O puipuiga fa'apitoa e fa'aalia ai le fai'ai e fa'atatau i le su'esu'eina o le su'esu'e o le su'esu'e i le fa'ama'i o le Alzheimer.

O le fa'ama'i o le Alzheimer (AD) e leai ni fa'ailoga fa'apolotini e atagia mai ai le tele o le pathophysiology, fa'alavelaveina le alualu i luma o su'esu'ega ma togafitiga. O iinei, matou te faʻaogaina ai le proteomics atoatoa e faʻamaonia ai meaola o le cerebrospinal fluid (CSF) e fai ma sui o le lautele o le AD pathophysiology. Teleplex mass spectrometry na faailoa mai e tusa ma le 3,500 ma le tusa ma le 12,000 polotini i le AD CSF ma le faiʻai, i le faasologa. O le su'esu'ega o feso'ota'iga o le fai'ai proteome na fo'ia ai le 44 biodiversity modules, 15 o lo'o fa'apipi'i ma le cerebrospinal fluid proteome. O faʻailoga CSF AD i nei faʻapipiʻi faʻapipiʻi o loʻo gaugau i vaega polotini e lima, e fai ma sui o faiga pathophysiological eseese. O synapses ma metabolites i le faiʻai AD e faʻaitiitia, ae o le CSF e faʻateleina, ae o le glial-rich myelination ma vaega puipuia i le faiʻai ma le CSF faʻateleina. O le tumau ma faʻamaʻi faʻapitoa o suiga o le laulau na faʻamaonia i le sili atu ma le 500 faʻataʻitaʻiga CSF faaopoopo. O nei vaega na fa'ailoaina fo'i vaega laiti o meaola i le AD asymptomatic. I le aotelega, o nei fa'ai'uga o se la'asaga fa'amoemoe aga'i atu i mea faigaluega biomarker i luga ole laiga mo fa'ata'ita'iga ile AD.
O le faʻamaʻi o le Alzheimer (AD) o le mafuaʻaga sili ona taatele o le neurodegenerative dementia i le lalolagi atoa ma o loʻo faʻaalia i le tele o faʻalavelave faʻaogaina o meaola, e aofia ai le synaptic transmission, glial-mediated immunity, ma mitochondrial metabolism (1-3). Ae ui i lea, o loʻo taulaʻi pea ona faʻamautu le biomarkers i le suʻeina o le amyloid ma le tau protein, ma o le mea lea e le mafai ona atagia ai lenei pathophysiology eseese. O nei "autu" polotini biomarkers e sili ona faatuatuaina fuaina i le sua o le cerebrospinal (CSF) e aofia ai (i) amyloid beta peptide 1-42 (Aβ1-42), lea e atagia ai le fausia o cortical amyloid plaques; (ii) tau atoa, o se faailoga o le pa'ū o le axon; (iii) phospho-tau (p-tau), o se sui o pathological tau hyperphosphorylation (4-7). E ui lava o nei suʻesuʻega o le sua o le cerebrospinal ua matua faafaigofieina lo tatou mauaina o faʻamaʻi "faʻailoga" AD protein (4-7), latou te fai ma sui na o se vaega itiiti o le biology lavelave i tua atu o le faʻamaʻi.
O le le lava o le pathophysiological diversity o AD biomarkers ua taʻitaʻia ai le tele o luitau, e aofia ai (i) le le mafai ona iloa ma faʻatusatusaina le faʻaogaina o meaola o tagata maʻi AD, (ii) le lava le fuaina o le faʻamaʻi ma le alualu i luma, aemaise lava i le tulaga muamua, Ma ( iii) le atinaʻeina o vailaʻau faʻapitoa e le mafai ona foia atoatoa itu uma o le faʻaleagaina o le neura. O lo matou faʻalagolago i faʻamaʻi iloga e faʻamatala ai le AD mai faʻamaʻi faʻapitoa e faʻateleina ai nei faʻafitauli. O le tele ma le tele o faʻamaoniga o loʻo faʻaalia ai o le toʻatele o tagata matutua e maua i le tuinanau e sili atu ma le tasi le uiga faʻaleagaina o le paʻu o le mafaufau (8). E tusa ma le 90% poʻo le sili atu o tagata taʻitoʻatasi e iai le maʻi o le AD e iai foʻi faʻamaʻi toto, TDP-43 faʻapipiʻi, poʻo isi faʻamaʻi faʻaleagaina (9). O nei vaega maualuga o pathological overlap ua faʻalavelaveina la matou faʻataʻitaʻiga faʻataʻitaʻiga o loʻo i ai nei mo le tuinanau, ma e manaʻomia se faʻamatalaga sili atu o le pathophysiological o le faʻamaʻi.
I le va'aia o le mana'omia fa'anatinati mo le tele o AD biomarkers, o lo'o fa'atuputeleina le fa'aogaina e le fanua le "omics" metotia fa'avae i luga o le faiga atoa e maua ai biomarkers. O le Accelerated Pharmaceutical Partnership (AMP)-AD Alliance na faʻalauiloaina i le 2014 ma o loʻo i luma o le polokalame. O lenei taumafaiga multidisciplinary a National Institutes of Health, academia, ma alamanuia o loʻo faʻamoemoe e faʻaoga faiga faʻavae e faʻamalamalama atili ai le pathophysiology o le AD ma atiaʻe le suʻesuʻeina o suʻesuʻega o meaola eseese ma togafitiga togafitiga (10). I le avea ai o se vaega o lenei poloketi, o fesoʻotaʻiga proteomics ua avea ma se mea faigaluega faʻamaonia mo le faʻalauteleina o biomarkers faʻavae i le AD. O lenei faiga e le fa'aituau fa'amaumauga e fa'atulagaina fa'amaumauga fa'amaumauga lavelave proteomics i vaega po'o "modules" o polotini fa'aalia fa'atasi e feso'ota'i ma ituaiga sela fa'apitoa, okeni, ma galuega fa'aola (11-13). Toeitiiti lava 12 faʻamatalaga-maua suʻesuʻega proteomics suʻesuʻega na faia i luga ole faiʻai AD (13-23). I le aotelega, o nei suʻesuʻega o loʻo faʻaalia ai o le AD brain network proteome o loʻo faʻatumauina se faʻalapotopotoga faʻapitoa e sili ona faʻasaoina i vaega tutoʻatasi ma le tele o itulagi cortical. E le gata i lea, o nisi o nei modules o loʻo faʻaalia suiga e mafai ona toe faʻaleleia i le faʻateleina o le AD i luga o faʻamaumauga faʻamaumauga, e atagia ai le pathophysiology o faʻamaʻi tele. Faʻatasi, o nei suʻesuʻega o loʻo faʻaalia ai se taula taulaʻi mo le mauaina o le puipuiga o fesoʻotaʻiga faiʻai e avea o se biomarker faʻavae i le AD.
Ina ia mafai ona suia le AD brain network proteome i faʻataʻitaʻiga faʻaoga faʻaoga faʻapitoa, matou tuʻufaʻatasia le fesoʻotaʻiga e maua mai i le faiʻai ma le suʻesuʻega proteomic o le AD CSF. O lenei auala tuʻufaʻatasia na taʻitaʻia ai le faʻamaoniaina o seti faʻamoemoeina e lima o le CSF biomarkers e fesoʻotaʻi ma le tele o pathophysiology faʻavae faiʻai, e aofia ai synapses, toto toto, myelination, mumū, ma le faʻaleagaina o auala metabolic. Na matou faʻamaonia lelei nei paneta biomarker e ala i le tele o suʻesuʻega toe faia, e aofia ai le sili atu i le 500 CSF faʻataʻitaʻiga mai faʻamaʻi neurodegenerative eseese. O nei su'esu'ega fa'amaonia e aofia ai le su'esu'eina o fa'amoemoega vaega i le CSF o tagata mama'i ma'i ma'i asymptomatic AD (AsymAD) po'o le fa'aalia o fa'amaoniga o le fa'aputuina o le amyloid i se si'osi'omaga masani o le mafaufau. O nei suʻesuʻega e faʻamaonia ai le taua tele o meaola i totonu o le faitau aofaʻi o AsymAD ma faʻailoa faʻailoga laulau e ono mafai ona faʻavasega tagata taʻitoʻatasi i le amataga o le faʻamaʻi. I le aotelega, o nei faʻaiʻuga o loʻo faʻatusalia ai se laasaga autu i le atinaʻeina o mea faigaluega biomarker protein e faʻavae i luga o le tele o faiga e mafai ona foia manuia ai le tele o faʻafitauli faʻapitoa e feagai ma le AD.
O le fa'amoemoe autu o lenei su'esu'ega o le fa'ailoaina lea o fa'ailoga fou ole su'esu'e ole cerebrospinal e atagia ai le tele o pathophysiology fa'avae fai'ai e tau atu ile AD. O le Ata S1 o lo'o fa'amatala mai ai a tatou metotia su'esu'e, lea e aofia ai (i) se su'esu'ega atoatoa e fa'atautaia e su'esu'ega muamua o le AD CSF ma le puipuiga o le fai'ai feso'ota'iga e fa'ailoa ai le tele o fa'ama'i fa'ama'i CSF e feso'ota'i i le fai'ai, ma (ii) toe faia mulimuli ane O nei biomarkers o lo'o i totonu ole cerebrospinal tuto'atasi. vaega vai. O su'esu'ega fa'atatau ile su'esu'ega na amata ile su'esu'ega ole fa'aaliga o le CSF ile 20 tagata masani ma le 20 AD ma'i ile Emory Goizueta Alzheimer's Disease Research Center (ADRC). O le suʻesuʻega o le AD o loʻo faʻamatalaina o se faʻaletonu tele o le mafaufau i le i ai o le maualalo Aβ1-42 ma maualuga maualuga o le tau atoa ma le p-tau i le sua o le cerebrospinal [Mean Montreal Cognitive Assessment (MoCA), 13.8 ± 7.0] [ELISA (ELISA) )]] (Laulau S1A). O le pulea (o lona uiga o le MoCA, 26.7 ± 2.2) sa i ai tulaga masani ole CSF biomarkers.
O le CSF o le tagata e faʻaalia i le tele o le tele o polotini, lea e mafai ai e le albumin ma isi polotini sili ona tele ona taofia le mauaina o polotini e fiafia i ai (24). Ina ia faʻateleina le loloto o le suʻesuʻeina o polotini, na matou aveese muamua le 14 sili ona tele polotini mai faʻataʻitaʻiga CSF taʻitasi aʻo leʻi faia suʻesuʻega faʻapitoa (MS) (24). O le aofaʻi o 39,805 peptides na faʻamaonia e MS, lea na faʻafanua i 3691 proteomes i 40 faʻataʻitaʻiga. O le fa'avasegaina o polotini e fa'atino e ala i le fa'ailoga tele o le tandem mass tag (TMT) (18, 25). Ina ia foia faʻamatalaga o loʻo misi, matou te aofia ai naʻo na polotini na faʻatusatusa i le itiiti ifo i le 50% o faʻataʻitaʻiga i le suʻesuʻega mulimuli ane, ma iu ai ina faʻamauina 2875 proteomes. Ona o le eseesega tele i le aofaʻi o le aofaʻi o porotini, o se faʻataʻitaʻiga faʻataʻitaʻiga na faʻatatauina faʻamaumauga o se mea mamao (13) ma e leʻi aofia ai i le suʻesuʻega mulimuli ane. O le tele o tau o isi 39 faʻataʻitaʻiga na faʻafetaui e tusa ai ma tausaga, itupa, ma le vaʻavaʻa faʻatasi (13-15, 17, 18, 20, 26).
