തിഷ്ക കോശങ്ങളുടെ ശക്തമായ മൊഡ്യൂളുകളുടെ സംരക്ഷണം പ്രകടമാക്കിക്കൊണ്ട് ഈ കണ്ടെത്തലുകൾ ഞങ്ങളുടെ മുമ്പത്തെ പ്രവർത്തനത്തെ വിപുലീകരിക്കുന്നു. ഈ സമവായ ശൃംഖല, ഗ്ലിയൽ സമ്പന്നമായ കോശജ്വലന മൊഡ്യൂളുകളുടെ വർദ്ധനവും ന്യൂറോണുകളാൽ സമ്പുഷ്ടമായ മൊഡ്യൂളുകളുടെ കുറവും ഉൾപ്പെടെ, നിലവിലെ ഗവേഷണങ്ങളിൽ നിരീക്ഷിക്കപ്പെട്ട വിവിധ രോഗങ്ങളുമായി ബന്ധപ്പെട്ട മാറ്റങ്ങളെ പ്രതിഫലിപ്പിക്കുന്നു. നിലവിലെ ഗവേഷണം പോലെ, ഈ വലിയ തോതിലുള്ള ശൃംഖലയും AsymAD-ൽ കാര്യമായ മോഡുലാർ മാറ്റങ്ങളെ അവതരിപ്പിക്കുന്നു, ഇത് വ്യത്യസ്തമായ പ്രീക്ലിനിക്കൽ പാത്തോഫിസിയോളജി (17) കാണിക്കുന്നു.
എന്നിരുന്നാലും, വളരെ യാഥാസ്ഥിതികമായ ഈ വ്യവസ്ഥിതിയെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ചട്ടക്കൂടിനുള്ളിൽ, കൂടുതൽ സൂക്ഷ്മമായ ജൈവവൈവിധ്യമുണ്ട്, പ്രത്യേകിച്ച് എഡിയുടെ ആദ്യഘട്ടങ്ങളിൽ വ്യക്തികൾക്കിടയിൽ. ഞങ്ങളുടെ ബയോമാർക്കർ പാനലിന് AsymAD-ൽ രണ്ട് ഉപഗ്രൂപ്പുകളെ ചിത്രീകരിക്കാൻ കഴിയും, അത് ഒന്നിലധികം CSF മാർക്കറുകളുടെ കാര്യമായ ഡിഫറൻഷ്യൽ എക്സ്പ്രഷൻ പ്രകടമാക്കുന്നു. ഈ രണ്ട് ഉപഗ്രൂപ്പുകളും തമ്മിലുള്ള ജൈവപരമായ വ്യത്യാസങ്ങൾ ഉയർത്തിക്കാട്ടാൻ ഞങ്ങളുടെ ഗ്രൂപ്പിന് കഴിഞ്ഞു, അവ കോർ എഡി ബയോമാർക്കറുകളുടെ തലത്തിൽ വ്യക്തമല്ല. കൺട്രോൾ ഗ്രൂപ്പുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, ഈ AsymAD വ്യക്തികളുടെ Aβ1-42/മൊത്തം tau അനുപാതങ്ങൾ അസാധാരണമായി കുറവായിരുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, രണ്ട് AsymAD ഉപഗ്രൂപ്പുകൾക്കിടയിൽ ആകെ tau ലെവലുകൾ മാത്രമേ കാര്യമായി വ്യത്യാസപ്പെട്ടിരുന്നുള്ളൂ, അതേസമയം Aβ1-42, p-tau ലെവലുകൾ താരതമ്യേന താരതമ്യപ്പെടുത്താവുന്നതാണ്. ഉയർന്ന CSF tau, Aβ1-42 ലെവലുകളേക്കാൾ (7) കോഗ്നിറ്റീവ് ലക്ഷണങ്ങളെ നന്നായി പ്രവചിക്കുന്നതായി തോന്നുന്നതിനാൽ, രണ്ട് AsymAD കൂട്ടുകെട്ടുകൾക്കും രോഗത്തിൻ്റെ പുരോഗതിയുടെ വ്യത്യസ്ത അപകടസാധ്യതകൾ ഉണ്ടെന്ന് ഞങ്ങൾ സംശയിക്കുന്നു. ഞങ്ങളുടെ AsymAD-ൻ്റെ പരിമിതമായ സാമ്പിൾ വലുപ്പവും രേഖാംശ ഡാറ്റയുടെ അഭാവവും കണക്കിലെടുക്കുമ്പോൾ, ഈ നിഗമനങ്ങളിൽ ആത്മവിശ്വാസത്തോടെ എത്തിച്ചേരുന്നതിന് കൂടുതൽ ഗവേഷണം ആവശ്യമാണ്. എന്നിരുന്നാലും, രോഗലക്ഷണങ്ങളില്ലാത്ത ഘട്ടത്തിൽ വ്യക്തികളെ ഫലപ്രദമായി തരംതിരിക്കാനുള്ള നമ്മുടെ കഴിവ് വർദ്ധിപ്പിക്കാൻ ഒരു സിസ്റ്റം അധിഷ്ഠിത CSF പാനലിന് കഴിയുമെന്ന് ഈ ഫലങ്ങൾ സൂചിപ്പിക്കുന്നു.
