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APOGEE納米流式技術助力阿爾茨海默和帕金森早期診治

瀏覽次數:2119 發布日期:2015-11-11  來源:本站 本站原創,轉載請注明出處
 
神經退行性疾病是一種大腦和脊髓細胞神經元喪失的疾病狀態。神經退行性疾病以阿爾茨海默癥(AD)和帕金森病(PD)的發病率最高,對中老年人健康危害最大。隨著我國逐漸進入老齡化社會,AD和PD發病率逐年增高,目前已成為國內研究的重點疾病。然而,臨床診斷的AD和PD患者病情大多已處于中晚期,現有的治療手段均難以取得滿意療效。2011年美國國家衰老研究所指出,輕度認知障礙(MCI)應視為疾病的連續過程及腦脊液(CSF)生物標志物可作為早期的一項診斷指標。CSF生物標志物所提供的信息在疾病預測,早期診治,病程的評估等方面具有重要價值。
 
CSF生物微顆粒的分子組成,已經在一些研究中被鑒定出來。然而,在這些研究當中,所涉及的每一種技術手段都有一定的局限性。例如,富集生物微顆粒的技術會對蛋白質和脂質之間的相互作用,蛋白質與蛋白質之間的相互作用產生影響。很多技術無法區分CSF中結合生物微顆粒的蛋白和沒有結合生物微顆粒的蛋白。此外,在這些研究中,絕大數的方法都需要大量的CSF,這對于CSF作為生物標記物在臨床檢測中的應用是不現實的。
 
近來,流式細胞儀在分析小顆粒物質上展現出了諸多優勢。在實踐中,流式細胞儀已被廣泛應用于阿爾茲海默癥患者和正常人大腦突觸體的研究。常規流式細胞儀能夠檢測的最小直徑下限為0.5μm,在分析CSF生物微顆粒過程中會錯過了0.1μm-0.5μm大小的微粒,當中又可能有著重要的生物標記,因此常規的流式細胞儀存在很多限制因素。隨著技術的創新,英國Apogee公司開發出了超靈敏納米流式細胞儀,已被歐洲國家計量研究協會評定為在微泡(<0.1μm)檢測中最靈敏的系統。該系統超高的靈敏度,為CSF生物標志物的研究帶來了極大的便利。

英國Apogee超靈敏納米流式細胞儀
 
在前不久的研究中,Apogee A50 Micro已被Thomas J. Montine實驗室成功應用于CSF生物標志物的分析檢測,無疑將對AD和PD的早期診治產生極大的推動作用。該研究利用Apogee A50 Micro,開發出了針對CSF生物顆粒定量,成份和大小鑒定的超高靈敏度檢測方法,并且發現這些CSF生物微顆粒數據與大腦衰老以及常見的神經退行性疾病之間存在顯著的關聯性。研究人員通過檢測Aβ42+,apoE+,apoAI+和apoJ+等CSF潛在生物標記物(圖1和圖2),發現在正常人的腦脊液中,apoAI+顆粒的含量會隨著年齡的增加而升高,但是,在患有MCI,AD或PD的老年人CSF中卻發現apoAI+微顆粒含量與在正常老年人相比明顯偏低(圖3)。這一重要發現,不僅意味著apoAI+微顆粒將會是神經退行性疾病早期診斷中一個重要生物標記物,也提示人們將來可以利用Apogee A50 Micro開展研究來尋找更多的CSF生物標記物。這些工作不僅能夠大力推動AD和PD的早期診斷,也將對轉化醫學研究和尋找藥物新靶點產生重要的理論意義和現實意義。
 
圖中,腦脊液(CSF)樣品的熒光標記采用Aβ42-PE抗體標記。PBS緩沖液用同樣的抗體標記,排除背景干擾。相同CSF樣品用同型對照Isotype抗體標記,作為抗體的陰性對照。用Aβ42-PE抗體檢測CSF Aβ42 pull down樣品,以檢測用Aβ42-PE抗體的特異性。
圖1:人腦脊液中Aβ42+顆粒的流式分析
Fig.1: Flow cytometric analysis of β-amyloid (Aβ42)-positive particles in human CSF
 
 
腦脊液樣品分別采用apoE-Alexa Fluor 488, apoJ-Alexa Fluor 488, 和 apoAI-FITC抗體標記。PBS緩沖液用相同抗體標記,排除背景干擾。相同腦脊液樣品用同型對照抗體Isotype標記,作為相應抗體的陰性對照。
圖2:人腦脊液中含載脂蛋白顆粒的流式分析
Fig.2: Flow cytometric analysis of CSF apolipoprotein-bearing particles in human CSF.
 
 
圖中正常人腦脊液中,apoAI+顆粒的含量隨著年齡的增加而升高。MCI,AD或PD的老年人CSF apoAI+顆粒與在正常老年人相比,含量顯著下降。
圖3:不同年齡正常人和老年病人腦脊液中apoAI+顆粒濃度
Fig.3: CSF apoAI-positive particle concentration in age and diagnostic groups
 
 
參考文獻:
Yang Y, Keene C D, et al. Cerebrospinal Fluid Particles in Alzheimer Disease and Parkinson Disease [J]. Journal of Neuropathology & Experimental Neurology, 2015, 74(7): 672-687.
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