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【模板】以AD为例,如何设计课题、把疾病进一步区分为不同的分子亚型

【模板】以AD为例,如何设计课题、把疾病进一步区分为不同的分子亚型

公众号新闻

Bringing medical advances from the lab to the clinic.


关键词:阿尔茨海默病;分子标记;亚型



随着对于疾病致病机制的深入研究,越来越多的疾病已被证实,该疾病实际上是具有相同或类似临床特征、但发病机制不同的一组疾病

比如我们把急性缺血性脑卒中做了病因学的TOAST分型,把重症肌无力根据致病抗体做了区分为致病机制不同的亚组等等。

发病机制的不同,意味着治疗手段不同。


阿尔茨海默病(AD)也是如此。2024年1月9日,荷兰、英国、瑞典等医学科学家在Nat Aging发表了一篇非常重要的论文,通过对AD患者的脑脊液进行蛋白质组学分析,揭示了五种具有不同遗传风险特征的分子亚型。

我们对这篇文章做一简析,更期待各位同仁由此找到适合自己关注疾病的研究思路。


(索取原文,请和微信号healsanq联系,备注AD20240111)


研究设计:

受试者:本研究选取了419名阿尔茨海默病(AD)患者和187名对照组个体。

干预与对照:本研究利用脑脊液蛋白质组学方法对AD患者进行分类,而对照组则为正常认知功能且有正常淀粉样蛋白标记的个体。

主要观察指标:研究的主要目标是识别AD的分子亚型。

研究设计:采用的是观察性研究,用随机抽样方法将样本分配至TMT实验。

分析和统计方法:

本研究使用非负矩阵分解(NMF)对1,058种与AD相关的蛋白质进行聚类分析,以发现最佳描述数据的亚型数量。

运用线性模型和随机森林分类器进行数据分析和亚型预测。



研究设计:

发现五种分子亚型:通过NMF分析发现五种不同的分子亚型,这些亚型展示了高度的协同系数和良好的拟合度。

生物学特征分析:对各亚型的生物学特征进行了深入分析,包括与每个亚型相关的蛋白质水平和生物过程的比较。

复制队列的预测:使用随机森林分类器在发现队列中训练模型,然后在复制队列中预测AD亚型。预测结果显示,各亚型在CSF t-tau、p-tau水平以及血脑屏障功能方面有可比较的差异。



主要结果:

这五个亚型的分子标记、遗传学特征和临床特点如下:
亚型1:神经元高增殖性
分子标记:827种蛋白质的CSF水平增加,408种减少。这些蛋白质特定于神经元、星形胶质细胞、少突胶质细胞和少突胶质细胞前体细胞。
遗传学特征:与TREM2R47H、LILRB2、RHOHAPP的变异富集相关,包括PSEN1NCK2的携带者。
临床特点:与神经元活性增加有关,体现在淀粉样蛋白和tau的高水平。MRI分析显示,与其他亚型相比,该亚型的脑萎缩较少,主要限于颞叶和顶叶。
亚型2:先天免疫激活
分子标记:986种蛋白质的CSF水平增加,506种减少。增加的蛋白质主要是与微胶质细胞特异性相关的。
遗传学特征:与IDUA、CLNKSCIMP的变异相关,这些都涉及免疫过程。
临床特点:与神经元-微胶质细胞信号传导有关。MRI显示,该亚型是最严重和最广泛的皮质萎缩之一。
亚型3:RNA调控障碍
分子标记:516种蛋白质的CSF水平增加,757种减少。增加的蛋白质与细胞骨架组织、轴突运输、蛋白酶体和蛋白质折叠有关。
遗传学特征:与BIN1、SPDYE3、SNX1KAT8的变异相关。
临床特点:与RNA结合蛋白和异位hnRNPs有关,可能导致功能异常的蛋白质。
亚型4:脉络丛功能障碍
分子标记:467种蛋白质的CSF水平增加,626种减少。增加的蛋白质主要与微胶质细胞和其他免疫细胞特异性相关。
遗传学特征:与ABCA7、PICALM、IL-34CLNK的变异相关。
临床特点:与脉络丛发育相关的细胞粘附、BMP和SMAD途径有关。MRI显示,该亚型的脉络丛体积增大。
亚型5:血脑屏障功能障碍
分子标记:640种蛋白质的CSF水平增加,这些蛋白质包括白蛋白、纤维蛋白原等血液蛋白。
遗传学特征:与APOE e4等位基因携带者比例最高,与IL-34、ECHDC3和APP的变异相关。
临床特点:与神经元可塑性过程受损有关。MRI显示,该亚型的微出血更多。

编者按:
这项研究不仅提供了关于阿尔茨海默病分子分型的新见解,而且为未来的治疗策略和个性化医疗提供了基础。
通过识别不同的分子亚型,我们能更好地理解AD的异质性,为疾病管理和新疗法开发提供重要信息。

与此同时,本研究设计也为其他类似研究提高了非常好的课题设计模板


参考资料来源:

Tijms BM, Vromen EM, Mjaavatten O, Holstege H, Reus LM, van der Lee S, Wesenhagen KEJ, Lorenzini L, Vermunt L, Venkatraghavan V, Tesi N, Tomassen J, den Braber A, Goossens J, Vanmechelen E, Barkhof F, Pijnenburg YAL, van der Flier WM, Teunissen CE, Berven FS, Visser PJ. Cerebrospinal fluid proteomics in patients with Alzheimer's disease reveals five molecular subtypes with distinct genetic risk profiles. Nat Aging. 2024 Jan 9. doi: 10.1038/s43587-023-00550-7. Epub ahead of print. PMID: 38195725.



声明:

本文仅为学术分享,非常欢迎指正。



编辑:Jessica;作者:Dr. Mark;助理:ChatGPT

征战AD公众号,以分享阿尔茨海默病领域最新研究为主旨,希望由此推动由实验室向临床应用的转化。

欢迎您的投稿与合作;也希望其他医学科学家以推文的形式分享您的研究成果。

(索要原文或投稿请联系:healsanq)

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