മൊത്തത്തിൽ, ഞങ്ങളുടെ കണ്ടെത്തലുകൾ AD യുടെ രോഗകാരികളിൽ ഒന്നിലധികം ജൈവ പ്രവർത്തനങ്ങളുടെ പങ്കിനെ പിന്തുണയ്ക്കുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, ക്രമരഹിതമായ ഊർജ്ജ ഉപാപചയം ഞങ്ങളുടെ അഞ്ച് സാധുതയുള്ള ലേബലിംഗ് പാനലുകളുടെയും പ്രധാന തീം ആയി മാറി. ഹൈപ്പോക്സാൻ്റൈൻ-ഗ്വാനിൻ ഫോസ്ഫോറിബോസൈൽട്രാൻസ്ഫെറേസ് 1 (HPRT1), ലാക്റ്റേറ്റ് ഡീഹൈഡ്രജനേസ് A (LDHA) തുടങ്ങിയ ഉപാപചയ പ്രോട്ടീനുകൾ ഏറ്റവും ശക്തമായി സാധൂകരിക്കപ്പെട്ട സിനാപ്റ്റിക് ബയോമാർക്കറുകളാണ്, ഇത് AD CSF ൻ്റെ വർദ്ധനവ് ഉയർന്ന ലൈംഗികതയെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു. നമ്മുടെ രക്തക്കുഴലുകളിലും ഗ്ലിയൽ പാനലുകളിലും ഓക്സിഡേറ്റീവ് പദാർത്ഥങ്ങളുടെ മെറ്റബോളിസത്തിൽ ഉൾപ്പെട്ടിരിക്കുന്ന നിരവധി മാർക്കറുകൾ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു. ന്യൂറോണുകളുടെ ഉയർന്ന ഊർജ്ജ ആവശ്യം നിറവേറ്റുന്നതിന് മാത്രമല്ല, ആസ്ട്രോസൈറ്റുകളുടെയും മറ്റ് ഗ്ലിയൽ സെല്ലുകളുടെയും ഉയർന്ന ഊർജ്ജ ആവശ്യം നിറവേറ്റുന്നതിന്, മുഴുവൻ തലച്ചോറിലും ഉപാപചയ പ്രക്രിയകൾ വഹിക്കുന്ന പ്രധാന പങ്കുമായി ഈ കണ്ടെത്തലുകൾ പൊരുത്തപ്പെടുന്നു (17, 48). മൈറ്റോകോൺഡ്രിയൽ ഡിസോർഡേഴ്സ്, ഗ്ലിയൽ-മെഡിയേറ്റഡ് ഇൻഫ്ലമേഷൻ, വാസ്കുലർ നാശം (49) എന്നിവയുൾപ്പെടെ എഡിയുടെ രോഗകാരികളിൽ ഉൾപ്പെട്ടിരിക്കുന്ന നിരവധി പ്രധാന പ്രക്രിയകൾ തമ്മിലുള്ള പ്രധാന ലിങ്ക് റെഡോക്‌സ് സാധ്യതകളിലെ മാറ്റങ്ങളും ഊർജ്ജ പാതകളുടെ തടസ്സവും ആയിരിക്കാം എന്നതിൻ്റെ വർദ്ധിച്ചുവരുന്ന തെളിവുകളെ ഞങ്ങളുടെ ഫലങ്ങൾ പിന്തുണയ്ക്കുന്നു. കൂടാതെ, മെറ്റബോളിക് സെറിബ്രോസ്പൈനൽ ഫ്ലൂയിഡ് ബയോമാർക്കറുകളിൽ നമ്മുടെ നിയന്ത്രണത്തിനും എഡി-പോലുള്ള AsymAD ഉപഗ്രൂപ്പുകൾക്കുമിടയിൽ ധാരാളം വ്യത്യസ്തമായ സമ്പന്നമായ പ്രോട്ടീനുകൾ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു, ഈ ഊർജ്ജത്തിൻ്റെയും റെഡോക്സ് പാതകളുടെയും തടസ്സം രോഗത്തിൻ്റെ പ്രാഥമിക ഘട്ടത്തിൽ നിർണായകമായേക്കാമെന്ന് നിർദ്ദേശിക്കുന്നു.
