Mat á heila- og mænuvökva glýkópróteini NMB (GPNMB) sem hugsanlegt lífmerki fyrir Alzheimerssjúkdóm og samsvarandi meðferðaraðferðir
Mar 22, 2023
Ágrip
Alzheimerssjúkdómur (AD) er taugahrörnunarsjúkdómur sem tengist utanfrumu amyloid-beta peptíðútfellingu og versnandi tapi á taugafrumum. Sterkar vísbendingar styðja að taugabólgubreytingar eins og virkjun stjarnfrumna og örvera séu mikilvægar í sjúkdómsferlinu. Glýkóprótein sortuæxli án meinvörpupróteins (GPNMB) er glýkóprótein yfirhimnu sem nýlega hefur verið tengt nýjum áhrifum taugabólgu, sem hefur verið greint frá að aukist í heilasýnum eftir slátrun frá sjúklingum með AD og Parkinsonsveiki. Rannsóknir hafa sýnt þaðcistanchegetur verið árangursríkt við að meðhöndla Alzheimerssjúkdóm.
Kynning
Alzheimerssjúkdómur (AD) er algengur taugahrörnunarsjúkdómur með mikilli eftirspurn eftir umönnun og mikið álag á heilbrigðiskerfi um allan heim. Búist er við að heildarfjöldi AD tilfella aukist verulega vegna lýðfræðilegrar þróunar, þar sem aldur er mikilvægasti þekkti ekki erfðafræðilegi áhættuþátturinn fyrir sjúkdóma. Tveir taugameinafræðilegir vísbendingar innihalda utanfrumu amyloid beta (A) veggskjöldur og inntaugataugaflækjur (NFT). Plaques samanstanda af peptíðum, sem eru að stórum hluta langir 40 - eða 42-amínósýrupeptíðbútar sem eru fengnir úr stóra amyloid forverapróteininu (APP) í gegnum próteingreiningu í röð. Aftur á móti er nft innanfrumuskemmdir sem samanstanda af trefjavaldandi efnasamböndum af offosfórýleruðu örpíplutengdu próteini Tau. Tau sameindir eru einnig mikið í öðrum taugahrörnunarsjúkdómum, svo sem heilabilun í framtíma eða Pixar sjúkdómi. Til að stuðla að og bæta snemmtæka klíníska greiningu á AD, rannsökum við virkan ýmis taugaefnafræðileg lífmerki í líkamsvökva eins og plasma eða heila- og mænuvökva (CSF) [5]. Lágur styrkur a 42 og minnkað a 42 / a 40 hlutföll og hækkuð magn heildar Tau (tTau) og fosfórýleraðra Tau (pTau) próteina í CSF eru viðurkennd lífmerki sem styðja við greiningu á AD vitglöpum. Undanfarin ár hafa taugamyndatökutæki verið þróuð til að greina amyloid in vivo með positron emission tomography (PET) með því að nota sporefni eins og 11C-Pittburgh Compound B, 18F-florbetaben eða 18F-flutemetamol, sem sýnir góða neikvæða fylgni við CSF A 42 gildi ]. Taugabólgubreytingar í formi fjölmargra míkrógljáa og útbreiðslu stjarnfruma eru einnig óbreyttur taugasjúkdómafræðilegur eiginleiki taugahrörnunarsjúkdóma. Nýlegar erfðafræðilegar upplýsingar um menn benda til þesscistancheþykkni gegnir mikilvægu hlutverki í meingerð AD. Til dæmis tengjast missense stökkbreytingar í kveikjaviðtökum sem tjáðir eru í mergfrumur 2 (TREM2) aukinni hættu á AD. Stökkbreytingar í TREM2 og bindandi maka þess TYROBP tengjast einnig NasuHakola sjúkdómnum, sjaldgæfum sjálfsfrumna víkjandi röskun sem einkennist af myndun fjölhreiðra beinablaðra og versnandi Alzheimerssjúkdóms.
Mynd: Faw Cistanche
THP-1 frumuræktarfrumvökva var safnað og klofið til að framleiða THP-1 GPNMB útsláttarfrumur og viðmiðunarfrumur voru sáð í 2 ml heilan vaxtarmiðil með þéttleikanum 700,000 frumur/holu, og 10 nM PMA var bætt við til að framkalla aðgreining á viðloðandi átfrumum. Eftir 48 klst. var vel skilyrðum floti safnað, skilið í skilvindu við 18,000×g í 3 mínútur til að fjarlægja frumurusl, og próteasahemli var bætt við fyrir geymslu við -20 gráður. Frumurnar voru þvegnar tvisvar með 1ml PBS og ljósaðar í NP40 jafnalausn með próteasahemli. Próteinstyrkur frumulýsis var ákvarðaður með litrófsmælingu með díkókrýlatpróteinprófunarbúnaði.
