外泌体蛋白质组学在阿尔兹海默症中的应用

作者：张馨予

「青莲聚焦」强强联合——外泌体蛋白质组学在阿尔兹海默症中的应用

2022-03-17 15:27 来源: 青莲百奥

原标题：「青莲聚焦」强强联合——外泌体蛋白质组学在阿尔兹海默症中的应用

哈喽，亲爱的小伙伴们，我们又见面啦，继最近一周阿尔兹海默症系列文献分享之后，此次给大家带来的是科研领域的“明星”外泌体在阿尔兹海默症中的研究案例，接下来我们一起看看外泌体如何助力阿尔兹海默症相关细胞类型分析！

研究背景

阿尔茨海默病（AD）是一种普遍存在的神经退行性脑病，其特征是大脑中存在淀粉样斑块和tau神经原纤维缠结，但在斑块沉积过程中分子和细胞变化仍然难以捉摸。中枢神经系统中的每种细胞都分泌外泌体(EV)，其内容物随着AD疾病状态而发生改变，可以反映疾病特异性的分子特征。从患者来源的生物流体或活检中捕获细胞类型特异性EV，并分析其内容作为研究AD病理生理学的一种新方法，大多项目对患者血浆或血清中免疫捕获脑细胞衍生的EVs进行了研究，但由于人类样本中细胞类型特异性EV蛋白质组数据集的信息目前有限，因此缺乏细胞特异性EV标记物。

为解决以上问题，Tsuneya Ikezu研究团队在J Extracell Vesicl（IF 21.224）杂志上发表了题为“Human neural cell type-specific extracellular vesicle proteomedefines disease-related molecules associated with activated astrocytes in Alzheimer’s disease brain”的文章，证明了细胞类型特异性EV在评估AD进展中的重要作用，并为未来神经退行性疾病的EV研究提供了资源。

主要研究内容如下：

1.研究了干细胞诱导分化的四种不同的神经细胞类型（兴奋性神经元、星形胶质细胞、小胶质细胞和少突胶质细胞）分泌的EV的蛋白质组学特征，确定了新的细胞类型特异性EV蛋白标记物。

2.使用临床组织样本证明细胞类型特异性EV实用性即如何参与阿尔茨海默病（AD），并进行了蛋白质共表达网络分析，生成了与不同功能和脑细胞类型相关的AD脑源性EV蛋白共表达网络。

技术手段：外泌体-LFQ蛋白质组学-TMT蛋白质组学-WGCNA分析（青莲百奥可提供)

研究思路

结果展示

1.hiPSC衍生脑细胞分化和特性结果

作者首先利用人类诱导多能干细胞(hiPSC)分化成四种神经细胞类型：星形胶质细胞、小胶质细胞、神经元和少突胶质细胞，并通过RT-PCR和细胞类型特异性标记物验证这四种分化细胞的有效性，并通过ELISA方法对这些分化的细胞进行了功能的表征。随后，利用非标记定量蛋白组学（LFQ）分析了四种类型细胞的蛋白表达谱，结果展示共鉴定到3206个蛋白（图1g），发现四种分化神经细胞分别对应的特异性蛋白标志物的表达量均比较高，这揭示了hiPSC向主要脑细胞类型的分化有效性。

2.hiPSC衍生脑细胞外囊泡的分离与鉴定

作者从hiPSC分化的的四种类型的神经细胞中利用超速离心法分离胞外囊泡(EV)，通过透射电子显微镜和纳米颗粒追踪分析方法对EV进行了表征。为了比较不同细胞类型的EV蛋白质组成，利用液相色谱-串联质谱平台进行针对胞外囊泡的非标记定量蛋白组学（LFQ）实验，发现非EV蛋白在EV中未检测到，从而证明从hiPSC衍生的脑细胞中分离的EV组分质量良好，具有高纯度。为了进一步确定人类神经细胞衍生EV中普遍存在的泛EV标记候选物，比较了在不同细胞类型的EV中发现的高度代表性蛋白质，（CD9、CD63和CD81）、（PDCD6IP/ALIX）、（TSG101）、（SDCBP）（FLOT1）和（FLOT2）。此外，根据质谱结果，作者研究了在不同细胞类型的EV中发现的高度代表性蛋白质，利用所有EV样本中重复率筛选到了16个在四种分化神经细胞中均同时表达的蛋白，这些分子将有助于未来开发潜在的泛脑EV标记物。

3.神经细胞类型特异性EV蛋白质组的比较