I le faʻaaogaina o fuainumera suʻesuʻega suʻega suʻega e iloilo ai faʻamatalaga eseese i luga o faʻamaumauga o faʻamaumauga, o lenei auʻiliʻiliga na faʻaalia ai polotini o loʻo faʻateleina tulaga na matua suia (P <0.05) i le va o le pule ma AD mataupu (Table S2A). E pei ona faʻaalia i le Ata 1A, o le tele o le aofaʻi o 225 proteins i le AD na faʻaititia tele, ma le tele o 303 proteins na matua faʻateleina. O nei polotini fa'aalia fa'aalia e aofia ai le tele o fa'ailoga o le sua o le cerebrospinal AD, e pei ole microtubule-associated protein tau (MAPT; P = 3.52 × 10−8), neurofilament (NEFL; P = 6.56 × 10−3), Protein e fesoʻotaʻi ma le tuputupu aʻe 43 (GAP43; P = 1.46 × 10−5), Fatty Acid Binding Protein 3 (FABP3; P = 2.00 × 10−5), Chitinase 3 pei o 1 (CHI3L1; P = 4.44 × 10-6), Neural Granulin (NRGN; P = 3.43 × 10−4) ma le VGF nerve growth factor (VGF; P = 4.83 × 10-3) (4-6). Ae ui i lea, na matou faailoaina foi isi sini taua tele, e pei o le GDP dissociation inhibitor 1 (GDI1; P = 1.54 × 10-10) ma le SPARC-related modular calcium binding 1 (SMOC1; P = 6.93 × 10-9). Gene Ontology (GO) suʻesuʻega o le 225 faʻaititia tele polotini na faʻaalia ai fesoʻotaʻiga vavalalata ma faʻagasologa o le sua o le tino e pei o le metabolism steroid, toto toto, ma le gaioiga o hormone (Ata 1B ma le Laulau S2B). I se faʻatusatusaga, o le faʻateleina o le porotini o le 303 e vavalalata vavalalata i le fausaga o le sela ma le metabolism malosi.
(A) O loʻo faʻaalia e le fanua mauga le suiga o le log2 gaugau (x-axis) e faʻatatau i le -log10 fuainumera P tau (y-axis) maua mai le suʻega-t, lea e faʻaaogaina e iloa ai le eseesega o le va o le pulea (CT) ma AD mataupu o le CSF proteome O polotini uma. O polotini e matua fa'aititia le maualuga (P <0.05) i le AD o lo'o fa'aalia i le lanumoana, a'o polotini e matua fa'atupula'ia fa'ama'i o lo'o fa'aalia i le mumu. O le porotini ua filifilia ua faailogaina. (B) O upu pito i luga GO e fesoʻotaʻi ma le polotini e faʻaititia tele (lanu moana) ma faʻateleina (mumu) ile AD. O lo'o fa'aalia ai fa'aupuga GO e tolu o lo'o i ai le maualuga o le z-scores i matā'upu o fa'agaioiga olaola, galuega mole mole, ma vaega feavea'i. (C) MS na fuaina le maualuga o le MAPT ile fa'ata'ita'iga CSF (agavale) ma lona fa'amaopoopoina ma le fa'ata'ita'iga ELISA tau maualuga (taumatau). O lo'o fa'aalia le fa'atasiga fa'atasi a le Pearson ma le tau talafeagai P. Ona o le leai o se faʻamatalaga ELISA mo le tasi AD mataupu, o nei fuainumera e aofia ai tau mo le 38 o le 39 suʻesuʻeina mataupu. (D) Suʻesuʻega faʻapipiʻi vaʻaia (P <0.0001, Benjamini-Hochberg (BH) fetuutuunai P <0.01) i luga o le faʻatonuga ma AD CSF maua faʻataʻitaʻiga e faʻaaoga ai le 65 sili ona suia le palatini i le seti faʻamaumauga. Fa'ata'atia, fa'ata'atia.
O le proteomic level o le MAPT e fesoʻotaʻi vavalalata ma le fuaina tutoʻatasi o le ELISA tau (r = 0.78, P = 7.8 × 10-9; Ata 1C), e lagolagoina le faʻamaonia o la tatou fua MS. A maeʻa le faʻamaʻiina o le trypsin i le maualuga o le amyloid precursor protein (APP), o le isoform-specific peptides o loʻo faʻafanua i le C-terminus o Aβ1-40 ma Aβ1-42 e le mafai ona faʻaogaina lelei (27, 28). O le mea lea, o le APP peptides na matou iloa e leai se mea e fai i le ELISA Aβ1-42 maualuga. Ina ia mafai ona iloilo le eseesega o faʻamatalaga o mataupu taʻitasi, matou te faʻaogaina faʻamatalaga faʻapitoa faʻaalia ma le P <0.0001 [faʻasaʻo fua faatatau (FDR) faʻasaʻo P <0.01] e faʻatino ai se suʻesuʻega vaʻaia o faʻataʻitaʻiga (Table S2A). E pei ona fa'aalia i le Ata 1D, o nei polotini e 65 sili ona taua e mafai ona fa'aputu sa'o fa'ata'ita'iga e tusa ai ma le tulaga o fa'ama'i, se'i vagana le tasi AD fa'ata'ita'iga e pei o le pulea. Mai nei polotini e 65, e 63 na faateleina i le AD, ae na o le lua (CD74 ma le ISLR) na faaitiitia. I le aotelega, o nei su'esu'ega o le sua o le cerebrospinal ua iloa ai le faitau selau o polotini i le AD e mafai ona avea ma fa'ama'i fa'ama'i.
Ona matou faia lea o se suʻesuʻega tutoʻatasi o fesoʻotaʻiga o le AD brain proteome. O le faiʻai o lenei suʻesuʻega e aofia ai le dorsolateral prefrontal cortex (DLPFC) mai le pulea (n = 10), maʻi o Parkinson (PD; n = 10), faʻafefiloi AD / PD (n = 10) ma AD (n = 10) mataupu. ) Fa'ata'ita'iga. Emery Goizueta ADRC. O le faitau aofa'i o nei mataupu e 40 na fa'amatalaina muamua (25) ma o lo'o aoteleina i le Laulau S1B. Na matou faʻaogaina le TMT-MS e suʻesuʻe ai nei 40 faiʻai masini ma le faʻasologa o le 27 mataupu. I le aofaʻi, o nei faʻamaumauga o faiʻai e lua na maua ai 227,121 peptides tulaga ese, lea na faʻafanua i 12,943 proteomes (25). Na'o na polotini na fa'atatau i le itiiti ifo i le 50% o mataupu na aofia i su'esu'ega mulimuli ane. Ole seti fa'amaumauga mulimuli ole su'esu'ega o lo'o iai 8817 quantified proteins. Fetuuna'i le maualuga o le polotini e fa'atatau ile matua, itupa, ma le va'aiga o le maliu (PMI). O le suʻesuʻeina o faʻamatalaga eseese o faʻamaumauga faʻatulagaina ina ua maeʻa le faʻasologa na faʻaalia ai le> 2000 protein maualuga na matua suia [P <0.05, auiliiliga o eseesega (ANOVA)] i le lua pe sili atu faʻamaʻi faʻamaʻi. Ona matou faia lea o se suʻesuʻega faʻapipiʻi vaʻaia e faʻavae i luga o polotini faʻaalia eseese, ma P <0.0001 i faʻatusatusaga AD / pule ma / poʻo AD / PD (Ata S2, A ma B, Laulau S2C). O nei 165 sili ona suia polotini o loʻo faʻaalia manino ai mataupu ma AD pathology mai le faʻataʻitaʻiga ma faʻataʻitaʻiga PD, faʻamaonia le malosi AD-faʻapitoa suiga i le proteome atoa.
Ona matou faʻaaogaina lea o se algorithm e taʻua o le Weighted Gene Co-expression Network Analysis (WGCNA) e faʻatino ai suʻesuʻega fesoʻotaʻiga i luga o le proteome faiʻai na maua, lea e faʻapipiʻiina ai faʻamaumauga i totonu o modules protein faʻatasi ai ma mamanu faʻaaliga (11-13). O le auʻiliʻiliga na faʻaalia ai le 44 modules (M) faʻamaonia faʻatasi, faʻavasega ma faʻanumera mai le tele (M1, n = 1821 proteins) i le laʻititi (M44, n = 34 proteins) (Ata 2A ma le Laulau S2D) ). E pei ona taʻua i luga (13) Faʻatusatusa le faʻamatalaga faʻaalia poʻo le porotini uiga o module taʻitasi, ma faʻafetaui ma le tulaga faʻamaʻi ma AD pathology, o lona uiga, faʻavae le soʻotaga o le Alzheimer's Disease Registry (CERAD) ma Braak Score (Ata 2B). I le aotelega, 17 modules na matua fesoʻotaʻi ma le neuropathology AD (P <0.05). O le tele o nei fa'ama'i e fa'atatau i fa'ama'i e mauoa fo'i i fa'ailoga fa'apitoa (Ata 2B). E pei ona ta'ua i luga (13), e fuafua le fa'atamaoaigaina o ituaiga sela e ala i le su'esu'eina o le fa'aogaina o le module ma le lisi o fa'amatalaga o kenera fa'apitoa. O nei kenera e maua mai i faʻamaumauga faʻasalalau i totonu o neurons tuʻufua, endothelial ma glial sela. RNA fa'asologa (RNA-seq) fa'ata'ita'iga (29).
(A) Su'e le WGCNA o le fai'ai proteome. (B) Biweight midcorrelation (BiCor) su'esu'ega o le polotini saini modular (o le vaega tele muamua o le fa'aaliga polotini modular) fa'atasi ai ma uiga neuropathological AD (pito i luga), e aofia ai sikoa CERAD (Aβ plaque) ma Braak (tau tangles). O le malosi o fesoʻotaʻiga lelei (mumu) ma le le lelei (lanumoana) o loʻo faʻaalia e se faʻafanua vevela e lua-lanu, ma o faʻailoga e faʻaalia ai le taua o fuainumera (P <0.05). Fa'aaogā le Su'ega Sa'o a Faifaiva Hypergeometric (FET) (lalo) e su'esu'e ai le so'otaga o ituaiga sela o vaega ta'itasi porotini. O le malosi o le paolo mumu e faʻaalia ai le maualuga o le faʻatamaoaigaina o ituaiga sela, ma o le asterisk e faʻaalia ai le taua o fuainumera (P <0.05). Fa'aoga le auala BH e fa'asa'o ai le tau P na maua mai le FET. (C) GO su'esu'ega o polotini fa'apitoa. O fa'agasologa fa'aolaola e sili ona vavalalata o lo'o fa'aalia mo module ta'itasi po'o vaega fa'atasi. oligo, oligodendrocyte.