Heila- og mænuvökvasýni voru tekin úr staðbundnum lífæðum frá geð- og sálfræðideild háskólans í Duisburg-Essen (árgangur 1) og frá geð- og sálfræðideild háskólalækningamiðstöðvarinnar í Göttingen. Viðkomandi siðanefndir á staðnum samþykktu notkun geymdra sýna fyrir lífmerkjarannsóknir. Þátttakendur í 1. árgangi voru ráðnir á geð- og sálfræðideild á lvr sjúkrahúsinu í Essen, háskólanum í Duisburg-Essen, og á minnisstofu á Elisabeth sjúkrahúsinu í Essen (Þýskalandi). Þátttakendur í hópi 2 voru ráðnir á geð- og sálfræðideild í Gottingen University Medical Center. Í greiningarskyni voru CSF sýni tekin með lendarstungum með upplýstu samþykki allra einstaklinga eða lögfræðinga þeirra. CSF sýnum var safnað í pólýprópýlen glös og skilið í skilvindu við 1600×g stofuhita í 15 mínútur. Yfirvatnið sem myndast ("CSF") er geymt við -80 gráður þar til það er notað og þíða aðeins einu sinni fyrir greiningu.
Mynd: Cistanches Benefits
Niðurstaða
Sýnt hefur verið fram á að frumur sem líkjast átfrumum úr einfrumulínu manna THP-1 tjá mikið magn af GPNMB. Þess vegna var hugsanleg krossviðbrögð GPNMB ónæmisgreininga í atvinnuskyni könnuð með því að koma á frumustýringu á GPNMB-skorti THP-1 frumum með CRISPR/Cas9-miðluðu genaútfalli. Til að staðfesta árangur GPNMB útsláttar voru THP-1 frumur meðhöndlaðar með PMA til að sérhæfast í viðloðandi átfrumnalíkar frumur, stýrt RNA flutningi með því að miða á aukið grænt flúrljómandi prótein (EGFP), dregið RNA úr viðmiðunarfrumum og öfugt afhent til cDNA.
Síðan var skilyrt frumuflot og frumulýsi safnað úr ThP-1-afleiddum átfrumum og GPNMB próteinmagn var ákvarðað með beinaktívín R-PLEX prófun. Egfp-miðað viðmiðunarfrumufrumvökvi sýndi GPNMB stig og gt. 1000 pg/ml. Hins vegar var GPNMB merki í floti GPNMB markfrumna lægra en greiningarstigið. Sama gildir um innanfrumu GPNMB gildi. Þrátt fyrir að stöðugur ~ 125 pg/ml styrkur GPNMB hafi fundist í frumulýsum sem voru unnin úr EGFP viðmiðunarfrumum, var próteinið nánast ógreinanlegt í tveimur GPNMB útsláttarfrumuklónum. Þessar niðurstöður gefa vísbendingar um mikla sértækni GPNMB próteingreiningaraðferða. Þessar niðurstöður benda til þess að akantósíð geti verulega aukið heildarpróteininnihald og heildar andoxunargetu heilavefs, litenín getur bætt lifunartíðni frumna og dregið úr frumudauða og framleiðslu hvarfgjarnra súrefnistegunda, og pípulaga prótein B og akantósíð geta verndað æxlisdrep af völdum apoptosis. .Echinosidegetur aukið verulega innihald dópamíns, DOPAC og HVA í utanfrumuvökva í striatum í PD líkan rottum af völdum 6-hýdroxýdópamíns, sem getur á áhrifaríkan hátt meðhöndlað Alzheimerssjúkdóm.
Mynd: Anti-Alzhemer sjúkdómur
Umræða
Langvarandi virkjun á örverum og stjarnfrumum er svar við misfellingum og samsöfnun próteina sem stuðla að framgangi sjúkdóms og alvarleika AD. Þess vegna gerum við þá tilgátu að tilvist bólgumerkja í CSF geti endurspeglað þetta örglíavirkjaða ástand og gæti gefið hugsanlega frambjóðandi lífmerki. Við lýstum nýlega sterkri uppstjórnun á GPNMB í undirhópum örfrumna í APP/PS1KI og 5XFAD músalíkönum af AD. Þetta bendir til þess að GPNMB gæti verið hluti af einstöku örvunarástandi sem er til staðar í taugahrörnunarsjúkdómum, sem kemur enn frekar fram með uppstjórnun gena eins og TREM2, APOE eða CST7 [20]. Nýleg gögn um genatjáningarprófíl frá APPNL-GF knockin músarlíkani styðja þessa tilgátu, sem sýna að virkjað svörun microglia (ARMS) samanstendur af sérhæfðum undirhópum sem oftjáa MHC tegund II og hugsanlegum vefviðgerðargenum eins og GPNMB. Einfrumu RNA raðgreiningarrannsóknir á barnalegum músaheila hafa sýnt að GPNMB er til staðar með Spp1, Igf1, CD68 og Lgals3 í hópi amoeba-líkra míkrógljáa sem kallast „axon-fascicle-associated microglia“ (ATM), fannst einnig að hluta til. í „sjúkdómstengdri örveru“ (DAM).
