Potencijalni biomarkeri suza za dijagnozu Parkinsonove bolesti—Pilot studijaⅡ
Mar 02, 2023
3. Rezultati
3.1. Pacijenti i klinički parametri
Između marta 2019. i oktobra 2019. godine, 24 pacijenta sa iPD-om, tri simptomatska nosioca mutacije E46K-SNCA i 27 CT ispitanika uključeno je u ovu pilot studiju, čije su opšte karakteristike prikazane u tabeli 1. Prosečno trajanje bolesti kod pacijenata sa PD je bilo 9,36 godina, a imali su blagu bilateralnu motoričku invalidnost (UPDRS skor) i Hoehn i Yahr bodove koji su ukazivali na blago do umjereno oštećenje motora. Karakteristika pacijenata sa IPD-om je da je 40 posto njih imalo blagi do umjereni blefaritis.
3.2. nLC MS/MS podaci Ukupno 560 suznih proteina identifikovano je u uzorcima analiziranim ovde, prethodnim proteomskim studijama na suzama, a nekoliko promena proteoma suza specifičnih za grupu bilo je evidentno kod pacijenata sa PD u odnosu na CT. Proteini s različitim obiljem u prethodnim proteomskim studijama na suzama i nekoliko promjena proteoma suza specifičnih za grupu su evidentne kod pacijenata sa PD u odnosu na CT. Proteini sa različitom zastupljenošću otkriveni su u obje grupe, iako je većina dereguliranih proteina u proteomu suza pacijenata s PD bila pretjerano izražena. Izvršena je analiza STRING PPI mreže kako bi se procijenile interakcije između proteina koje su se značajno razlikovale kod pacijenata sa PD i CT (Slika 1). Proteini koji su bili prekomerno eksprimirani kod pacijenata sa PD-om bili su uključeni u značajno više interakcija nego što se očekivalo, što ukazuje g da povećanje tih proteina ima neku biološku vezu (slika 1A). Međutim, uočene su slabije veze između proteina koji su bili smanjeni, predstavljajući diferencirani klaster (Slika 1B). Većina različito eksprimiranih proteina može biti lokalizirana u ekstracelularnom ili intracelularnom odjeljku.
Da bi se bolje razumjela potencijalna uloga različito eksprimiranih proteina u biološkom kontekstu, izvršene su analize funkcionalnih anotacija s različitim terminima ontologije gena (GO). Kao rezultat toga, pokazalo se da su deregulirani proteini uključeni u različite biološke procese (slika 2): imuni odgovor (lipokalin 2—LCN 2, serpin B3—SPB3, peptid koji se izlučuje folikularnim dendritičnim stanicama—FDSCP, kadherin—MFGM i neutrofilna želatinaza- povezani lipokalin—NGAL); apoptoza (olfactomedin-4—OLFM4, kaspaza-14—CASPE i gama-glutamil ciklotransferaza—GGCT); upala (Calprotectin-S100A8, S100A9); degradacija kolagena (mijeloblastična—PRTN3 i metaloproteinaza 9—MMP9); sinteza proteina (heterogeni nuklearni ribonukleoprotein A3—ROA3); diferencijacija keratinocita (protein sličan kalmodulinu 5—CALML5); transport lipida (apolipoprotein D—APOD, apolipoprotein A2—APOA2 i protein 2—LRP2 vezan za lipoproteine niske gustine); i odbranu (mijeloperoksidaza—MPO, defenzin alfa 3—DEFA 3, glutation peroksidaza 3—GPX3, hitinaza-3-poput proteina 2—CH3L2 i lizozim C—LYSC).
Ako se pacijenti sa PD posmatraju svi zajedno, i odvojeno kao iPD pacijenti i pacijenti sa E46K-SNCA mutacijom, povećani proteini suze su bili evidentni u sve tri ove grupe, pri čemu je njihova ekspresija varirala u svakoj (Slika 3). Treba napomenuti da su proučavana samo tri pacijenta sa mutacijom E46K-SNCA, a disperzija podataka od tada je bila veća. Isti proteini su bili jače izraženi u suzama pacijenata sa E46K-SNCA mutacijom nego u suzama pacijenata sa iPD. Sva ova poređenja su napravljena na osnovu vrijednosti u odnosu na one CT uzoraka suza.
Tabela 2 prikazuje proteine koji su bili povećani (put > 1,5) i smanjeni (put < 0,5) u grupi IPD sa blefaritisom u poređenju sa pacijentima sa IPD bez blefaritisa. Pacijenti sa E46K-SNCA mutacijom nisu razvili blefaritis.