O se seti o le lima fesoʻotaʻi vavalalata astrocyte ma microglia-rich modules (M30, M29, M18, M24, ma M5) na faʻaalia ai se fesoʻotaʻiga lelei malosi ma AD neuropathology (Ata 2B). Ontology analysis e feso'ota'i ai nei glial modules ma le tuputupu a'e o sela, fa'ateleina, ma le fa'ama'i (Ata 2C ma le Laulau S2E). E lua isi glial modules, M8 ma M22, o loʻo faʻamalosia malosi foi i faʻamaʻi. M8 e matua'i feso'ota'i ma le Toll-like receptor pathway, o se fa'ailoga fa'ailo e fa'atino se sao taua i le tali atu fa'anatura (30). I le taimi lava e tasi, o le M22 e fesoʻotaʻi vavalalata ma le faʻaliliuina o suiga. M2, lea e mauoa i oligodendrocytes, o loʻo faʻaalia ai se fesoʻotaʻiga lelei malosi ma AD pathology ma se fesoʻotaʻiga ontological ma le nucleoside synthesis ma le DNA replication, e faʻaalia ai le faʻalauteleina o le faʻalauteleina o le cell i faʻamaʻi. I le aotelega, o nei suʻesuʻega e lagolagoina ai le maualuga o modules glial lea na matou matauina muamua i le AD network proteome (13, 17). O loʻo maua i le taimi nei o le tele o faʻataʻitaʻiga glial e fesoʻotaʻi ma le AD i le fesoʻotaʻiga o loʻo faʻaalia ai le maualalo o faʻamatalaga i le puleaina ma mataupu PD, faʻamaonia ai a latou faʻamaʻi faʻapitoa e maualuga i le AD (Ata S2C).
E naʻo le fa modules i totonu o la matou 'upega tafaʻilagi proteome (M1, M3, M10, ma le M32) e faʻamalosia malosi faʻatasi ma AD pathology (P <0.05) (Ata 2, B ma C). O le M1 ma le M3 e mauoa i faʻailoga neuronal. M1 e ​​sili ona fesoʻotaʻi ma faʻailoga synaptic, aʻo M3 e vavalalata vavalalata ma galuega mitochondrial. E leai se fa'amaoniga o le fa'atamaoaigaina o ituaiga sela mo M10 ma M32. O le M32 e atagia ai le fesoʻotaʻiga i le va o le M3 ma le metabolism cell, aʻo le M10 e sili ona fesoʻotaʻi ma le tuputupu aʻe o le cell ma le microtubule function. A fa'atusatusa i le AD, o fa'aoga uma e fa e fa'ateleina i le pulea ma le PD, ma tu'uina atu ia i latou suiga fa'ama'i fa'apitoa AD (Ata S2C). I le aotelega, o nei taunuʻuga e lagolagoina ai le faʻaitiitia o le tele o faʻaogaina o le neuron-rich modules na matou matauina muamua i le AD (13, 17). I le aotelega, o le suʻesuʻega o fesoʻotaʻiga o le faiʻai proteome na matou mauaina na maua ai AD-faʻapitoa suiga faʻapitoa e ogatasi ma a matou suʻesuʻega muamua.
O loʻo faʻaalia le AD i le amataga o le asymptomatic stage (AsymAD), lea e faʻaalia ai e tagata taʻitoʻatasi le aofaʻi o le amyloid e aunoa ma le faʻaitiitia o le mafaufau (5, 31). O lenei la'asaga asymptomatic e fai ma sui o se fa'amalama taua mo le vave iloa ma fa'alavelave. Na matou faʻaalia muamua le faʻasaoina o le AsymAD ma le AD brain network proteome i luga o faʻamaumauga tutoʻatasi (13, 17). Ina ia faʻamautinoa o le fesoʻotaʻiga faiʻai na matou mauaina i le taimi nei o loʻo ogatusa ma nei suʻesuʻega talu ai, na matou suʻesuʻeina le faʻasaoina o 44 modules i le faʻasologa o faʻamaumauga mai le 27 DLPFC faʻalapotopotoga. O nei faʻalapotopotoga e aofia ai le pulea (n = 10), AsymAD (n = 8) ma AD (n = 9) mataupu. Pulea ma AD faʻataʻitaʻiga na aofia i le suʻesuʻeina o la matou suʻesuʻega faiʻai (Table S1B), ae o mataupu AsymAD na tulaga ese i le faʻasologa o faʻasologa. O nei mataupu AsymAD na sau foʻi mai le faletupe faiʻai a Emory Goizueta ADRC. E ui lava o le cognition sa masani i le taimi o le oti, o le maualuga o le amyloid e le masani ai (o lona uiga CERAD, 2.8 ± 0.5) (Table S1B).
TMT-MS suʻesuʻega o nei mea faiʻai 27 na mafua ai le faʻatusatusaina o 11,244 proteomes. Ole faitauga fa'ai'u e aofia ai na'o polotini na fa'atatau ile 50% ole fa'ata'ita'iga. O lenei seti faʻamaumauga toe faʻapipiʻiina o loʻo i ai le 8638 (98.0%) o le 8817 polotini na maua i la matou suʻesuʻega faiʻai, ma ua lata i le 3000 suiga tele o polotini i le va o le pule ma AD cohorts (P <0.05, ina ua maeʻa le suʻega a Tukey mo le auiliiliga o eseesega) ( Laulau S2F). Faatasi ai ma nei polotini faʻaalia faʻapitoa, 910 na faʻaalia ai foi suiga taua i le va o AD ma le faiʻai proteome control cases (P <0.05, ina ua maeʻa ANOVA Tukey paid t-test). E taua le maitauina o nei 910 faʻailoga e matuaʻi tumau i le itu o suiga i le va o proteomes (r = 0.94, P <1.0 × 10-200) (Ata S3A). Faatasi ai ma le faateleina o polotini, o polotini ma suiga sili ona faifai pea i le va o faʻamaumauga o faʻamaumauga e masani lava o sui o le glial-rich M5 ma M18 modules (MDK, COL25A1, MAPT, NTN1, SMOC1, ma GFAP). Faatasi ai ma le faʻaitiitia o palatini, oi latou e iai suiga sili ona tumau e toetoe lava o sui auai o le M1 module (NPTX2, VGF, ma le RPH3A) e fesoʻotaʻi ma le synapse. Na matou faʻamaonia atili suiga faʻatatau o le AD o midkine (MDK), CD44, faʻalilolilo-fesoʻotaʻi porotini 1 (SFRP1) ma le VGF e ala i le paʻu i sisifo (Ata S3B). O suʻesuʻega o le faʻasaoina o le module na faʻaalia ai e uiga i le 80% o le protein modules (34/44) i le faiʻai proteome na matua faʻasaoina i le faʻasologa o faʻamaumauga (z-score> 1.96, FDR faʻasaʻo P <0.05) (Ata S3C). E sefulufa o nei modules na faʻaagaga faʻapitoa i le va o proteome e lua (z-score> 10, FDR faʻasaʻo P <1.0 × 10-23). I le aotelega, o le mauaina ma le toe faia o le maualuga maualuga o le tumau i le eseesega o faʻamatalaga ma le faʻaogaina o le modular i le va o le faiʻai proteome e faʻamaonia ai le toe gaosia o suiga i le AD frontal cortex proteins. E le gata i lea, na faʻamaonia ai foi o AsymAD ma faʻamaʻi faʻamaʻi sili atu e tutusa lelei le fausaga o fesoʻotaʻiga faiʻai.
O se auiliiliga auʻiliʻili o le faʻaaliga faʻaeseesega i totonu o le faiʻai faʻasologa o faʻamatalaga faʻamaumauga e faʻamaonia ai le maualuga o le suiga o le protein AsymAD, e aofia ai le aofaʻi o le 151 suiga tele i le va o AsymAD ma le pule (P <0.05) (Ata S3D). E ogatasi ma le uta amyloid, APP i le faiʻai o AsymAD ma AD faʻateleina tele. MAPT na'o suiga tele i le AD, lea e ogatasi ma le fa'atuputeleina o la'asaga o gale ma lona fa'amaopoopo fa'atasi ma le pa'u o le mafaufau (5, 7). O le faʻaogaina o le glial-rich modules (M5 ma le M18) o loʻo atagia mai i le faʻateleina o polotini i AsymAD, aʻo le neuron-related M1 module o le sui sili lea o le faʻaitiitia o polotini i AsymAD. O le tele o nei faʻailoga AsymAD e faʻaalia ai suiga sili atu i faʻamaʻi faʻaalia. Faatasi ai ma nei faailoga o le SMOC1, o se polotini glial o loʻo iai i le M18, lea e fesoʻotaʻi ma fatu o le faiʻai ma le atinaʻeina o mata ma vae (32). O le MDK o se mea e tupu aʻe ai le heparin e fesoʻotaʻi ma le tuputupu aʻe o sela ma le angiogenesis (33), o le isi sui o le M18. Pe a faʻatusatusa i le vaega faʻatonutonu, AsymAD faʻatupulaia tele, sosoo ai ma le faʻateleina o le AD. I se faʻatusatusaga, o le synaptic protein neuropentraxin 2 (NPTX2) na faʻaititia tele i le faiʻai AsymAD. NPTX2 sa fesoʻotaʻi muamua ma le neurodegeneration ma e iai sona sao taua i le faʻatalanoaina o synapses excitatory (34). I le aotelega, o nei fa'ai'uga e fa'aalia ai le tele o suiga eseese o le porotini muamua i le AD e foliga mai o lo'o alualu i luma ma le ogaoga o le ma'i.
Talu ai ua matou ausia se loloto taua o le puipuiga o le porotini i le mauaina o le faiʻai proteome, o loʻo matou taumafai e malamalama atili i lona fesoʻotaʻi ma le network-level AD transcriptome. O le mea lea, matou faʻatusatusaina le faiʻai proteome na matou mauaina i le module na matou faia muamua mai le microarray fua o 18,204 genes i AD (n = 308) ma le pulea (n = 157) DLPFC tissues (13). fa'atasi. I le aotelega, na matou faailoaina 20 eseese RNA modules, o le tele o ia mea na faʻaalia ai le faʻatamaoaigaina o ituaiga sela faʻapitoa, e aofia ai neurons, oligodendrocytes, astrocytes, ma microglia (Ata 3A). O le tele o suiga o nei modules i le AD o loʻo faʻaalia i le Ata 3B. E ogatasi ma la matou suʻesuʻega muamua o le protein-RNA i le faʻaaogaina o le MS proteome e le faʻailogaina loloto (e uiga i le 3000 proteins) (13), o le tele o le 44 modules i le faiʻai proteome network na matou maua o loʻo i totonu o le transcriptome network E leai se faʻailoga taua i totonu. o lo tatou mauaina ma le toe faia o le 34 modules porotini o loʻo faʻatumauina maualuga i le faiʻai proteome, naʻo le 14 (~ 40%) na pasia le suʻega tonu a Fisher (FET) faʻamaonia le i ai o se faʻamaufaʻailoga taua tele ma le transcriptome (Ata 3A). E fetaui lelei ma le toe faaleleia o le DNA (P-M25 ma le P-M19), fa'aliliuga porotini (P-M7 ma le P-M20), RNA binding/splicing (P-M16 ma P-M21) ma le polotini e tulimata'i (P-M13 ma P- M23) e le faʻapipiʻiina ma modules i le transcriptome. O le mea lea, e ui lava o loʻo faʻaaogaina se seti faʻamatalaga proteome loloto i le suʻesuʻega o loʻo i ai nei (13), o le tele o le AD network proteome e le o faʻafanua i le transcriptome network.