Smelltu hér til að hjálpa þér með Alzheimerssjúkdóm
Niðurstaða
Samanlagt staðfesta niðurstöður þessarar rannsóknar sérhæfni GPNMB ónæmisgreiningar í atvinnuskyni og rannsóknir og meðferð á CSF Alzheimerssjúkdómi sýna fram á að það sé tiltækt í CSF sýnum. Tilraunir sýna þaðcistanchetubulosa hefur ákveðin áhrif í meðferð Alzheimerssjúkdóms, sem gefur nýja meðferðaráætlun fyrir rannsóknir á þessu sviði. Mikilvæg takmörkun á núverandi rannsókn er notkun sjúkdómseftirlits með óþekkt bólguástand, svo frekari rannsóknir, þar á meðal hópur með nægilega mörgum heilbrigðum einstaklingum sem eru ekki með heilabilun, eru nauðsynlegar til að meta frekar virkni GPNMB sem hugsanlegs greiningarlífsmerkis. fyrir AD.
Tilvísun
1. Alzheimersamtökin. Staðreyndir og tölur um Alzheimerssjúkdóm. Alzheimer heilabilun. 2020;2020(16):391–460.
2. Querfurth HW, LaFerla FM. Alzheimer-sjúkdómur. Nýtt Engl J Med. 2010; 362(4):329–44. https://doi.org/10.1056/NEJMra0909142.
3. Nhan HS, Chiang K, Koo EH. Margþætt eðli amyloid forverapróteins og próteinefnabrota þess: vinir og óvinir. Acta Neuropatól. 2015;129(1):1–19. https://doi.org/10.1007/s00401-014-1347-2.
4. Nisbet RM, Polanco JC, Ittner LM, Gotz J. Tau samsöfnun og samspil hennar við amyloid-beta. Acta Neuropatól. 2015;129(2):207–20. https://doi.org/1 0.1007/s00401-014-1371-2.
5. Molinuevo JL, Ayton S, Batrla R, Bednar MM, Bittner T, Cummings J, Fagan AM, Hampel H, Mielke MM, Mikulskis A, O'Bryant S, Scheltens P, Sevigny J, Shaw LM, Soares HD, Tong G, Trojanowski JQ, Zetterberg H, Blennow K. Núverandi ástand Alzheimer vökva lífmerkja. Acta Neuropatól. 2018;136(6): 821–53. https://doi.org/10.1007/s00401-018-1932-x.
6. Olsson B, Lautner R, Andreasson U, Öhrfelt A, Portelius E, Bjerke M, Hölttä M, Rosén C, Olsson C, Strobel G, Wu E, Dakin K, Petzold M, Blennow K, Zetterberg H. CSF og blóð lífmerki fyrir greiningu á Alzheimerssjúkdómi: kerfisbundin endurskoðun og meta-greining. Lancet Neurol. 2016;15(7): 673–84. https://doi.org/10.1016/S1474-4422(16)00070-3.
7. Kuhlmann J, Andreasson U, Pannee J, Bjerke M, Portelius E, Leinenbach A, Bittner T, Korecka M, Jenkins RG, Vanderstichele H, Stoops E, Lewczuk P, Shaw LM, Zegers I, Schimmel H, Zetterberg H, Blennow K. CSF A 1–42 – frábært en flókið lífmerki fyrir Alzheimer – leið til stöðlunar. Clin Chim Acta. 2017;467:27–33. https://doi.org/10.1016/j. cca.2016.05.014.
8. Lewczuk P, Riederer P, O'Bryant SE, Verbeek MM, Dubois B, Visser PJ, Jellinger KA, Engelborghs S, Ramirez A, Parnetti L, Jack CR Jr, Teunissen CE, Hampel H, Lleó A, Jessen F, Glodzik L, de Leon MJ, Fagan AM, Molinuevo JL, Jansen WJ, Winblad B, Shaw LM, Andreasson U, Otto M, Mollenhauer B, Wiltfang J, Turner MR, Zerr I, Handels R, Thompson AG, Johansson G, Ermann N, Trojanowski JQ, Karaca I, Wagner H, Oeckl P, van Waalwijk van
9. Palmqvist S, Zetterberg H, Blennow K, Vestberg S, Andreasson U, Brooks DJ, Owenius R, Hägerström D, Wollmer P, Minthon L, Hansson O. Nákvæmni amyloid uppgötvun heilans í klínískri framkvæmd með því að nota heila- og mænuvökva - amyloid 42: víxlgildingarrannsókn gegn amyloid positron losun sneiðmyndatöku. JAMA Neurol. 2014;71(10):1282–9. https://doi.org/10.1001/jama neurol.2014.1358.