ഞങ്ങൾ നിരീക്ഷിച്ച വ്യത്യസ്ത മസ്തിഷ്ക, സെറിബ്രോസ്പൈനൽ ഫ്ലൂയിഡ് പാനൽ ട്രെൻഡുകൾക്കും രസകരമായ ജൈവ പ്രത്യാഘാതങ്ങളുണ്ട്. ന്യൂറോണുകളാൽ സമ്പന്നമായ സിനാപ്‌സുകളും മെറ്റബോളോമുകളും എഡി തലച്ചോറിലെ അളവ് കുറയുകയും സെറിബ്രോസ്പൈനൽ ദ്രാവകത്തിൽ സമൃദ്ധി വർദ്ധിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ന്യൂറോണുകൾ അവയുടെ നിരവധി പ്രത്യേക സിഗ്നലുകൾക്ക് (50) ഊർജ്ജം നൽകുന്നതിന് സിനാപ്സുകളിൽ ഊർജ്ജം ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്ന മൈറ്റോകോൺഡ്രിയയാൽ സമ്പന്നമായതിനാൽ, ഈ രണ്ട് ന്യൂറോൺ ഗ്രൂപ്പുകളുടെയും എക്സ്പ്രഷൻ പ്രൊഫൈലുകളുടെ സമാനത പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു. ന്യൂറോണുകളുടെ നഷ്‌ടവും കേടായ കോശങ്ങളുടെ പുറംതള്ളലും ഈ മസ്തിഷ്‌കത്തിൻ്റെയും സിഎസ്എഫ് പാനൽ ട്രെൻഡുകളുടെയും പിന്നീടുള്ള രോഗങ്ങളിൽ വിശദീകരിക്കാൻ കഴിയും, എന്നാൽ ഞങ്ങൾ നിരീക്ഷിക്കുന്ന ആദ്യകാല പാനൽ മാറ്റങ്ങളെ വിശദീകരിക്കാൻ അവയ്ക്ക് കഴിയില്ല (13). ആദ്യകാല അസിംപ്റ്റോമാറ്റിക് രോഗങ്ങളിൽ ഈ കണ്ടെത്തലുകൾക്ക് സാധ്യമായ ഒരു വിശദീകരണം അസാധാരണമായ സിനാപ്റ്റിക് പ്രൂണിംഗ് ആണ്. മൗസ് മോഡലുകളിലെ പുതിയ തെളിവുകൾ സൂചിപ്പിക്കുന്നത് മൈക്രോഗ്ലിയ-മെഡിയേറ്റഡ് സിനാപ്റ്റിക് ഫാഗോസൈറ്റോസിസ് അസാധാരണമായി എഡിയിൽ സജീവമാകുകയും തലച്ചോറിലെ സിനാപ്‌സ് നഷ്‌ടത്തിലേക്ക് നയിക്കുകയും ചെയ്യും (51). ഈ ഉപേക്ഷിക്കപ്പെട്ട സിനാപ്റ്റിക് മെറ്റീരിയൽ CSF-ൽ അടിഞ്ഞുകൂടിയേക്കാം, അതുകൊണ്ടാണ് ന്യൂറോൺ പാനലിലെ CSF-ൻ്റെ വർദ്ധനവ് ഞങ്ങൾ നിരീക്ഷിക്കുന്നത്. രോഗപ്രക്രിയയിലുടനീളം തലച്ചോറിലും സെറിബ്രോസ്പൈനൽ ദ്രാവകത്തിലും നാം നിരീക്ഷിക്കുന്ന ഗ്ലിയൽ പ്രോട്ടീനുകളുടെ വർദ്ധനവിനെ പ്രതിരോധ-മധ്യസ്ഥമായ സിനാപ്റ്റിക് അരിവാൾ ഭാഗികമായി വിശദീകരിച്ചേക്കാം. സിനാപ്റ്റിക് പ്രൂണിങ്ങിനു പുറമേ, എക്സോസൈറ്റിക് പാത്ത്‌വേയിലെ മൊത്തത്തിലുള്ള അസാധാരണത്വങ്ങളും ന്യൂറോണൽ മാർക്കറുകളുടെ വ്യത്യസ്ത മസ്തിഷ്കത്തിനും CSF പ്രകടനത്തിനും ഇടയാക്കിയേക്കാം. AD മസ്തിഷ്കത്തിൻ്റെ രോഗകാരികളിൽ എക്സോസോമുകളുടെ ഉള്ളടക്കം മാറിയതായി നിരവധി പഠനങ്ങൾ തെളിയിച്ചിട്ടുണ്ട് (52). Aβ (53, 54) യുടെ വ്യാപനത്തിലും എക്സ്ട്രാ സെല്ലുലാർ പാത ഉൾപ്പെടുന്നു. എക്സോസോമൽ സ്രവത്തെ അടിച്ചമർത്തുന്നത് എഡി ട്രാൻസ്ജെനിക് മൗസ് മോഡലുകളിൽ എഡി പോലുള്ള പാത്തോളജി കുറയ്ക്കുമെന്നത് ശ്രദ്ധിക്കേണ്ടതാണ് (55).