(A) Hypergeometric FET o loʻo faʻaalia ai le faʻatamaoaigaina o faʻailoga faʻapitoa i le RNA module o le AD transcriptome (pito i luga) ma le tikeri o le faʻaogaina i le va o le RNA (x-axis) ma le porotini (y-axis) modules o le faiʻai AD (lalo). O le malosi o le paolo mumu e faʻaalia ai le maualuga o le faʻatamaoaigaina o ituaiga sela i le pito i luga o le laulau ma le malosi o le faʻaogaina o modules i le pito i lalo. Asterisk o loʻo faʻaalia ai le taua o fuainumera (P <0.05). (B) Le tikeri o le fesoʻotaʻiga i le va o genes uiga o module transcriptome taʻitasi ma tulaga AD. O modules i le itu agavale e sili ona leaga le fesoʻotaʻiga ma AD (lanu moana), ma o latou i le itu taumatau e sili ona lelei faʻatasi ma AD (lanu mumu). O le log-transformed BH-corrected P value o loʻo faʻaalia ai le tikeri o le taua o fuainumera o faʻasalalauga taʻitasi. (C) Mata'utia fa'apipi'i modules fa'atasi ma fa'atamaoaigaina ituaiga sela. (D) Su'esu'ega fa'atasi o le suiga o le log2 gaugau o le porotini fa'aigoaina (x-axis) ma le RNA (y-axis) i totonu o le module fa'alava. O lo'o fa'aalia le fa'atasiga fa'atasi a le Pearson ma le tau talafeagai P. Micro, microglia; tino selesitila, astrocytes. CT, pulea.
Ole tele ole polotini ma le RNA o lo'o fa'asoa fa'atasia fa'amatalaga fa'atamaoaigaina o ituaiga sela ma fa'asolosolo suiga ole AD (Ata 3, B ma C). I se isi faaupuga, o le synapse-related M1 module o le faiʻai proteome (PM1) o loʻo faʻapipiʻiina i le tolu neuronal-rich homologous RNA modules (R-M1, R-M9 ma R-M16), o loʻo i le AD na faʻaalia uma. se tulaga faaitiitia. E faapena foi, o le glial-rich M5 ma le M18 protein modules o loʻo faʻapipiʻiina ma RNA modules mauoa i astrocytes ma microglial markers (R-M3, R-M7, ma R-M10) ma e matua aʻafia i faʻamaʻi Faʻateleina. O nei fa'asoa fa'atusa i le va o fa'amaumauga e lua o lo'o lagolagoina atili ai le fa'atamaoaigaina o ituaiga sela ma suiga fa'ama'i na matou matauina i le fai'ai proteome. Ae ui i lea, na matou matauina le tele o eseesega taua i le va o le RNA ma le protein maualuga o faʻailoga taʻitasi i nei faʻasalalauga faʻasoa. O le suʻesuʻeina o faʻasalalauga o faʻamatalaga eseese o le proteomics ma le transcriptomics o molelaʻau i totonu o nei mea faʻapipiʻi (Ata 3D) o loʻo faʻamaonia ai lenei le tutusa. Mo se faʻataʻitaʻiga, o le APP ma le tele o isi glial module proteins (NTN1, MDK, COL25A1, ICAM1, ma le SFRP1) na faʻaalia ai se faʻaopoopoga taua i le AD proteome, ae toetoe lava a leai se suiga i le AD transcriptome. O nei suiga faʻapitoa e mafai ona vavalalata i le amyloid plaques (23, 35), faʻamaonia le proteome o le puna o suiga faʻapitoa, ma o nei suiga atonu e le o atagia i le transcriptome.
Ina ua maeʻa le suʻesuʻeina tutoʻatasi o le faiʻai ma le CSF proteomes na matou mauaina, na matou faia se suʻesuʻega atoatoa o faʻamaumauga e lua e iloa ai AD CSF biomarkers e fesoʻotaʻi ma le pathophysiology o le faiʻai. E tatau ona tatou faʻamalamalamaina muamua le faʻaogaina o le proteome e lua. E ui lava e talia lautele e atagia mai e le CSF suiga o le neurochemical i le faiʻai AD (4), o le tikeri tonu o le faʻaogaina i le va o le faiʻai AD ma le CSF proteome e le o manino. I le faʻatusatusaina o le aofaʻi o oloa faʻasoa faʻatasi na maua i totonu oa matou puipuiga e lua, na matou iloa ai e toetoe lava 70% (n = 1936) o polotini na faʻaalia i le sua o le cerebrospinal na faʻatusatusaina foi i le faiʻai (Ata 4A). O le tele o nei polotini fa'apipi'i (n = 1721) o lo'o fa'afanua i se tasi o fa'amatalaga fa'atasi e 44 mai le seti fa'amaumauga o fai'ai (Ata 4B). E pei ona faʻamoemoeina, o le ono tele o faiʻai modules (M1 i le M6) na faʻaalia ai le tele o le CSF faʻafefe. Ae ui i lea, o lo'o i ai mea laiti ole fai'ai (mo se fa'ata'ita'iga, M15 ma le M29) e maua ai se tulaga maualuga fa'afuase'i o fa'alava, lapo'a nai lo le fai'ai fa'alua lona lapo'a. O le mea lea e fa'aosofia ai i tatou e fa'aaoga se auala e sili atu ona au'ili'ili, fa'afuainumera fa'afuainumera e fa'atatau ai le fa'alava i le va o le fai'ai ma le sua o le cerebrospinal.
(A ma le B) O polotini o lo'o maua i le fai'ai na maua ma fa'amaumauga o fa'amaumauga o le CSF e fa'atasi. O le tele o nei polotini o lo'o fa'apipi'iina e feso'ota'i ma se tasi o le 44 fa'amatalaga fa'atasi o le fai'ai fa'atasi feso'ota'iga. (C) Su'esu'e le fa'alava i le va o le proteome sua o le cerebrospinal ma le puipuiga o feso'ota'iga fai'ai. O laina ta'itasi o le fa'afanua vevela o lo'o fa'atusalia ai se su'esu'ega tu'ufa'atasi o le FET hypergeometric. O le laina pito i luga o loʻo faʻaalia ai le faʻapipiʻiina (paolo efuefu/uliuli) i le va o le faiʻai module ma le CSF proteome atoa. O le laina lona lua o loʻo faʻaalia ai o le faʻaogaina i le va o le faiʻai ma le CSF protein (faʻaofuina i le mumu) e matua faʻatulafonoina i le AD (P <0.05). O le laina lona tolu o loʻo faʻaalia ai o le faʻaogaina i le va o le faiʻai ma le CSF protein (blue shading) e matua faʻatulafonoina i le AD (P <0.05). Fa'aoga le auala BH e fa'asa'o ai le tau P na maua mai le FET. (D) Gaugau laulau fa'avae e fa'atatau ile so'oga tu'aiga sela ma tu'utu'uga GO fa'atasi. O nei paneta o loʻo i ai le aofaʻi o palatini e 271 e fesoʻotaʻi ma faiʻai, o loʻo i ai faʻamatalaga uiga ese i le CSF proteome.
I le faʻaaogaina o FET e tasi-tailed, matou te iloiloina le taua o le polotini o loʻo sosolo i le va o le CSF proteome ma le faiʻai taʻitoʻatasi. O le auʻiliʻiliga na faʻaalia ai o le aofaʻi o 14 faiʻai modules i le CSF faʻamaumauga faʻamaumauga o loʻo i ai faʻamaumauga taua tele (FDR fetuutuunai P <0.05), ma se isi module (M18) o loʻo faʻapipiʻiina e latalata i le taua (FDR fetuunai P = 0.06) (Ata 4C , laina pito i luga). Matou te fiafia foi i modules e matua faʻapipiʻi ma faʻamatalaga eseese CSF polotini. O le mea lea, na matou faʻaogaina ai isi suʻesuʻega FET e lua e iloa ai po o le fea o (i) CSF protein na matua faʻateleina i le AD ma (ii) CSF protein na matua faʻaititia i le AD (P <0.05, paid t test AD/control) Brain modules ma 'anoa faʻapipiʻi. i lo latou va. E pei ona faʻaalia i laina ogatotonu ma lalo ole Ata 4C, o nei suʻesuʻega faʻaopoopo o loʻo faʻaalia ai o le 8 o le 44 faiʻai modules e matua faʻapipiʻiina ma le porotini faʻaopoopo i le AD CSF (M12, M1, M2, M18, M5, M44, M33, ma M38) . ), ae naʻo le lua modules (M6 ma M15) na faʻaalia ai se faʻaogaina anoa ma le faʻaititia o le porotini i le AD CSF. E pei ona faʻamoemoeina, o modules uma e 10 o loʻo i totonu ole 15 modules ma le maualuga o loʻo faʻapipiʻiina ma le CSF proteome. O le mea lea, matou te manatu o nei 15 modules o punaʻoa maualuga o le AD faiʻai e maua mai i le CSF biomarkers.
Na matou gaugau nei 15 faʻapipiʻi modules i ni paneta polotini tetele se lima e faʻatatau i lo latou vavalalata i le ata o le WGCNA laau ma lo latou fesoʻotaʻiga ma ituaiga sela ma gene ontology (Ata 4D). O le vaega muamua o lo'o i ai fa'aoga e tele i le neuron marks ma synapse-related proteins (M1 ma M12). O le synaptic panel o loʻo i ai le aofaʻi o polotini 94, ma o le maualuga o le CSF proteome ua suia tele, ma avea ai ma puna sili o faʻailoga CSF e fesoʻotaʻi ma faiʻai i totonu o paneli e lima. O le vaega lona lua (M6 ma le M15) na faʻaalia le fesoʻotaʻiga vavalalata ma faʻailoga endothelial cell ma vascular body, e pei o le "faʻamalolo manuʻa" (M6) ma le "tulafono faatonutonu o le tali atu i le tali atu" (M15). O le M15 e sili ona fesoʻotaʻi ma le lipoprotein metabolism, lea e vavalalata vavalalata ma endothelium (36). O le vascular panel e iai 34 CSF faʻailoga e fesoʻotaʻi ma le faiʻai. O le vaega lona tolu e aofia ai modules (M2 ma M4) e fesoʻotaʻi tele ma faʻailoga oligodendrocyte ma le faʻateleina o le cell. Mo se faʻataʻitaʻiga, o faʻamatalaga pito i luga o le M2 e aofia ai le "tulafono faatonutonu lelei o le toe faia o DNA" ma le "faʻasologa o le biosynthesis purine". I le taimi nei, o latou o le M4 e aofia ai le "glial cell differentiation" ma le "chromosome segregation". O le vaega o le myelination o loʻo i ai 49 CSF faʻailoga e fesoʻotaʻi ma le faiʻai.
O le vaega lona fa o loʻo i ai le tele o modules (M30, M29, M18, M24, ma le M5), ma toetoe lava o modules uma e matua mauoa i microglia ma faʻailoga astrocyte. E tutusa ma le myelination panel, o le vaega lona fa o loʻo i ai foi modules (M30, M29, ma le M18) e fesoʻotaʻi vavalalata ma le faʻalauteleina o sela. O isi modules i totonu o lenei vaega e matua'i feso'ota'i ma fa'aupuga fa'ama'i, e pei o le "fa'aogaina o le puipuiga" (M5) ma le "fa'atonuga o le tali atu" (M24). O le glial immune group e iai 42 CSF faʻailoga e fesoʻotaʻi ma le faiʻai. Ma le mea mulimuli, o le vaega mulimuli e aofia ai 52 faʻailoga e fesoʻotaʻi ma faiʻai i luga o modules e fa (M44, M3, M33, ma M38), o loʻo i luga uma o le tino e fesoʻotaʻi ma le teuina o le malosi ma le metabolism. O le tele o nei modules (M3) e vavalalata vavalalata ma mitochondria ma e mauoa i faʻailoga faʻapitoa-neuron. M38 o se tasi o sui laʻititi laʻititi i totonu o lenei metabolome ma faʻaalia ai foi le tulaga faʻapitoa o le neuron.
