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跟着Nature大佬来学习神经退行性疾病的研究思路

24 人阅读发布时间:2026-07-20 14:52

与众不同的研究思路

1. 换一种细胞:用人源iPSC分化的神经元代替小鼠细胞或细胞系。

 

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APOE4对Aβ的调控在人和小鼠中完全相反,且APOE4的获得性毒性只在人类神经元中出现,为体现真实病理,发表在Nature Medicine(IF=58.7)上的文献首次使用人源iPSC分化的神经元研究APOE4蛋白。

 

研究目的

①明确APOE4在人类神经元中的毒性作用;

②阐明APOE4导致AD病理的具体机制;

③验证小分子结构纠正剂能否逆转APOE4的毒性。

 

研究思路

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研究结论

①APOE4通过获得毒性损伤人类神经元,而非单纯功能缺失。

②APOE4毒性表现:通过促进Aβ产生、Tau过度磷酸化、GABA能神经元变性。

③结构纠正剂可有效逆转APOE4毒性。

 

2. 绕过Aβ/Tau蛋白:APOE4直接破坏血脑屏障。

 

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教科书定义APOE4通过促进Aβ异常堆积和Tau蛋白过度磷酸化导致神经纤维缠结、神经元死亡,引起AD,而发表在Nature(IF=50.5)上的一篇文献发现很多APOE4携带者的Aβ和Tau蛋白表达不高却有很强的认知损伤,说明存在另一条致病通路。

 

研究目的

明确APOE4通过破坏血脑屏障引发认知下降的机理。

 

研究思路

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研究结论

①APOE4可以不依赖Aβ/Tau蛋白,通过损伤血脑屏障导致认知下降。

②sPDGFRβ可作为APOE4人群认知下降的早期预测标志物。

③抑制CypA通路是潜在的治疗靶点。

 

3. 大量临床队列研究:健康人群的早期炎症反而保护脑部免受损伤。

 

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临床数据分析类文献,先以精准定量发现反常识的突破性现象,再推动后续研究。例如本篇文献就发现认知正常老年人中,脑脊液神经炎症因子水平并不低,提示炎症在AD进程中具有双向性。

 

研究目的

明确认知正常老年人中,脑脊液炎症因子与脑内Aβ、Tau蛋白沉积的关系,并探究APOE4是否会影响这种关系。

 

研究思路

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研究结论

①炎症因子水平与脑内Aβ和Tau蛋白沉积有显著负相关。

②APOE4携带者中,IL-8与Aβ、Tau的负相关更强。

 

保驾护航的检测技术

越是创新的研究思路,越讲究精确性,很多改写领域的重大发现诞生于微小的差异。

 

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MSD超敏多因子电化学发光分析技术

原理:石墨烯电极板通电后,Ru(bpy)₃²⁺、TPA分别作为强氧化剂前体和强还原剂发生氧化还原反应不断释放光子,CCD捕获光子转化为电信号。

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MSD机型:

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检测难点,逐个击破

难点一:早期标志物浓度低

早期无症状阶段,标志物浓度在飞克级或亚皮克级,ELISA仅能达到纳克至皮克级,导致漏检率高、早筛困难。

MSD优势:超敏检测,飞克级信号

检测限低至0.05pg/mL,部分神经指标甚至达到0.54fg/mL,捕捉最早期的微小浓度变化。

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难点二:样本珍贵稀缺

样本(如脑脊液)获取难度大,单只小鼠单次采集量少(仅10–15 μL),而ELISA单指标检测就需50–100 μL样本。

MSD优势:微量样本,高效复用

单孔检测仅需25 μL样本,并且通过一孔多检,微量样本就可以得到多重信息。

 