അതേ സമയം, വാസ്കുലർ പാനലിലെ പ്രോട്ടീൻ AD തലച്ചോറിൽ മിതമായ വർദ്ധനവ് കാണിച്ചു, എന്നാൽ CSF ൽ ഗണ്യമായി കുറഞ്ഞു. രക്ത-മസ്തിഷ്ക തടസ്സം (ബിബിബി) തകരാറുകൾക്ക് ഈ കണ്ടെത്തലുകളെ ഭാഗികമായി വിശദീകരിക്കാൻ കഴിയും. നിരവധി സ്വതന്ത്ര പോസ്റ്റ്‌മോർട്ടം ഹ്യൂമൻ പഠനങ്ങൾ എഡിയിൽ BBB തകർച്ച പ്രകടമാക്കിയിട്ടുണ്ട് (56, 57). മസ്തിഷ്ക കാപ്പിലറി ചോർച്ചയും രക്തത്തിലൂടെ പകരുന്ന പ്രോട്ടീനുകളുടെ പെരിവാസ്കുലർ ശേഖരണവും ഉൾപ്പെടെ, എൻഡോതെലിയൽ കോശങ്ങളുടെ ഈ കർശനമായി അടച്ച പാളിയെ ചുറ്റിപ്പറ്റിയുള്ള വിവിധ അസാധാരണ പ്രവർത്തനങ്ങൾ ഈ പഠനങ്ങൾ സ്ഥിരീകരിച്ചു (57). തലച്ചോറിലെ ഉയർന്ന വാസ്കുലർ പ്രോട്ടീനുകൾക്ക് ഇത് ലളിതമായ ഒരു വിശദീകരണം നൽകാം, എന്നാൽ സെറിബ്രോസ്പൈനൽ ദ്രാവകത്തിലെ ഇതേ പ്രോട്ടീനുകളുടെ ശോഷണം പൂർണ്ണമായി വിശദീകരിക്കാൻ ഇതിന് കഴിയില്ല. വർദ്ധിച്ചുവരുന്ന വീക്കം, ഓക്സിഡേറ്റീവ് സ്ട്രെസ് എന്നിവയുടെ പ്രശ്നം പരിഹരിക്കാൻ കേന്ദ്ര നാഡീവ്യൂഹം ഈ തന്മാത്രകളെ സജീവമായി വേർതിരിച്ചെടുക്കുന്നു എന്നതാണ് ഒരു സാധ്യത. ഈ പാനലിലെ ഏറ്റവും കഠിനമായ CSF പ്രോട്ടീനുകളിൽ, പ്രത്യേകിച്ച് ലിപ്പോപ്രോട്ടീൻ നിയന്ത്രണത്തിൽ ഉൾപ്പെട്ടിരിക്കുന്നവയിലെ കുറവ്, ഹാനികരമായ അളവിലുള്ള വീക്കം തടയുന്നതുമായും റിയാക്ടീവ് ഓക്സിജൻ സ്പീഷീസുകളുടെ ന്യൂറോപ്രൊട്ടക്റ്റീവ് പ്രക്രിയയുമായും ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. രക്തചംക്രമണത്തിലെ ഓക്സിഡേറ്റീവ് സ്ട്രെസ് ലെവലുകൾ കുറയ്ക്കുന്നതിന് ഉത്തരവാദിയായ ലിപ്പോപ്രോട്ടീൻ ബൈൻഡിംഗ് എൻസൈമായ പരോക്സോണേസ് 1 (PON1) ന് ഇത് ശരിയാണ് (58, 59). ആൽഫ-1-മൈക്രോഗ്ലോബുലിൻ/ബികുനിൻ മുൻഗാമി (AMBP) വാസ്കുലർ ഗ്രൂപ്പിൻ്റെ മറ്റൊരു ഗണ്യമായി ഡൗൺ-റെഗുലേറ്റഡ് മാർക്കറാണ്. ഇത് ലിപിഡ് ട്രാൻസ്പോർട്ടറായ ബികുനിനിൻ്റെ മുൻഗാമിയാണ്, ഇത് വീക്കം അടിച്ചമർത്തലിലും ന്യൂറോളജിക്കൽ സംരക്ഷണത്തിലും ഉൾപ്പെടുന്നു (60, 61).