I le aotelega, o nei paneta e lima e atagia mai ai le tele o ituaiga sela ma galuega i le AD cortex, ma o loʻo iai faʻatasi ma 271 faʻailoga CSF e fesoʻotaʻi ma faiʻai (Table S2G). Ina ia mafai ona iloilo le aoga o nei MS, matou te faʻaaogaina le suʻesuʻega faʻalauteleina o le vavalalata (PEA), o le faʻaogaina o le antibody-based technology with multiplexing capability, high sensitivity and specificity, ma toe suʻesuʻeina faʻataʻitaʻiga o le sua o le cerebrospinal na matou mauaina O se vaega o nei 271 biomarkers. (n = 36). O nei faʻamoemoega 36 o loʻo faʻaalia ai le suiga i le AD tele o PEA, lea e vavalalata vavalalata ma a tatou suʻesuʻega faʻavae MS (r = 0.87, P = 5.6 × 10-12), lea na faʻamaonia malosi ai taunuʻuga o la matou suʻesuʻega MS atoatoa (Ata S4). ).
O autu faʻaola o loʻo faʻamamafaina e a matou vaega e lima, mai le faʻailoga synaptic i le metabolism o le malosi, e fesoʻotaʻi uma ma le pathogenesis o le AD (1-3). O le mea lea, o 15 modules uma o loʻo i ai nei paneta e fesoʻotaʻi ma le AD pathology i le faiʻai proteome na matou mauaina (Ata 2B). O le mea e sili ona lauiloa o le maualuga maualuga o le faʻaogaina o le pathological i le va oa tatou glial modules ma le malosi le lelei o le faʻaogaina o le pathological i le va o le tele o tatou neuronal modules (M1 ma M3). O le suʻesuʻeina o faʻamatalaga eseese o la tatou faiʻai faʻataʻitaʻiga (Ata S3D) o loʻo faʻamaonia ai foʻi le M5 ma le M18 e maua mai i le glial proteins. I AsymAD ma fa'ailoga AD, o le sili ona fa'atuputeleina glial proteins ma M1-related synapses O le porotini e sili ona fa'aitiitia. O nei faʻamatalaga o loʻo faʻaalia ai o le 271 cerebrospinal fluid markers na matou faʻaalia i vaega e lima e fesoʻotaʻi ma faʻamaʻi faʻamaʻi i le AD cortex, e aofia ai mea e tutupu i le amataga o le asymptomatic stages.
Ina ia mafai ona sili atu le suʻesuʻeina o le suiga o le vaega o polotini i totonu o le faiʻai ma le sua o le ivi, matou te tusia mea nei mo modules taʻitasi e 15: (i) maua le maualuga o le module i le seti o faʻamatalaga o faiʻai ma (ii) le module polotini O le eseesega o loʻo faʻaalia i le sua o le cerebrospinal (Ata S5). E pei ona taʻua muamua, o le WGCNA e faʻaaogaina e fuafua ai le tele o le module poʻo le taua o le protein i le faiʻai (13). O le fa'afanua o le mauga mu e fa'aaogaina e fa'amatala ai le eseesega o fa'aaliga o polotini fa'apitoa i le sua o le cerebrospinal (AD/control). O nei fuainumera o loʻo faʻaalia ai o le tolu o le lima paneta o loʻo faʻaalia ai faʻaaliga eseese i totonu o le faiʻai ma le sua o le tui. O vaega e lua o le synapse panel (M1 ma M12) o loʻo faʻaalia ai le faʻaitiitia o le maualuga o le maualuga i le faiʻai AD, ae matua faʻafefeteina ma le faateleina o le porotini i le AD CSF (Ata S5A). O faʻaoga e fesoʻotaʻi ma le neuron o loʻo i ai le metabolome (M3 ma le M38) na faʻaalia ai foliga tutusa o le faiʻai ma le cerebrospinal fluid expression patterns (Ata S5E). O le vascular panel na faʻaalia ai foʻi uiga faʻaalia eseese, e ui lava o ona modules (M6 ma M15) na faʻatuputeleina le faʻatupulaia i le faiʻai AD ma faʻaititia i le CSF maʻi (Ata S5B). O isi paneta e lua o lo'o i ai feso'ota'iga glial tetele o lo'o fa'atulafonoina i taimi uma o latou polotini i vaega uma e lua (Ata S5, C ma D).
Faamolemole ia matau o nei faiga e le masani i faailoga uma i nei paneta. Mo se faʻataʻitaʻiga, o le synaptic panel e aofia ai le tele o polotini e faʻaititia tele i le AD faiʻai ma le CSF (Ata S5A). Faatasi ai ma nei faʻamaufaʻailoga o le sua o le cerebrospinal i lalo ole NPTX2 ma le VGF o le M1, ma le chromogranin B o le M12. Ae ui i lea, e ui lava i nei tuusaunoaga, o le tele o tatou faʻailoga synaptic e maualuga ile sua o le vaʻa AD. I le aotelega, o nei suʻesuʻega na mafai ona faʻamaonia tulaga taua o fuainumera i le faiʻai ma le sua o le cerebrospinal i totonu o matou laulau e lima. O nei faiga e faʻaalia ai le lavelave ma masani ona eseʻese sootaga i le va o le faiʻai ma le CSF protein faʻaaliga i AD.
Ona matou fa'aogaina lea o su'esu'ega fa'atusa a le MS (CSF replication 1) e fa'aiti'itia ai la matou 271 seti o biomarkers i fa'amoemoega sili ona lelei ma toe fa'aleleia (Ata 5A). CSF kopi 1 o loʻo i ai le aofaʻi o faʻataʻitaʻiga 96 mai Emory Goizueta ADRC, e aofia ai le pulea, AsymAD, ma le AD cohort (Table S1A). O nei mataupu AD o loʻo faʻaalia i le paʻu malie o le mafaufau (o lona uiga o le MoCA, 20.0 ± 3.8), ma suiga i AD biomarkers faʻamaonia i le cerebrospinal fluid (Table S1A). E feteenai ma le suʻesuʻega a le CSF na matou mauaina, o lenei faʻataʻitaʻiga e faia i le faʻaaogaina o se auala e sili atu le lelei ma le maualuga o le "single-shot" MS (e aunoa ma se vaeluaga o le laina), e aofia ai se faʻataʻitaʻiga faʻataʻitaʻiga faʻataʻitaʻiga faʻataʻitaʻiga faʻataʻitaʻiga e faʻaumatia ai le manaʻomia o le immunodepletion o faʻataʻitaʻiga taʻitoʻatasi. . Nai lo lena, o se "auala faʻaleleia" e tasi e faʻaleagaina e faʻaaogaina e faʻateleina ai le faailo o le faʻaitiitia o polotini (37). E ui lava e faʻaitiitia ai le aofaʻi o le puipuiga o le puipuiga, o lenei auala tasi-fana e faʻaitiitia ai le taimi o le masini ma faʻateleina le numera o faʻataʻitaʻiga TMT e mafai ona suʻeina e mafai (17, 38). I le aotelega, o le auʻiliʻiliga na faʻaalia ai 6,487 peptides, lea na faʻapipiʻiina i le 1,183 proteome i 96 mataupu. E pei o le suʻesuʻega a le CSF na matou mauaina, naʻo na polotini na faʻatusatusa i le itiiti ifo i le 50% o faʻataʻitaʻiga na aofia i faʻatusatusaga mulimuli ane, ma o faʻamaumauga na toe faʻafoʻi mo aʻafiaga o le matua ma le itupa. O lenei mea na taʻitaʻia ai le faʻatusatusaga mulimuli o 792 proteomes, 95% o ia mea na faʻaalia foi i le CSF faʻamaumauga na maua.
(A) Fa'atatau ole porotini CSF fa'atatau ile fai'ai ua fa'amaonia ile fa'asologa muamua o le CSF fa'atusa ma fa'aaofia i le vaega mulimuli (n = 60). (B i le E) La'asaga o le biomarker a le Panel (composite z-scores) e fuaina i le fa'asologa o le CSF replication cohorts. O su'ega t fa'atasi po'o le ANOVA fa'atasi ma Tukey's post-correction na fa'aaogaina e iloilo ai le taua o fuainumera o suiga i le tele o su'esu'ega fa'atusa ta'itasi. CT, pulea.
Talu ai matou te matua fiafia i le faʻamaonia o matou 271 faiʻai e fesoʻotaʻi ma CSF sini e ala i auiliiliga auiliili, matou te faʻatapulaʻaina nisi suʻesuʻega o lenei proteome faʻapipiʻi i nei faʻailoga. Faatasi ai ma nei 271 polotini, 100 na maua i le CSF replication 1. Ata S6A o loʻo faʻaalia ai le eseesega o nei 100 faʻailoga faʻapipiʻi i le va o faʻataʻitaʻiga faʻataʻitaʻiga ma AD. Synaptic ma metabolite histones e faʻateleina i le AD, ae faʻaititia le tele o palatini vascular i faʻamaʻi. Ole tele ole 100 faʻailoga faʻapipiʻi (n = 70) o loʻo faʻatumauina tutusa le itu o suiga i faʻamaumauga e lua (Ata S6B). O nei 70 faʻamaonia faʻamaufaʻailoga CSF e fesoʻotaʻi ma faiʻai (Table S2H) e tele lava ina atagia ai le vaʻaia muamua o faʻaaliga faʻaaliga, o lona uiga, o le faʻatonutonuina o palatini vascular ma le faʻatonutonuina o isi paneta uma. E na'o le 10 o nei polotini fa'amaonia e 70 na fa'aalia suiga i le aofa'i o le TA e fete'ena'i ma faiga fa'avae. Ina ia mafai ona fausia se laulau e sili ona atagia ai le tulaga lautele o le faiʻai ma le sua o le cerebrospinal, matou te le aofia ai nei polotini 10 mai le laulau o tului lea na matou faamaonia mulimuli ane (Ata 5A). O le mea lea, o le matou vaega mulimuli e aofia ai le aofaʻi o 60 polotini faʻamaonia i totonu o le CSF AD cohorts tutoʻatasi e faʻaaoga ai sauniuniga faʻataʻitaʻiga eseese ma suʻesuʻega MS platform. O faʻamatalaga faʻaaliga z-score o nei paneta mulimuli i le CSF kopi 1 pule ma AD mataupu na faʻamaonia ai le tulaga o le laulau na matauina i le CSF cohort na matou mauaina (Ata 5B).