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难点三:样本基质复杂

脑脊液、血浆中含有大量蛋白、脂质、色素等杂质,严重干扰ELISA的酶促反应信号,导致背景噪音高、结果波动大,甚至出现假阳性/假阴性。

MSD优势:抗干扰强,结果稳定可靠

仅在电极表面激发发光信号,不受样本中杂质、光照、温度的干扰,显著降低背景噪音;且SULFO-TAG标记物稳定性极强,避免反应的不确定。

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难点四:疾病标志物浓度跨度大

早期标志物浓度为fg级,晚期可达到pg/ng级,浓度差异可达1000倍以上。ELISA的线性范围窄,需要反复稀释样本,耗时耗力,增加稀释误差。

MSD优势:宽动态范围,无需反复稀释

线性范围可达5–6个数量级,无论是疾病早期的超低浓度,还是晚期的高浓度,都能定量。

 

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神经领域研究更多资源

1.关键靶点

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2. 成品试剂盒

品名 货号 检测指标
U-PLEX Human a-Synuclein Kit(1 PL) K151WKK-1 α-Synuclein
V-PLEXAβPeptide Panel1(4G8)Kit K15199E-1 Aβ38,Aβ40,Aβ42|Human,Mouse,Rat
Phospho(Thr231)/Total Tau Kit K15121D-1 Phospho(Thr231),Total Tau|Human,Mouse
V-PLEX Human Total Tau Kit K151LAE-1 Total Tau|Human
SAPPa KitAPP|Human K151BSE-1 APP|Human
V-PLEX Neuroinflammation Panel1(human)Kit K15210D-1 CRP,Eotaxin,Eotaxin-3,FGF(basic),Flt-1/VEGFR1,ICAM-1,IFN-y,IL-1a,IL-1β,
IL-10,IL-12/IL-23p40,IL-13,IL-15,IL-16,IL-17A,IL-2,IL-4IL-5,IL-6,IL-7,IL-8,
IP-10,MCP-1,MCP-4,MDC,MIP-1a,MIP-1β,PIGF,SAA,TARC,Tie-2,TNF-a,
TNF-β,VCAM-1,VEGF-A,VEGF-C,VEGF-D,VEGFR-2|Human
R-PLEXHuman Neurofilament HAntibody Set F217Y NeurofilamentH |Human
R-PLEX Human Neurofilament LAntibody Set F217X NeurofilamentL|Human
R-PLEXHuman VILIP-1Antibody Set F212F VILIP-1|Human
R-PLEXHuman Cystatin CAntibody Set F21YW Cystatin C|Human
Human DJ-1/PARK7 Kit K151THD DJ-1/PARK7|Human
R-PLEXHuman Enolase 2 Antibody Set F212D Enolase2|Human
R-PLEX Human LRRK2 Antibody Set F211P LRRK2|Human
R-PLEXHuman LRRK2 pS935 Antibody Set F211Q LRRK2(pS935) |Human
Neurology Panel1Human Kit K15639S GFAP,NeurofilamentL,Tau(total)
Neurology Panel1NHP Kit K15640S GFAP,Neurofilament L,Tau(total)
S-PLEXHuman Tau(pT181)Kit K151AGMS Tau(pT181)
S-PLEX Human Tau(pT231)Kit K151AGNS Tau(pT231)
S-PLEX NHP Tau(pT181)Kit K156AGMS Tau(pT181)
S-PLEX NHP Tau(pT231)Kit K156AGNS Tau(pT231)

 

参考文献:

1. Wang, Chengzhong et al. “Gain of toxic apolipoprotein E4 effects in human iPSC-derived neurons is ameliorated by a small-molecule structure corrector.” Nature medicine vol. 24,5 (2018): 647-657. doi:10.1038/s41591-018-0004-z

2. Montagne, Axel et al. “APOE4 leads to blood-brain barrier dysfunction predicting cognitive decline.” Nature vol. 581,7806 (2020): 71-76. doi:10.1038/s41586-020-2247-3

3. Albrecht, Daniel S et al. “Early neuroinflammation is associated with lower amyloid and tau levels in cognitively normal older adults.” Brain, behavior, and immunity vol. 94 (2021): 299-307. doi:10.1016/j.bbi.2021.01.010

 

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