രസകരമായ വിവിധ അനുമാനങ്ങൾ ഉണ്ടായിരുന്നിട്ടും, ബയോകെമിക്കൽ ഡിസീസ് മെക്കാനിസങ്ങൾ നേരിട്ട് കണ്ടുപിടിക്കാനുള്ള കഴിവില്ലായ്മയാണ് കണ്ടെത്തൽ-പ്രേരിത പ്രോട്ടിയോമിക്സ് വിശകലനത്തിൻ്റെ അറിയപ്പെടുന്ന പരിമിതി. അതിനാൽ, ഈ ബയോമാർക്കർ പാനലുകൾക്ക് പിന്നിലെ സംവിധാനങ്ങൾ ആത്മവിശ്വാസത്തോടെ നിർവചിക്കുന്നതിന് കൂടുതൽ ഗവേഷണം ആവശ്യമാണ്. MS-അധിഷ്ഠിത ക്ലിനിക്കൽ വിശകലനത്തിൻ്റെ വികസനത്തിലേക്ക് നീങ്ങുന്നതിന്, ഭാവി ദിശയ്ക്ക് സെലക്ടീവ് അല്ലെങ്കിൽ പാരലൽ റിയാക്ഷൻ മോണിറ്ററിംഗ് പോലുള്ള വലിയ തോതിലുള്ള ബയോമാർക്കർ സ്ഥിരീകരണത്തിനായി ടാർഗെറ്റുചെയ്‌ത അളവ് രീതികൾ ഉപയോഗിക്കേണ്ടതുണ്ട് (62). ഇവിടെ വിവരിച്ചിരിക്കുന്ന പല CSF പ്രോട്ടീൻ മാറ്റങ്ങളും സാധൂകരിക്കാൻ ഞങ്ങൾ അടുത്തിടെ സമാന്തര പ്രതികരണ നിരീക്ഷണം (63) ഉപയോഗിച്ചു. YWHAZ, ALDOA, SMOC1 എന്നിവയുൾപ്പെടെ നിരവധി മുൻഗണനാ പാനൽ ടാർഗെറ്റുകൾ യഥാക്രമം നമ്മുടെ സിനാപ്‌സ്, മെറ്റബോളിസം, ഇൻഫ്ലമേഷൻ പാനലുകളിലേക്ക് മാപ്പ് ചെയ്യുന്നു (63). ഇൻഡിപെൻഡൻ്റ് ഡാറ്റ അക്വിസിഷനും (DIA) മറ്റ് MS-അധിഷ്ഠിത തന്ത്രങ്ങളും ടാർഗെറ്റ് സ്ഥിരീകരണത്തിന് ഉപയോഗപ്രദമാകും. ബഡ് തുടങ്ങിയവർ. (64) ഞങ്ങളുടെ CSF ഡിസ്കവറി ഡാറ്റാ സെറ്റിൽ തിരിച്ചറിഞ്ഞിട്ടുള്ള AD ബയോമാർക്കറുകളും മൂന്ന് വ്യത്യസ്ത യൂറോപ്യൻ കൂട്ടുകെട്ടുകളിൽ നിന്നുള്ള 200 CSF സാമ്പിളുകൾ അടങ്ങുന്ന സ്വതന്ത്ര DIA-MS ഡാറ്റാ സെറ്റും തമ്മിൽ കാര്യമായ ഓവർലാപ്പ് ഉണ്ടെന്ന് അടുത്തിടെ തെളിയിക്കപ്പെട്ടു. ഈ സമീപകാല പഠനങ്ങൾ വിശ്വസനീയമായ MS-അടിസ്ഥാനത്തിലുള്ള കണ്ടെത്തലായി മാറുന്നതിനുള്ള ഞങ്ങളുടെ പാനലുകളുടെ സാധ്യതയെ പിന്തുണയ്ക്കുന്നു. പ്രധാന എഡി ബയോമാർക്കറുകളുടെ കൂടുതൽ വികസനത്തിന് പരമ്പരാഗത ആൻ്റിബോഡിയും ആപ്‌റ്റാമർ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള കണ്ടെത്തലും പ്രധാനമാണ്. സിഎസ്എഫിൻ്റെ ബാഹുല്യം കുറവായതിനാൽ, ഹൈ-ത്രൂപുട്ട് എംഎസ് രീതികൾ ഉപയോഗിച്ച് ഈ ബയോ മാർക്കറുകൾ കണ്ടെത്തുന്നത് കൂടുതൽ ബുദ്ധിമുട്ടാണ്. NEFL, NRGN എന്നിവ സമൃദ്ധമായ CSF ബയോമാർക്കറുകളുടെ അത്തരം രണ്ട് ഉദാഹരണങ്ങളാണ്, അവ ഞങ്ങളുടെ സമഗ്രമായ വിശകലനത്തിൽ പാനലിലേക്ക് മാപ്പ് ചെയ്‌തിരിക്കുന്നു, എന്നാൽ ഞങ്ങളുടെ ഒരൊറ്റ MS സ്ട്രാറ്റജി ഉപയോഗിച്ച് വിശ്വസനീയമായി കണ്ടെത്താൻ കഴിയില്ല. PEA പോലുള്ള ഒന്നിലധികം ആൻ്റിബോഡികളെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ടാർഗെറ്റുചെയ്യൽ തന്ത്രങ്ങൾ, ഈ മാർക്കറുകളുടെ ക്ലിനിക്കൽ പരിവർത്തനത്തെ പ്രോത്സാഹിപ്പിച്ചേക്കാം.
മൊത്തത്തിൽ, വ്യത്യസ്ത സിസ്റ്റങ്ങളെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള CSF AD ബയോമാർക്കറുകളെ തിരിച്ചറിയുന്നതിനും സ്ഥിരീകരിക്കുന്നതിനുമുള്ള ഒരു അദ്വിതീയ പ്രോട്ടോമിക്സ് സമീപനം ഈ പഠനം നൽകുന്നു. അധിക എഡി കോഹോർട്ടുകളിലും എംഎസ് പ്ലാറ്റ്‌ഫോമുകളിലും ഉടനീളം ഈ മാർക്കർ പാനലുകൾ ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്യുന്നത് എഡി റിസ്‌ക് സ്‌ട്രാറ്റിഫിക്കേഷനും ചികിത്സയും മുന്നോട്ട് കൊണ്ടുപോകുമെന്ന് തെളിയിച്ചേക്കാം. കാലക്രമേണ ഈ പാനലുകളുടെ രേഖാംശ നില വിലയിരുത്തുന്ന പഠനങ്ങൾ, ഏത് മാർക്കറുകളുടെ സംയോജനമാണ് ആദ്യകാല രോഗ സാധ്യതയും രോഗത്തിൻ്റെ തീവ്രതയിലെ മാറ്റങ്ങളും മികച്ച രീതിയിൽ നിർണ്ണയിക്കുന്നത്.