I totonu o nei polotini 60, o loʻo i ai molelaʻau e iloa e fesoʻotaʻi ma AD, e pei o le osteopontin (SPP1), o se cytokine pro-inflammatory lea na fesoʻotaʻi ma AD i le tele o suʻesuʻega (39-41), ma le GAP43, A synaptic protein. e manino lava le fesoʻotaʻi ma le neurodegeneration (42). O polotini sili ona fa'amaonia atoatoa o fa'ailoga e feso'ota'i ma isi fa'ama'i neurodegenerative, e pei ole amyotrophic lateral sclerosis (ALS) feso'ota'i superoxide dismutase 1 (SOD1) ma le ma'i Parkinson's desaccharase (PARK7) . Ua matou faʻamaonia foi o le tele o isi faʻailoga, e pei o le SMOC1 ma le faiʻai-mauoa membrane faʻapipiʻi faʻailoga porotini 1 (BASP1), ua faʻatapulaʻaina sootaga muamua i le neurodegeneration. E taua le matauina ona o le maualalo o le aofaʻi o le CSF proteome, e faigata ai ia i tatou ona faʻaogaina lenei auala maualuga e iloa ai le tasi-shot e iloagofie ai le MAPT ma nisi o porotini AD (mo se faʻataʻitaʻiga, NEFL ma NRGN. ) ( 43, 44 ).
Ona matou siakia lea o fa'ailoga vaega e 60 e ave i ai le fa'amuamua i ni su'esu'ega fa'aopoopo e tolu. I le CSF Copy 2, matou te faʻaogaina se TMT-MS e tasi e faʻavasega ai se vaega tutoʻatasi o le 297 pule ma faʻataʻitaʻiga AD mai Emory Goizueta ADRC (17). O le CSF replication 3 na aofia ai le toe suʻesuʻeina o faʻamatalaga TMT-MS avanoa mai le 120 pule ma AD maʻi mai Lausanne, Suiselani (45). Na matou mauaina le sili atu ma le lua vaetolu o faʻailoga faʻamuamua e 60 i faʻamaumauga taʻitasi. E ui lava o suʻesuʻega a Suiselani na faʻaaogaina faʻavae MS eseese ma metotia faʻatusatusa TMT (45, 46), matou te toe faʻaleleia a matou faiga faʻavae i ni suʻesuʻega faifaipea se lua (Ata 5, C ma D, ma Laulau S2, I, ma J). Ina ia iloilo le faʻamaʻi faʻapitoa o la matou vaega, matou te faʻaogaina le TMT-MS e faʻavasega ai le faʻasologa faʻasologa o faʻamaumauga (CSF replication 4), lea e aofia ai e le gata o le pulea (n = 18) ma AD (n = 17) mataupu, ae faʻapea foi PD ( n = 14)), ALS (n = 18) ma frontotemporal dementia (FTD) faʻataʻitaʻiga (n = 11) (Table S1A). Na matou faʻatusatusaina ma le manuia le toeitiiti lua vaetolu o polotini paneli i lenei vaega (38 mai le 60). O nei faʻaiʻuga e faʻaalia ai suiga faʻapitoa a le AD i faʻamau uma e lima (Ata 5E ma le Laulau S2K). O le faʻateleina o le vaega metabolite na faʻaalia ai le faʻapitoa AD sili ona malosi, sosoo ai ma le myelination ma le glial group. I se tulaga maualalo, o loʻo faʻaalia foi e le FTD se faʻaopoopoga i le va o nei paneta, e ono atagia ai suiga tutusa o fesoʻotaʻiga (17). I se faʻatusatusaga, o le ALS ma le PD na faʻaalia toetoe lava tutusa le myelination, glial, ma metabolome profiles e pei o le vaega e pulea. I le aotelega, e ui lava i eseesega i sauniuniga faʻataʻitaʻiga, MS platform, ma le TMT quantification method, o nei suʻesuʻega faifaipea o loʻo faʻaalia ai o matou faʻailoga faʻamuamua a matou faʻailoga e iai suiga faʻapitoa AD i le sili atu i le 500 faʻataʻitaʻiga CSF tulaga ese.
AD neurodegeneration ua lauiloa lautele i le tele o tausaga aʻo leʻi amataina faʻamaoniga o le mafaufau, o lea e iai se manaʻoga faanatinati mo biomarkers o AsymAD (5, 31). Ae ui i lea, o le tele ma le tele o faʻamaoniga e faʻaalia ai o le biology o AsymAD e mamao ese mai le tutusa, ma o le faʻalavelave faʻalavelave o le lamatiaga ma le maufetuunaʻi e oʻo atu ai i le tele o eseesega o tagata i le alualu i luma o faʻamaʻi (47). E ui lava na faʻaaogaina e faʻamaonia ai mataupu AsymAD, o le maualuga ole CSF biomarkers (Aβ1-42, aofaʻi tau ma p-tau) e leʻi faʻamaonia e mafai ona faʻamaonia ma le mautinoa poʻo ai o le a alualu i luma i le tuinanau (4, 7), e faʻaalia atili ai. e tatau ona aofia ai meafaigaluega biomarker atoa e faʻavae i luga o le tele o vaega o le faiʻai physiology e faʻasaʻo saʻo ai le lamatiaga o lenei faitau aofaʻi. O le mea lea, na matou suʻesuʻeina mulimuli ane ai le matou AD-validated biomarker panel i le AsymAD faitau aofaʻi o le CSF kopi 1. O nei mataupu 31 AsymAD na faʻaalia ai tulaga le masani ai o le biomarker (Aβ1-42 / total tau ELISA ratio, <5.5) ma le malamalama atoatoa (o lona uiga o le MoCA, 27.1). ± 2.2) (Laulau S1A). E le gata i lea, o tagata taʻitoʻatasi uma e iai le AsymAD o loʻo i ai le numera o le tuinanau o le falemaʻi o le 0, e faʻaalia ai e leai se faʻamaoniga o le paʻu i aso taʻitasi o le mafaufau poʻo le gaioiga galue.
Na matou suʻesuʻeina muamua le maualuga o panele faʻamaonia i 96 CSF uma faʻatusa 1, e aofia ai le AsymAD cohort. Na matou iloa o le tele o paneta i le vaega o le AsymAD na i ai suiga tetele o le AD-pei o le tele o suiga, o le vascular panel na faʻaalia ai le agaʻi i lalo i AsymAD, ae o isi paneta uma na faʻaalia ai le agai i luga (Ata 6A). O le mea lea, o paneli uma na faʻaalia se fesoʻotaʻiga sili ona taua ma ELISA Aβ1-42 ma le aofaʻi o tau (Ata 6B). I se fa'atusatusaga, o le feso'ota'iga i le va o le kulupu ma le sikoa a le MoCA e fai si leaga. O se tasi o mea sili ona mataʻina na maua mai nei suʻesuʻega o le tele o vaega o laulau i le AsymAD cohort. E pei ona faʻaalia i le Ata 6A, o le laulau o le vaega o le AsymAD e masani lava ona sopoia le laulau o le vaega faʻatonutonu ma le vaega AD, e faʻaalia ai le fesuisuiai maualuga. Mo le suʻesuʻeina atili o lenei eseesega o le AsymAD, matou te faʻaogaina le Multidimensional Scaling (MDS) suʻesuʻega i 96 CSF replication 1 mataupu. O suʻesuʻega a le MDS e mafai ai ona vaʻavaʻai i le tutusa i le va o mataupu e faʻavae i luga o nisi fesuiaiga i le seti faʻamaumauga. Mo lenei suʻesuʻega faʻapipiʻi, matou te faʻaaogaina na o faʻailoga faʻamaonia faʻamaonia o loʻo i ai se suiga taua tele (P <0.05, AD / pule) i le suʻesuʻeina o le CSF ma le replication 1 proteome (n = 29) (Table S2L) tulaga. O lenei au'ili'iliga na maua ai le fa'aputuina fa'amanino i le va o la matou fa'atonu ma mataupu AD (Ata 6C). I se faʻatusatusaga, o nisi o mataupu AsymAD o loʻo faʻapipiʻiina manino i le vaega faʻatonutonu, ae o isi o loʻo i totonu o mataupu AD. Ina ia suʻesuʻe atili lenei AsymAD heterogeneity, matou faʻaogaina le matou MDS faʻafanua e faʻamatala ai vaega e lua o nei mataupu AsymAD. O le vaega muamua na aofia ai mataupu AsymAD faʻapipiʻi latalata i le pule (n = 19), ae o le vaega lona lua na faʻaalia i mataupu AsymAD ma se faʻailoga faʻailoga latalata i le AD (n = 12).
(A) Le faʻamatalaga faʻamatalaga (z-score) o le CSF biomarker group i faʻataʻitaʻiga uma 96 i le CSF replication 1 cohort, e aofia ai AsymAD. O le su'esu'ega o le eseesega ma le fa'asa'oga a Tukey na fa'aaogaina e iloilo ai le taua o fuainumera o suiga o le tele o laulau. (B) Su'esu'ega fa'atasi o le maualuga o le porotini a le panel (z-score) fa'atasi ai ma sikoa MoCA ma le aofa'i o tau ile ELISA Aβ1-42 ma le CSF kopi 1 fa'ata'ita'iga. O lo'o fa'aalia le fa'atasiga fa'atasi a le Pearson ma le tau talafeagai P. (C) O le MDS o le 96 CSF kopi 1 mataupu na faʻavae i luga o le tele o tulaga o 29 faʻamaonia faʻailoga laulau, lea na matua suia i le mauaina ma le CSF kopi 1 faʻamaumauga [P <0.05 AD / pule (CT)]. O lenei suʻesuʻega na faʻaaogaina e vaevae ai le vaega AsymAD i le pule (n = 19) ma AD (n = 12) vaega laiti. (D) O lo'o fa'aalia e le fanua mauga le fa'aaliga fa'aeseesega uma o le CSF replication 1 proteins ma le log2 fold change (x-axis) e fa'atatau i le -log10 fuainumera P tau i le va o vaega laiti AsymAD e lua. O fa'ailoga fa'ailo a le panel e lanu. (E) Fa'asologa o le CSF 1 le tele o le maualuga ole vaega filifilia ole biomarkers o lo'o fa'aalia ese'ese ile va ole vaega ole AsymAD. O le su'esu'ega a Tukey i le mae'a ai o le fetu'una'iga o le eseesega na fa'aaogaina e iloilo ai le taua o fuainumera.
Na matou suʻesuʻeina le eseesega o faʻamatalaga o porotini i le va o nei faʻatonuga ma AD-pei o AsymAD mataupu (Ata 6D ma le Laulau S2L). O le fa'afanua o le mauga mu ua fa'aalia ai e 14 fa'ailoga laulau ua matua'i suia i le va o vaega e lua. O le tele o nei faʻailoga o sui o le synapse ma metabolome. Ae ui i lea, o le SOD1 ma le myristoylated alanine-rich protein kinase C substrate (MARCKS), o sui ia o le myelin ma le glial immune vaega, taʻitasi, e auai foi i lenei vaega (Ata 6, D ma E). O le vascular panel na tuʻuina atu foʻi ni faʻailoga se lua na faʻaititia tele i le AD-pei o le AsymAD vaega, e aofia ai le AE binding protein 1 (AEBP1) ma faʻamalosia le tagata o le aiga C9. E leai se eseesega tele i le va o le pulea ma le AD-pei o le AsymAD subgroups i ELISA AB1-42 (P = 0.38) ma le p-tau (P = 0.28), ae sa i ai moni lava se eseesega tele i le aofaʻi o tau (P = 0.0031). ) (Fig. S7). O lo'o i ai le tele o fa'ailoga laulau e fa'ailoa mai ai o suiga i le va o vaega laiti e lua o le AsymAD e sili atu le taua nai lo le aofa'i o tau (fa'ata'ita'iga, YWHAZ, SOD1, ma le MDH1) (Ata 6E). Ile aotelega, o nei fa'ai'uga ua fa'ailoa mai ai e mafai e la matou laulau fa'amaonia ona i ai ni biomarkers e mafai ona fa'avasegaina ma fa'atupuina fa'ama'i fa'ama'i.