Među deregulisanim proteinima suza kod pacijenata sa PD, izdvaja se grupa od šest proteina, od kojih je pet bilo prekomerno eksprimirano u PD grupi u odnosu na CT (prelamin A/C—LMNA, katepsin D—CATD, kisela ceramidaza—ASAH1, prelazna endoplazmatska retikulum ATPaza—TERA i citoplazmatski dinein 1—DYHC1), dok je jedan od njih bio smanjen (tripeptidil-peptidaza 1—TPP1: Tabela 3). Ovi proteini su bili povezani s neurodegenerativnim procesima, uglavnom promjenama u lizozomalnoj autofagiji, apoptozi, retrogradnom aksonskom transportu i demijelinizacijskim procesima. Zanimljivo je bilo primijetiti vezu ovih proteina s promjenama u lizosomskoj funkciji. Od šest proteina, tri su pokazala dobru sposobnost za ispravnu klasifikaciju pacijenata sa PD i CT, što se ogleda u AUC vrijednostima ROC krivulja, a bili su povezani s promjenama u lizosomskoj funkciji: CATD, ASAH1 i DYHC1.
Univarijantnom logističkom regresijskom analizom identifikovane su četiri varijable sa statističkom značajnošću na=0.05: starost pacijenata i promjena nagiba u CATD, ASAH1 i DYHC1 proteinima (Tabela 4).
Osim toga, vidjeno je da proteini LMNA i DYHC1 imaju statističku značajnost na=0.1. Multivarijantni model logističke regresije je uspostavljen uzimajući u obzir starost i proteine sa bilo kojim nivoom značaja. Dok je opći model pokazao značaj samo u slučaju CATD proteina (Tabela 5), na model je vjerovatno utjecao mali broj dostupnih uzoraka, a povećanje broja proučavanih uzoraka moglo bi dobro identificirati druge značajne varijable.
4. Diskusija
Ova studija je provedena radi analize proteina nano-tečnom hromatografijom-masenom spektrometrijom (nLC–MS/MS) i odabira onih koji se odnose na neurodegenerativne bolesti koje su imale veću diskriminatornu moć između ispitivanih PD i TC grupa. Nekoliko pretraga biomarkera kandidata u suzama pacijenata sa PD izvršeno je posljednjih godina; međutim, zaključak je bio da su potrebne daljnje validacijske studije kako bi se pronašao najbolji kandidat za dijagnostički ili prognostički biomarker za ovu patologiju. Dijagnoza PD se trenutno zasniva na prisutnosti motoričkih i nemotoričkih simptoma, uključujući poremećaje spavanja ili olfaktorne deficite. Motorički simptomi se javljaju uglavnom kada gubitak dopaminergičkih neurona dosegne oko 50-60 posto.
Kliknite za produženje života cistanche za Parkinsonovu bolest
Stoga će se ranom dijagnozom otvoriti put za modificiranje toka bolesti i, nadamo se, odgoditi tešku invalidnost uzrokovanu ovom patologijom. Ovo pitanje je postalo ključni aspekt u istraživanju PD, iako nedostatak valjanih biomarkera predstavlja veliku prepreku koja onemogućuje identifikaciju pacijenata u pretkliničkom ili prodromalnom stadijumu, kao i praćenje evolucije bolesti i efekata tretmana.
Iz tog razloga, ova studija je krenula u potragu za pouzdanim biomarkerom PD u neinvazivnoj tekućini, kao što su suze. Oko ima mnogo neuralnih i vaskularnih elemenata koji se također nalaze u mozgu, što ga čini idealnim za otkrivanje novih biomarkera koji bi se mogli koristiti za dijagnosticiranje PD ili drugih neurodegenerativnih bolesti, kao i za otkrivanje novih terapijskih ciljeva. Ovdje su suze od PD i CT pacijenata dobijene kroz staklene kapilare bez prethodne anestezije i bez dodirivanja površine oka. Prethodne pilot studije o suzama pacijenata rađene su sa grupom suza pacijenata [19], a naša analiza je prva pojedinačna analiza suza koja će omogućiti identifikaciju specifičnih pojedinačnih markera. Koristeći kapilare za dobijanje uzoraka suza, izbegavamo dodirivanje epitela konjunktive, čime se razlikuju proteini koji se nalaze u suzi od proteina konjunktive, kao što se dešava kod upotrebe Schirmer traka. U našoj studiji pronašli smo značajno deregulirane proteine kod pacijenata sa PD.