CSF പകർത്തിയ 3 സാമ്പിളുകൾ ഒഴികെ, ഈ പഠനത്തിൽ ഉപയോഗിച്ച എല്ലാ CSF സാമ്പിളുകളും എമോറി എഡിആർസിയുടെയോ അടുത്ത ബന്ധമുള്ള ഗവേഷണ സ്ഥാപനങ്ങളുടെയോ ആഭിമുഖ്യത്തിൽ ശേഖരിച്ചതാണ്. ഈ പ്രോട്ടോമിക്സ് പഠനങ്ങളിൽ ആകെ നാല് സെറ്റ് എമോറി സിഎസ്എഫ് സാമ്പിളുകൾ ഉപയോഗിച്ചു. 20 ആരോഗ്യകരമായ നിയന്ത്രണങ്ങളിൽ നിന്നും 20 എഡി രോഗികളിൽ നിന്നുമുള്ള സാമ്പിളുകൾ CSF കൂട്ടുകെട്ടിൽ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നതായി കണ്ടെത്തി. CSF പകർപ്പ് 1-ൽ 32 ആരോഗ്യകരമായ നിയന്ത്രണങ്ങൾ, 31 AsymAD വ്യക്തികൾ, 33 AD വ്യക്തികൾ എന്നിവയിൽ നിന്നുള്ള സാമ്പിളുകൾ ഉൾപ്പെടുന്നു. CSF കോപ്പി 2ൽ 147 നിയന്ത്രണങ്ങളും 150 AD സാമ്പിളുകളും അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു. മൾട്ടി-ഡിസീസ് CSF റെപ്ലിക്കേഷൻ 4 കോഹോർട്ടിൽ 18 നിയന്ത്രണങ്ങൾ, 17 AD, 19 ALS, 13 PD, 11 FTD സാമ്പിളുകൾ എന്നിവ ഉൾപ്പെടുന്നു. എമോറി യൂണിവേഴ്‌സിറ്റി ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂഷണൽ റിവ്യൂ ബോർഡ് അംഗീകരിച്ച കരാർ പ്രകാരം, എമോറി പഠനത്തിൽ പങ്കെടുത്തവരെല്ലാം വിവരമുള്ള സമ്മതം നേടി. അൽഷിമേഴ്‌സ് സെൻ്ററുകൾക്കായുള്ള 2014 ലെ നാഷണൽ ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ട് ഓഫ് ഏജിംഗ് ബെസ്റ്റ് പ്രാക്ടീസ് മാർഗ്ഗനിർദ്ദേശങ്ങൾ അനുസരിച്ച് (https://alz.washington.edu/BiospecimenTaskForce.html), സെറിബ്രോസ്പൈനൽ ദ്രാവകം ലംബർ പഞ്ചർ വഴി ശേഖരിക്കുകയും സംഭരിക്കുകയും ചെയ്തു. നിയന്ത്രണവും AsymAD, AD രോഗികൾക്ക് എമോറി കോഗ്നിറ്റീവ് ന്യൂറോളജി ക്ലിനിക്കിലോ Goizueta ADRC-ലോ സ്റ്റാൻഡേർഡ് കോഗ്നിറ്റീവ് വിലയിരുത്തൽ ലഭിച്ചു. അവരുടെ സെറിബ്രോസ്പൈനൽ ഫ്ലൂയിഡ് സാമ്പിളുകൾ ELISA Aβ1-42, മൊത്തം tau, p-tau വിശകലനത്തിനായി INNO-BIA AlzBio3 Luminex പരിശോധിച്ചു (65 ). സ്ഥാപിതമായ AD ബയോമാർക്കർ കട്ട്-ഓഫ് മാനദണ്ഡങ്ങൾ (66, 67) അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള വിഷയങ്ങളുടെ ഡയഗ്നോസ്റ്റിക് വർഗ്ഗീകരണത്തെ പിന്തുണയ്ക്കാൻ ELISA മൂല്യങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു. മറ്റ് CSF രോഗനിർണ്ണയങ്ങൾക്കുള്ള (FTD, ALS, PD) അടിസ്ഥാന ഡെമോഗ്രാഫിക്, ഡയഗ്നോസ്റ്റിക് ഡാറ്റയും എമോറി എഡിആർസിയിൽ നിന്നോ അനുബന്ധ ഗവേഷണ സ്ഥാപനങ്ങളിൽ നിന്നോ ലഭിക്കും. ഈ എമോറി CSF കേസുകളുടെ സംഗ്രഹ കേസ് മെറ്റാഡാറ്റ പട്ടിക S1A-യിൽ കാണാം. സ്വിസ് സിഎസ്എഫ് റെപ്ലിക്കേഷൻ 3 കോഹോർട്ടിൻ്റെ സവിശേഷതകൾ മുമ്പ് പ്രസിദ്ധീകരിച്ചിട്ടുണ്ട് (45).