O loʻo i ai se manaʻoga faʻanatinati mo mea faigaluega faʻapipiʻi biomarker e sili atu le fuaina ma faʻatatau i le pathophysiology eseese i tua o AD. O nei mea faigaluega e faʻamoemoeina e le gata ina suia ai la tatou AD diagnostic framework, ae faʻamalosia foi le faʻaaogaina o togafitiga lelei, maʻi-faʻapitoa togafitiga (1, 2). I lea itu, matou te faʻaogaina se faʻaogaina faʻapitoa proteomics auala i AD faiʻai ma CSF e faʻailoa ai le upega tafaʻilagi o le CSF biomarkers e atagia ai le lautele o le pathophysiology faʻavae faiʻai. O la matou au'ili'iliga na maua ai le lima o le CSF biomarker panels, lea (i) atagia ai synapses, toto toto, myelin, immune ma metabolic dysfunction; (ii) fa'aalia le malosi o le toe gaosia i luga o fa'avae MS eseese; (iii) Fa'aali suiga fa'asolosolo fa'ama'i i le amataga ma le fa'ai'uga o le AD. I le aotelega, o nei su'esu'ega o lo'o fa'atusalia ai se la'asaga manuia i le atina'eina o mea eseese, fa'atuatuaina, fa'atatau i luga ole laiga i luga ole laiga mo su'esu'ega a le AD ma fa'aoga falema'i.
O a matou fa'ai'uga o lo'o fa'aalia ai le fa'asao tele o le fa'apolopolo feso'ota'iga a le fai'ai AD ma lagolagoina lona fa'aogaina o se taula mo le atina'eina o biomarker fa'avae. O la matou suʻesuʻega e faʻaalia ai e lua faʻamaumauga tutoʻatasi TMT-MS o loʻo i ai AD ma AsymAD faiʻai e malosi le faʻaogaina. O nei suʻesuʻega e faʻalauteleina ai la matou galuega talu ai, faʻaalia le faʻasaoina o le malosi o modules o le sili atu i le 2,000 faiʻai mai le tele o vaega tutoʻatasi i le pito i luma, parietal, ma le tino (17). O lenei fesoʻotaʻiga maliega e atagia mai ai suiga eseese e fesoʻotaʻi ma faʻamaʻi o loʻo matauina i suʻesuʻega o loʻo iai nei, e aofia ai le faʻateleina o modules inflammatory glial-rich ma le faʻaitiitia o modules-oaʻoa. E pei o suʻesuʻega o loʻo iai nei, o lenei fesoʻotaʻiga tele-tele o loʻo faʻaalia ai suiga tetele i le AsymAD, faʻaalia ai le tele o pathophysiology preclinical eseese (17).
Ae ui i lea, i totonu o lenei faʻavae faʻavae faʻavae faʻavae, e sili atu le lelei o meaola faʻapitoa, aemaise lava i tagata taʻitoʻatasi i le amataga o le AD. E mafai e le matou biomarker panel ona faʻaalia ni vaega laiti se lua i le AsymAD, lea e faʻaalia ai le faʻaaliga iloga o le tele o faʻailoga CSF. Na mafai e la matou vaega ona faʻamaonia le eseesega o meaola i le va o nei vaega laiti e lua, lea e leʻi iloa i le tulaga o le AD biomarkers autu. Pe a faatusatusa i le vaega e pulea, o le Aβ1-42/total tau ratios o nei tagata AsymAD na matua maualalo. Peita'i, na'o le aofa'i o tau sa matua'i ese'ese i le va o vaega laiti AsymAD e lua, a'o le Aβ1-42 ma le p-tau sa tumau pea le fa'atusaina. Talu ai ona o le maualuga o le CSF tau e foliga mai e sili atu le vaʻaia o faʻamaoniga o le mafaufau nai lo le Aβ1-42 maualuga (7), matou te masalomia o le lua AsymAD cohorts atonu e eseese a latou lamatiaga o le alualu i luma o faʻamaʻi. Ona o le faʻatapulaʻaina o le faʻataʻitaʻiga lapoʻa o la tatou AsymAD ma le leai o ni faʻamaumauga umi, e manaʻomia nisi suʻesuʻega e faʻamaonia ai nei faaiuga. Ae ui i lea, o nei faʻaiʻuga e faʻaalia ai o le CSF e faʻavae i luga ole laiga e mafai ona faʻaleleia atili ai lo tatou gafatia e faʻavasega lelei tagata taʻitoʻatasi i le taimi ole asymptomatic tulaga ole faʻamaʻi.
I le aotelega, o matou suʻesuʻega e lagolagoina le matafaioi o le tele o galuega faʻaola i le pathogenesis o le AD. Ae ui i lea, o le dysregulated energy metabolism na avea ma autu iloga o a matou faʻailoga e lima faʻamaonia. Metabolic proteins, e pei o le hypoxanthine-guanine phosphoribosyltransferase 1 (HPRT1) ma le lactate dehydrogenase A (LDHA), o faʻamatalaga sili ona faʻamaonia synaptic biomarkers, e faʻaalia ai o le faateleina o le AD CSF o se feusuaʻiga sili ona toe faʻaleleia. O tatou va'a toto ma glial panels o lo'o iai fo'i ni fa'ailoga e a'afia i le metabolism o mea fa'ama'i. O nei suʻesuʻega o loʻo ogatasi ma le matafaioi autu o loʻo taʻalo ai metabolic process i le faiʻai atoa, e le gata e faʻafetaui ai le maualuga o le manaʻoga o neu, ae faʻamalieina foi le manaʻoga maualuga o le astrocytes ma isi sela glial (17, 48). O a matou taunuʻuga e lagolagoina le faʻatupulaia o faʻamaoniga e faʻapea o suiga i le redox gafatia ma le faʻalavelaveina o auala malosi e mafai ona avea ma fesoʻotaʻiga autu i le va o faʻagasologa autu o loʻo aʻafia i le pathogenesis o le AD, e aofia ai maʻi mitochondrial, glial-mediated inflammation, ma Vascular damage (49). E le gata i lea, o le metabolic cerebrospinal fluid biomarkers o loʻo i ai se numera tele o palatini mauoa eseese i le va o la tatou pule ma AD-pei o AsymAD subgroups, e faʻapea o le faʻalavelaveina o nei malosi ma le redox auala atonu e taua i le tulaga muamua o le maʻi.
O tulaga eseese ole fai'ai ma le sua sua ole cerebrospinal ua matou matauina e iai foi aafiaga manaia o meaola. Synapses ma metabolomes mauoa i neu faʻaalia le faʻaitiitia o le maualuga i le faiʻai AD ma faʻateleina le tele o le sua o le cerebrospinal. Tuuina atu o neurons e mauoa i le mitochondria e gaosia ai le malosi i synapses e maua ai le malosi mo le tele o latou faailo faʻapitoa (50), o le tutusa o faʻamatalaga faʻamatalaga o nei vaega e lua e faʻamoemoeina. O le leiloa o neu ma le faʻauluina o sela faʻaleagaina e mafai ona faʻamatalaina ai nei faiʻai ma le CSF faʻasologa o faʻamaʻi i faʻamaʻi mulimuli ane, ae le mafai ona latou faʻamatalaina suiga muamua o le laulau tatou te matauina (13). O se tasi o fa'amatalaga talafeagai mo nei su'esu'ega i fa'ama'i asymptomatic muamua o le tipiina o le synaptic e le masani ai. O faʻamaoniga fou i faʻataʻitaʻiga o isumu e taʻu mai ai o le microglia-mediated synaptic phagocytosis e mafai ona faʻagaioia i le AD ma taʻitaʻia ai le vave leiloa o le synapse i le faiʻai (51). E mafai ona faʻaputuina lenei mea faʻapipiʻi synaptic i le CSF, o le mea lea tatou te matauina ai le faateleina o le CSF i le neuron panel. E mafai fo'i ona fa'amatala se vaega ole fa'atupuina ole polotini glial tatou te va'aia ile fai'ai ma le sua ole cerebrospinal ile faagasologa ole fa'ama'i. E le gata i le teuteuina o le synaptic, o faʻalavelave faʻafuaseʻi i le auala e mafai ona oʻo atu ai i le faiʻai eseese ma faʻaaliga CSF o faʻailoga neuronal. O le tele o suʻesuʻega ua faʻaalia ai o mea o loʻo i totonu o exosomes i le pathogenesis o le faiʻai AD ua suia (52). O le auala extracellular o loʻo aʻafia foi i le faʻateleina o le Aβ (53, 54). E taua le matauina o le taofiofia o le fa'alilolilo fa'alilolilo e mafai ona fa'aitiitia ai fa'ama'i fa'apei o le AD i fa'ata'ita'iga kiore AD transgenic (55).
I le taimi lava e tasi, o le porotini i totonu o le vascular panel na faʻaalia ai le faʻatupulaia o le faiʻai AD, ae faʻaititia tele i le CSF. Ole fa'aletonu ole toto-fai'ai (BBB) ​​e mafai ona fa'amatalaina se vaega o nei su'esu'ega. O le tele o suʻesuʻega tutoʻatasi a le tagata na faʻaalia ai le malepelepe o le BBB i le AD (56, 57). O nei suʻesuʻega na faʻamaonia ai le tele o gaioiga faʻalavelave o loʻo siomia ai lenei vaega faʻamaufaʻailogaina o sela endothelial, e aofia ai le faʻaogaina o le capillary o le faiʻai ma le faʻaputuina o palatini e mafua mai i le toto (57). O lenei mea e mafai ona maua ai se faʻamatalaga faigofie mo le maualuga o polotini vascular i totonu o le faiʻai, ae e le mafai ona faʻamatalaina atoa le faʻaitiitia o nei lava porotini i totonu o le sua o le cerebrospinal. O se tasi o mea e mafai ona faʻapea o le fatugalemu o loʻo faʻamavaeina nei mole mole e foia ai le faʻafitauli o le faʻateleina o le mumū ma le faʻamaʻi faʻamaʻi. O le faʻaitiitia o nisi o polotini CSF sili ona ogaoga i lenei laulau, aemaise lava i latou o loʻo aʻafia i tulafono faatonutonu lipoprotein, e fesoʻotaʻi ma le faʻasaina o tulaga leaga o le mumū ma le neuroprotective process of reactive oxygen species. E moni lenei mea mo Paroxonase 1 (PON1), o le lipoprotein binding enzyme e nafa ma le faʻaitiitia o le faʻamaʻi faʻamaʻi faʻamaʻi i le taamilosaga (58, 59). Alpha-1-microglobulin/bikunin precursor (AMBP) o se isi fa'ailoga fa'alalo-fa'atonutonuina o le vaega vascular. O le mea muamua lea o le lipid transporter bikunin, lea e aofia ai foi i le taofiofia o le mumū ma le puipuiga o le neurological (60, 61).