10. Janelidze S, Pannee J, Mikulskis A, Chiao P, Zetterberg H, Blennow K, Hansson O. Samræmi milli mismunandi amyloid immunoassays og sjónræn amyloid positron losun tomographic assessment. JAMA Neurol. 2017;74(12):1492–501. https://doi.org/10.1001/jamaneurol.2017.2814.
11. Hansson O, Seibyl J, Stomrud E, Zetterberg H, Trojanowski JQ, Bittner T, Lifke V, Corradini V, Eichenlaub U, Batrla R, Buck K, Zink K, Rabe C, Blennow K, Shaw LM, fyrir sænska BioFINDER rannsóknarhópur, Alzheimer's Disease Neuroimaging Initiative. CSF lífvísar Alzheimerssjúkdóms eru í samræmi við amyloid-PET og spá fyrir um klíníska framvindu: rannsókn á fullkomlega sjálfvirkum ónæmismælingum í BioFINDER og ADNI hópum. Alzheimer heilabilun. 2018;14(11):1470–81. https://doi.org/10.1016/j.jalz.2018.01.010.
12. Glass CK, Saijo K, Winner B, Marchetto MC, Gage FH. Vélar undirliggjandi bólgu í taugahrörnun. Cell. 2010;140(6):918–34. https://doi. org/10.1016/j.cell.2010.02.016.
13. Heneka MT, Carson MJ, Khoury JE, Landreth GE, Brosseron F, Feinstein DL, Jacobs AH, Wyss-Coray T, Vitorica J, Ransohoff RM, Herrup K, Frautschy SA, Finsen B, Brown GC, Verkhratsky A, Yamanaka K, Koistinaho J, Latz E, Halle A, Petzold GC, Town T, Morgan D, Shinohara ML, Perry VH, Holmes C, Bazan NG, Brooks DJ, Hunot S, Joseph B, Deigendesch N, Garaschuk O, Boddeke E, Dinarello CA, Breitner JC, Cole GM, Golenbock DT, Kummer þingmaður. Taugabólga í Alzheimerssjúkdómi. Lancet Neurol. 2015;14(4):388– 405. https://doi.org/10.1016/S1474-4422(15)70016-5.
14. Jonsson T, Stefansson H, Steinberg S, Jonsdottir I, Jonsson PV, Snaedal J, Bjornsson S, Huttenlocher J, Levey AI, Lah JJ, Rujescu D, Hampel H, GieglingI, Andreassen OA, Engedal K, Ulstein I, Djurovic S, Ibrahim-Verbaas C, Hofman A, Ikram MA, van Duijn CM, Thorsteinsdottir U, Kong A, Stefansson K. Afbrigði af TREM2 sem tengist hættu á Alzheimerssjúkdómi. N Engl J Med. 2013;368(2):107–16. https://doi.org/10.1056/NEJMoa1211103.
15. Karch CM, Goate AM. Alzheimerssjúkdóms áhættugen og aðferðir við meingerð sjúkdóma. Biol geðdeild. 2015;77(1):43–51. https://doi.org/10.1 016/j.biopsych.2014.05.006.
16. Guerreiro R, Wojtas A, Bras J, Carrasquillo M, Rogaeva E, Majounie E, Cruchaga C, Sassi C, Kauwe JS, Younkin S, Hazrati L, Collinge J, Pocock J, Lashley T, Williams J, Lambert JC, Amouyel P, Goate A, Rademakers R, Morgan K, Powell J, St George-Hyslop P, Singleton A, Hardy J, Alzheimer Genetic Analysis Group. TREM2 afbrigði við Alzheimerssjúkdóm. N Engl J Med. 2013;368(2):117–27. https://doi.org/10.1056/NEJMoa1211851.
17. Paloneva BMJ, Autti T, Raininko R, Partanen J, Salonen O, Puranen M, Hakola P, Haltia M. Miðtaugakerfi birtingarmyndir Nasu–Hakola sjúkdóms: heilabilun að framan með blöðrum í beinum. Taugalækningar. 2001;56(11):1552–8. https://doi.org/10.1212/ WNL.56.11.1552.