സിഎസ്എഫ് സാമ്പിൾ കണ്ടെത്തി. CSF ഡാറ്റാ സെറ്റിൻ്റെ ഞങ്ങളുടെ കണ്ടെത്തലിൻ്റെ ആഴം വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിന്, ട്രിപ്സിനൈസേഷന് മുമ്പ് ഉയർന്ന സമൃദ്ധമായ പ്രോട്ടീനുകളുടെ രോഗപ്രതിരോധ ഉപഭോഗം നടത്തി. ചുരുക്കത്തിൽ, 40 വ്യക്തിഗത CSF സാമ്പിളുകളിൽ നിന്ന് 130 μl CSF ഉം ഉയർന്ന സെലക്ട് ടോപ്പ്14 സമൃദ്ധമായ പ്രോട്ടീൻ ഡിപ്ലിഷൻ റെസിൻ (തെർമോ ഫിഷർ സയൻ്റിഫിക്, A36372) ൻ്റെ തുല്യ വോളിയവും (130 μl) ഒരു സ്പിൻ കോളത്തിൽ (തെർമോ ഫിഷർ സയൻ്റിഫിക്, A89868) മുറിയിൽ സ്ഥാപിച്ചു. താപനില ഇൻകുബേറ്റ്). 15 മിനിറ്റ് കറങ്ങിയ ശേഷം, സാമ്പിൾ 2 മിനിറ്റ് നേരത്തേക്ക് 1000 ഗ്രാം സെൻട്രിഫ്യൂജ് ചെയ്യുക. ഒരു 3K അൾട്രാസെൻട്രിഫ്യൂഗൽ ഫിൽട്ടർ ഉപകരണം (മില്ലിപോർ, UFC500396) 30 മിനിറ്റ് നേരത്തേക്ക് 14,000 ഗ്രാം കേന്ദ്രീകരിച്ച് മലിനജല സാമ്പിൾ കേന്ദ്രീകരിക്കാൻ ഉപയോഗിച്ചു. എല്ലാ സാമ്പിൾ വോള്യങ്ങളും ഫോസ്ഫേറ്റ് ബഫർഡ് സലൈൻ ഉപയോഗിച്ച് 75 μl വരെ നേർപ്പിക്കുക. നിർമ്മാതാവിൻ്റെ പ്രോട്ടോക്കോൾ (തെർമോ ഫിഷർ സയൻ്റിഫിക്) അനുസരിച്ച് ബിസിൻകോണിനിക് ആസിഡ് (ബിസിഎ) രീതിയാണ് പ്രോട്ടീൻ സാന്ദ്രത വിലയിരുത്തിയത്. എല്ലാ 40 സാമ്പിളുകളിൽ നിന്നുമുള്ള പ്രതിരോധശേഷി കുറഞ്ഞ CSF (60 μl) ലൈസിൽ എൻഡോപെപ്റ്റിഡേസ് (LysC), ട്രൈപ്സിൻ എന്നിവ ഉപയോഗിച്ച് ദഹിപ്പിക്കപ്പെട്ടു. ചുരുക്കത്തിൽ, സാമ്പിൾ കുറയ്ക്കുകയും 1.2 μl 0.5 M tris-2(-carboxyethyl) -phosphine, 3 μl 0.8 M ക്ലോറോസെറ്റാമൈഡ് എന്നിവ ഉപയോഗിച്ച് 90 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസിൽ 10 മിനിറ്റ് ആൽക്കൈലേറ്റ് ചെയ്യുകയും തുടർന്ന് 15 മിനിറ്റ് വാട്ടർ ബാത്തിൽ സോണിക്കേറ്റ് ചെയ്യുകയും ചെയ്തു. സാമ്പിൾ 193 μl 8 M യൂറിയ ബഫർ [8 M യൂറിയ, 100 mM NaHPO4 (pH 8.5)] ഉപയോഗിച്ച് 6 M യൂറിയയുടെ അന്തിമ സാന്ദ്രതയിലേക്ക് ലയിപ്പിച്ചു. LysC (4.5 μg; Wako) ഊഷ്മാവിൽ ഒറ്റരാത്രികൊണ്ട് ദഹനത്തിനായി ഉപയോഗിക്കുന്നു. സാമ്പിൾ പിന്നീട് 50 mM അമോണിയം ബൈകാർബണേറ്റ് (ABC) (68) ഉപയോഗിച്ച് 1 M യൂറിയയിൽ ലയിപ്പിച്ചു. തുല്യ അളവിൽ (4.5 μg) ട്രിപ്സിൻ (പ്രോമേഗ) ചേർക്കുക, തുടർന്ന് 12 മണിക്കൂർ സാമ്പിൾ ഇൻകുബേറ്റ് ചെയ്യുക. ദഹിപ്പിച്ച പെപ്റ്റൈഡ് ലായനി 1% ഫോർമിക് ആസിഡിൻ്റെയും (എഫ്എ) 