Ovi proteini su uglavnom uključeni u upalne i neurodegenerativne procese, apoptozu i imunološke odgovore. Upala je sveprisutna u neurodegenerativnim bolestima, uključujući PD, a nedavne studije su otkrile da se epitopi T-ćelija izvedeni iz sintetičkog sindroma prvenstveno prepoznaju kod pacijenata s PD, kao i T ćelije u ciljnim regijama PD, što možda ukazuje na autoimunu komponentu PD [20 ]. Smatralo se da su neuroni zaštićeni od autoimunog napada, ali dopaminergički neuroni su ranjivi jer imaju proteine na svojoj ćelijskoj površini koji pomažu imunološkom sistemu da prepozna strane tvari [21]. T ćelije potencijalno mogu zamijeniti neurone oštećene bolešću za strane tvari, i, kao rezultat, Sulzer et al. predložio model u kojem -syn-specifične T stanice uzrokuju smrt neurona kod neurodegenerativnih bolesti povezanih sa specifičnim pogrešnim savijanjem ovog proteina. U našoj studiji, grupe dereguliranih proteina povezanih s imunološkim odgovorom, kao što su LCN2, SPB3 i FDSCP, između ostalih, uočene su u uzorcima suza. Međutim, određeni imunoglobulini uključeni u imunološki odgovor, kao što je IgA2, nisu pokazali statistički značajne razlike između PD grupe i CT grupe.
Potrebne su daljnje studije kako bi se razjasnilo da li je ovaj odnos između imunološkog odgovora i proteina pronađenih u suzama direktno povezan sa PD. Neuroinflamacija se može definirati kao nespecifični upalni događaj u mozgu, a cijeli CNS ima neuroinflamatornu komponentu, što je evidentno kod bolesti kao što su multipla skleroza (MS), moždane aneurizme i cerebrovaskularne nezgode, epilepsija, AD i PD, i u koje je uključena aktivnost enzima ili metaloproteaza (MMP) koji razgrađuju ekstracelularni matriks (ECM). MMP sudjeluju u mnogim fiziološkim i patološkim procesima u mozgu i krvi. Krvno-moždanu barijeru (BBB) formiraju endotelne kapilare koje razdvajaju dotok krvi u mozak, a njena funkcija se nalazi u tri strukture koje su kritične za njegov integritet: endotelne ćelije moždanih kapilara, čvrsti spojevi (TJs). ) između ovih ćelija i bazalne membrane. Endotel je barijera malim hidrofilnim spojevima jer TJ zatvaraju praznine između susjednih endotelnih stanica, ometajući nekontrolirani prolaz otopljenih tvari između ovih stanica i pretvarajući endotel mozga u relativno nepropusnu barijeru [22,23].
Međutim, bazalna membrana povezuje ove endotelne stanice s pericitima i astrocitima kako bi formirala neurovaskularnu jedinicu koja olakšava komunikaciju između stanica. Ova membrana je ključna za adekvatno funkcioniranje BBB-a i, kao takva, za homeostazu mozga i njegovo opće zdravlje. Predloženo je da MMP specifično ometaju TJ i probavljaju bazalnu membranu endotela, čime doprinose određenim bolestima mozga [24]. Iako je tehnički teško demonstrirati aktivnost MMP in vivo, jača aktivnost MMP je povezana sa većom permeabilnosti BBB nakon cerebrovaskularnog incidenta i tokom reperfuzije in vivo [25]. Povećanje mRNA i aktivnosti MMP-2 i MMP-9 opisano je nakon reperfuzije kod hipertenzivnih pacova sa okluzijom medijalne cerebralne arterije (MCAO) [26]. Štaviše, curenje BBB je takođe detektovano u piriformnom korteksu ovih pacova, zajedno sa poremećajem TJ, što ukazuje da ovi MMP menjaju integritet BBB degradacijom TJ proteina [26]. Kao takvi, i uprkos tehničkim izazovima, postoje neki dokazi da MMP probavlja TJ i ECM proteine in vivo.
Ekspresija i aktivnost MMP-1, -2 i -9 utvrđeni su u postmortalnom moždanom tkivu pacijenata sa PD, a nisu uočene promjene u MMP-1 i MMP -9 u odnosu na kontrolne grupe starijih osoba, 50 posto smanjenje aktivnosti MMP-2 bilo je evidentno u SN pacijenata sa PD [27]. Predloženo je da slabija aktivnost MMP 2 može pomoći dopaminergičkim neuronima i njihovim neuritima da prežive u SN [27]. Štaviše, MMP-3 je također proučavan o PD, koji bi potencijalno mogao biti impliciran u cijepanju -syn. MMP-3 cijepa pročišćeni -syn in vitro, a agregacija -syn se povećava u prisustvu MMP-3 agregata koji bi bili posebno štetni za dopaminergičke ćelije u PD. Značajno je da MMP-1, -2 i -9 i MT1-MMP također cijepaju pročišćeni -syn, iako manje efikasno od MMP-3 [28]. Čini se da je MMP-3 uključen u dopaminergičku neurodegeneraciju, neuroinflamaciju i integritet BBB u PD; međutim, bit će potrebne daljnje studije kako bi se razjasnila uloga svih ovih MMP u PD i da li njihova specifična inhibicija može predstavljati valjanu terapijsku strategiju. Ovdje su nivoi MMP-9 bili viši u suzama pacijenata sa PD, kako pacijenata sa iPD-om (28- puta) tako i onih koji nose mutaciju E46K-SNCA (3- puta).