E ui lava i le tele o manatu manaia, o le le mafai ona iloa saʻo faʻamaʻi faʻamaʻi olaola ose taʻutaʻua taʻutaʻua o suʻesuʻega proteomics faʻataʻitaʻiina. O le mea lea, e mana'omia nisi su'esu'ega e fa'amalamalama ai ma le mautinoa le faiga o lo'o i tua atu o nei fa'ailoga o meaola. Ina ia mafai ona agai atu i le atinaʻeina o suʻesuʻega faʻapitoa a MS, o le faʻatonuga i le lumanaʻi e manaʻomia ai le faʻaogaina o metotia faʻatatau mo le faʻamaoniaina o biomarker lapopoa, e pei o le mataʻituina o tali faʻapitoa pe tutusa (62). Talu ai nei na matou faʻaogaina ai le mataʻituina o tali tutusa (63) e faʻamaonia ai le tele o suiga ole porotini CSF o loʻo faʻamatalaina iinei. Ole tele o fa'amuamua a le vaega o lo'o fa'atatauina ma le sa'o tele, e aofia ai le YWHAZ, ALDOA, ma le SMOC1, lea o lo'o fa'afanua i la tatou synapse, metabolism, ma le mumū panels, fa'asologa (63). Tuto'atasi Fa'amaumauga Fa'amaumauga (DIA) ma isi ta'iala fa'avae MS e mafai fo'i ona aoga mo fa'amaoniga fa'atatau. Bud et al. (64) Na faʻaalia talu ai nei o loʻo i ai se fesoʻotaʻiga tele i le va o AD biomarkers o loʻo faʻaalia i la matou faʻamaumauga o suʻesuʻega a le CSF ma le seti faʻamaumauga tutoʻatasi a le DIA-MS, lea e aofia ai le toeitiiti 200 CSF faʻataʻitaʻiga mai vaega eseese e tolu a Europa. O nei su'esu'ega talu ai nei e lagolagoina ai le gafatia o a tatou paneli e liua i le fa'amoemoeina MS-fa'avae su'esu'ega. O le antibody masani ma le su'esu'eina o le aptamer e taua foi mo le fa'alauteleina o le atina'e o fa'amaufa'ailoga autu a le AD. Ona o le maualalo o le CSF, e sili atu le faigata ona iloa nei biomarkers e faʻaogaina ai metotia MS maualuga. NEFL ma le NRGN o ni faʻataʻitaʻiga se lua o faʻataʻitaʻiga o le CSF e maualalo, o loʻo faʻapipiʻiina i le laulau i la matou auiliiliga auiliili, ae e le mafai ona faʻalagolago i le faʻaaogaina o la matou fuafuaga MS. Fuafuaga faʻatatau e faʻavae i luga o le tele o faʻamaʻi, pei ole PEA, e mafai ona faʻalauteleina le suiga ole falemaʻi o nei faʻailoga.
I le aotelega, o lenei suʻesuʻega o loʻo tuʻuina atu ai se faiga faʻapitoa faʻapitoa mo le faʻamaonia ma le faʻamaonia o le CSF AD biomarkers e faʻavae i luga o faiga eseese. O le fa'asilisiliina o nei fa'ailoga fa'ailoga i luga o isi fa'aputuga AD ma MS fa'avae e mafai ona fa'amaonia le fa'atupuina o le fa'atupuina o fa'ama'i ma togafitiga ole AD. O suʻesuʻega e suʻesuʻeina ai le umi o nei paneta i le aluga o taimi e taua tele foi e iloa ai poʻo fea tuʻufaʻatasiga o faʻailoga e sili ona faʻavasegaina le lamatiaga o faʻamaʻi vave ma suiga i le ogaoga o faʻamaʻi.
Vagana mo faʻataʻitaʻiga 3 na kopiina e le CSF, o faʻataʻitaʻiga uma o le CSF na faʻaaogaina i lenei suʻesuʻega na aoina i lalo o le lagolago a Emory ADRC poʻo faʻalapotopotoga suʻesuʻe vavalalata. O le aofa'i o seti e fa o fa'ata'ita'iga Emory CSF na fa'aogaina i nei su'esu'ega proteomics. O le CSF cohort na maua o loʻo i ai faʻataʻitaʻiga mai le 20 pule maloloina ma 20 AD maʻi. CSF kopi 1 e aofia ai faʻataʻitaʻiga mai le 32 pulega maloloina, 31 AsymAD tagata, ma 33 AD tagata. CSF kopi 2 o loʻo i ai 147 faʻatonuga ma 150 AD faʻataʻitaʻiga. O le tele-faʻamaʻi CSF replication 4 cohort aofia ai 18 pule, 17 AD, 19 ALS, 13 PD, ma 11 FTD faʻataʻitaʻiga. E tusa ai ma le maliliega na faʻamaonia e le Emory University Institutional Review Board, o tagata suʻesuʻe uma a Emory na maua le maliega faʻamaonia. E tusa ai ma le 2014 National Institute of Aging Best Practice Guidelines for Alzheimer's Centers (https://alz.washington.edu/BiospecimenTaskForce.html), o le sua o le cerebrospinal na aoina ma teuina e le lumbar puncture. Pulea ma AsymAD ma AD na maua su'esu'ega fa'ata'ita'i fa'apitoa ile Emory Cognitive Neurology Clinic po'o Goizueta ADRC. O latou faʻataʻitaʻiga o le sua o le cerebrospinal na faʻataʻitaʻiina e le INNO-BIA AlzBio3 Luminex mo ELISA Aβ1-42, aofaʻi tau ma suʻesuʻega p-tau (65). E faʻaaogaina faʻatauga ELISA e lagolago ai le faʻavasegaina o suʻesuʻega o mataupu e faʻavae i luga ole AD biomarker cut-off criteria (66, 67). O fa'amaumauga autu o fa'amaumauga ma fa'amaumauga mo isi su'esu'ega CSF (FTD, ALS, ma le PD) e maua mai fo'i mai le Emory ADRC po'o fa'alapotopotoga su'esu'e fa'atasi. Ole fa'ata'otoga o fa'ata'ita'iga mo nei mataupu Emory CSF e mafai ona maua ile Laulau S1A. O uiga o le Swiss CSF replication 3 cohort na faʻasalalau muamua (45).
Na maua e le CSF le faʻataʻitaʻiga. Ina ia faʻateleina le loloto o le matou mauaina o faʻamaumauga o le CSF, o le faʻaogaina o le puipuiga o polotini maualuga na faia aʻo leʻi faia le trypsinization. I se faapuupuuga, 130 μl o le CSF mai 40 tagata taʻitoʻatasi faʻataʻitaʻiga CSF ma se voluma tutusa (130 μl) o le High Select Top14 Abundance Protein Depletion Resin (Thermo Fisher Scientific, A36372) na tuʻuina i totonu o se koluma vili (Thermo Fisher Scientific, A89868) i le potu. vevela Incubate). A maeʻa le milo mo le 15 minute, faʻapipiʻi le faʻataʻitaʻiga ile 1000g mo le 2 minute. O se masini faamama ultracentrifugal 3K (Millipore, UFC500396) na faʻaaogaina e faʻapipiʻi ai le faʻataʻitaʻiga faʻataʻitaʻi e ala i le centrifuging i le 14,000g mo le 30 minute. Fa'asusu uma fa'ata'ita'iga voluma i le 75 μl fa'atasi ma le phosphate buffered saline. O le faʻaogaina o le porotini na iloiloina e le bicinchoninic acid (BCA) metotia e tusa ai ma le faʻasologa o le gaosiga (Thermo Fisher Scientific). O le immunodepleted CSF (60 μl) mai fa'ata'ita'iga uma e 40 na fa'amalieina i le lysyl endopeptidase (LysC) ma le trypsin. I se faapuupuuga, o le faataitaiga na faaitiitia ma alkylated ma 1.2 μl 0.5 M tris-2 (-carboxyethyl) -phosphine ma 3 μl 0.8 M chloroacetamide i 90 ° C mo 10 minute, ona sonicated i se vai taele mo 15 minute. O le faʻataʻitaʻiga na faʻafefeteina i le 193 μl 8 M urea buffer [8 M urea ma 100 mM NaHPO4 (pH 8.5)] i se faʻasalaga mulimuli o le 6 M urea. LysC (4.5 μg; Wako) e faʻaaogaina mo le faʻafefeteina i le po i le vevela o le potu. O le faʻataʻitaʻiga na faʻafefeteina i le 1 M urea ma le 50 mM ammonium bicarbonate (ABC) (68). Fa'aopoopo le aofa'i tutusa (4.5 μg) o le trypsin (Promega), ona fa'a'ofu lea o le fa'ata'ita'iga mo le 12 itula. Fa'asa'o le vaifofo peptide fa'amama i se fa'aputuga mulimuli o le 1% formic acid (FA) ma le 0.1% trifluoroacetic acid (TFA) (66), ona fa'amama lea i le 50 mg Sep-Pak C18 koluma (Waters) e pei ona faamatalaina i luga (25) . O le peptide na faʻaumatia i le 1 ml o le 50% acetonitrile (ACN). Ina ia faʻavasegaina le faʻatusatusaina o le porotini i luga o vaega (25), 100 μl aliquots mai faʻataʻitaʻiga 40 CSF uma na tuʻufaʻatasia e gaosia ai se faʻataʻitaʻiga fefiloi, lea na vaevaeina i totonu o faʻataʻitaʻiga faʻavaomalo e lima (GIS) (48). O faʻataʻitaʻiga taʻitoʻatasi uma ma tulaga tuʻufaʻatasia e faʻamagoina e le vacuum maualuga (Labconco).
CSF kopi le faʻataʻitaʻiga. Na faʻamatalaina muamua e Dayon ma ana uo le faʻaleagaina o le puipuiga ma le faʻaogaina o le CSF kopi 3 faʻataʻitaʻiga (45, 46). O isi fa'ata'ita'iga fa'ata'ita'iga na totoe e le'i fa'aleaogaina ta'ito'atasi. Su'e nei fa'ata'ita'iga e le'i aveeseina ile trypsin e pei ona fa'amatalaina muamua (17). Mo suʻesuʻega faifaipea taʻitasi, 120 μl aliquots o le peptide eluted mai faʻataʻitaʻiga taʻitasi na tuʻufaʻatasia faʻatasi ma vaevaeina i le tutusa voluma aliquots e faʻaaogaina e pei o le TMT-labeled global internal standard (48). O faʻataʻitaʻiga taʻitoʻatasi uma ma tulaga tuʻufaʻatasia e faʻamagoina e le vacuum maualuga (Labconco). Ina ia faʻaleleia le faʻailoga o le maualalo o le CSF protein, e ala i le tuʻufaʻatasia o le 125 μl mai faʻataʻitaʻiga taʻitasi, na saunia ai se faʻataʻitaʻiga "faʻaleleia" mo suʻesuʻega faʻataʻitaʻiga taʻitasi [ie, o se faʻataʻitaʻiga faʻataʻitaʻiga e faʻataʻitaʻiina le faʻataʻitaʻiga suʻesuʻe, ae o le aofaʻi o loʻo maua o le tele tele (37, 69)] faʻafefiloi i se faʻataʻitaʻiga CSF fefiloi (17). O le fa'ata'ita'iga fa'afefiloi na fa'amama le immunoremoved e fa'aaoga ai le 12 ml High Select Top14 Abundance Protein Removal Resin (Thermo Fisher Scientific, A36372), digested e pei ona fa'amatalaina i luga, ma aofia ai i le tele o igoa TMT mulimuli ane.