0.1% ട്രൈഫ്‌ലൂറോഅസെറ്റിക് ആസിഡിൻ്റെയും (ടിഎഫ്എ) (66) അന്തിമ സാന്ദ്രതയിലേക്ക് അസിഡിഫൈ ചെയ്യുക, തുടർന്ന് മുകളിൽ വിവരിച്ചതുപോലെ 50 മില്ലിഗ്രാം സെപ്-പാക്ക് സി 18 കോളം (വെള്ളം) ഉപയോഗിച്ച് ഉപ്പ് കളയുക (25) . പിന്നീട് പെപ്റ്റൈഡ് 1 മില്ലി 50% അസെറ്റോണിട്രൈലിൽ (ACN) നീക്കം ചെയ്തു. ബാച്ചുകളിലുടനീളമുള്ള പ്രോട്ടീൻ അളവ് ക്രമീകരിക്കുന്നതിന് (25), എല്ലാ 40 CSF സാമ്പിളുകളിൽ നിന്നും 100 μl അലിക്കോട്ടുകൾ സംയോജിപ്പിച്ച് ഒരു മിക്സഡ് സാമ്പിൾ ഉണ്ടാക്കി, അത് അഞ്ച് ആഗോള ഇൻ്റേണൽ സ്റ്റാൻഡേർഡ് (GIS) (48) സാമ്പിളുകളായി തിരിച്ചിരിക്കുന്നു. എല്ലാ വ്യക്തിഗത സാമ്പിളുകളും സംയോജിത മാനദണ്ഡങ്ങളും ഹൈ-സ്പീഡ് വാക്വം (ലാബ്‌കോൺകോ) ഉപയോഗിച്ച് ഉണക്കുന്നു.
CSF സാമ്പിൾ പകർത്തുന്നു. CSF പകർപ്പ് 3 സാമ്പിളുകളുടെ (45, 46) രോഗപ്രതിരോധ ശോഷണവും ദഹനവും ഡയോണും സഹപ്രവർത്തകരും മുമ്പ് വിവരിച്ചിട്ടുണ്ട്. ശേഷിക്കുന്ന പകർപ്പ് സാമ്പിളുകൾ വ്യക്തിഗതമായി പ്രതിരോധശേഷി കുറഞ്ഞിട്ടില്ല. നീക്കം ചെയ്യാത്ത ഈ സാമ്പിളുകൾ മുമ്പ് വിവരിച്ച പ്രകാരം ട്രിപ്സിനിൽ ദഹിപ്പിക്കുക (17). ഓരോ ആവർത്തിച്ചുള്ള വിശകലനത്തിനും, ഓരോ സാമ്പിളിൽ നിന്നുമുള്ള 120 μl അലിക്കോട്ടുകൾ എല്യൂട്ടഡ് പെപ്‌റ്റൈഡ് ഒരുമിച്ച് ശേഖരിക്കുകയും TMT-ലേബൽ ചെയ്‌ത ആഗോള ഇൻ്റേണൽ സ്റ്റാൻഡേർഡായി ഉപയോഗിക്കുന്നതിന് തുല്യ വോളിയം അലിക്കോട്ടുകളായി വിഭജിക്കുകയും ചെയ്തു (48). എല്ലാ വ്യക്തിഗത സാമ്പിളുകളും സംയോജിത മാനദണ്ഡങ്ങളും ഹൈ-സ്പീഡ് വാക്വം (ലാബ്‌കോൺകോ) ഉപയോഗിച്ച് ഉണക്കുന്നു. കുറഞ്ഞ സമൃദ്ധമായ CSF പ്രോട്ടീൻ്റെ സിഗ്നൽ വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിന്, ഓരോ സാമ്പിളിൽ നിന്നും 125 μl സംയോജിപ്പിച്ച്, ഓരോ പകർപ്പ് വിശകലനത്തിനും ഒരു "മെച്ചപ്പെടുത്തിയ" സാമ്പിൾ തയ്യാറാക്കി [അതായത്, ഗവേഷണ സാമ്പിളിനെ അനുകരിക്കുന്ന ഒരു ബയോളജിക്കൽ സാമ്പിൾ, എന്നാൽ ലഭ്യമായ തുക വളരെ വലുത് (37, 69)] ഒരു മിക്സഡ് CSF സാമ്പിളിലേക്ക് ലയിപ്പിച്ചു (17). മിക്‌സഡ് സാമ്പിൾ 12 മില്ലി ഹൈ സെലക്‌ട് ടോപ്പ് 14 അബുണ്ടൻസ് പ്രോട്ടീൻ റിമൂവൽ റെസിൻ (തെർമോ ഫിഷർ സയൻ്റിഫിക്, A36372) ഉപയോഗിച്ച് പ്രതിരോധശേഷി ഇല്ലാതാക്കി, മുകളിൽ വിവരിച്ചതുപോലെ ദഹിപ്പിക്കുകയും തുടർന്നുള്ള ഒന്നിലധികം TMT ലേബലിംഗിൽ ഉൾപ്പെടുത്തുകയും ചെയ്തു.