Potonji pacijenti sa PD nisu razvili blefaritis, što sugerira da povećanje koncentracije MMP-9 nije tako snažno povezano s blefaritisom kao s patologijom PD. Međutim, odvojeno analizirajući iPD grupe, vidimo da postoji jača prekomjerna ekspresija MMP-9 kod pacijenata sa IPD-om sa blefaritisom, 3,08 puta nego kod pacijenata sa IPD-om bez blefaritisa. Prethodno smo proučavali doprinos ovog MMP-a suzama kod pacijenata sa patologijama očne površine [29,30]. Međutim, bit će potrebne daljnje studije kako bi se utvrdilo da li je povećanje MMP-9 direktno povezano s PD ili patologijama očne površine koje bi mogle promijeniti analizu suza.
Akumuliraju se dokazi o važnoj ulozi energetskog metabolizma u neurodegenerativnim bolestima, uključujući PD. Abnormalne frakcije lipida i lipidna peroksidacija su procijenjene kod pacijenata sa PD [31], i kao rezultat toga, frakcije lipida su predložene kao mogući zaštitni biomarkeri PD. Nedavne epidemiološke studije na prospektivnoj kohorti ili sa dizajnom slučaj-kontrola pokušale su da procijene povezanost između frakcija lipida i rizika od PD [32–35]. Neke od ovih studija imale su male veličine uzoraka, dok su druge ispitivale samo specifične frakcije lipida, uglavnom holesterol, ili su kontrolisale ograničen broj potencijalnih zbunjujućih faktora. Iako je uočena konzistentna povezanost između viših nivoa holesterola i nižeg rizika od PD, osnovni uzrok je nepoznat i treba procijeniti da li se slični rezultati vide i za druge frakcije lipida. U uzorcima suza koji su ovdje testirani, čini se da su članovi porodice apolipoproteina (APO) deregulirani, porodice proteina uključenih u mnoge neurodegenerativne poremećaje. APOE protein učestvuje u nekoliko moždanih poremećaja, uključujući AD, MS, traumatske lezije na mozgu i Creutzfeldt-Jakobovu bolest [36-38], što povećava mogućnost da ApoE takođe igra značajnu ulogu u razvoju PD. Nadalje, viši nivoi holesterola su otkriveni u mozgu transgenog mišjeg modela PD, a budući da su APO uključeni u održavanje homeostaze holesterola, moguća povezanost između APO i PD može postojati [39].
Međutim, nekoliko studija se fokusiralo na ulogu APO u PD. U CNS-u, APO proizvode glijalne ćelije i preuzimaju ih neuroni da bi se koristili u rastu aksona i za sinaptičku aktivnost. Nadalje, smatra se da ApoE ima neuroprotektivnu ulogu, sprječavajući apoptozu neurona i retinalnih ganglijskih stanica (RGC) [40]. Na ekspresiju APO u ljudskom mozgu utiču tip APO i starost pojedinca. Od različitih APO, ApoE, ApoD i ApoJ su najjače izraženi u mozgu. Međutim, nivoi njihove ekspresije mogu se promijeniti u različitim fazama života i, na primjer, postoji 50 posto više ApoE u neonatalnom mozgu nego u mozgu odrasle osobe, dok je u mozgu odrasle osobe otprilike 10 puta više ApoD i ApoJ nego u onom embriona. ApoD se uglavnom izražava u mozgu, perifernim nervima, posteljici, plućima, jajnicima i slezeni [41]. U našim uzorcima suza, čini se da je ApoD pretjerano izražen kod pacijenata sa PD. Glijalne ćelije blizu SN pacijenata sa PD imaju više ApoD, za koji se smatra da je povezan sa oksidativnim stresom, jer ApoD štiti ćelije od oksidativnog stresa, a njegova pojačana ekspresija inhibira peroksidaciju lipida [42].
Zaista, izgleda da ekspresija ApoD u moždanom stablu štiti od neurodegeneracije, au oštećenom mozgu neuroni ne eksprimiraju ApoD [41]. Stoga, ApoD u suzama opravdava daljnje studije kod pacijenata s PD i onih s drugim neurodegenerativnim bolestima kako bi se procijenilo da li ima istinski neuroprotektivni učinak kod takvih pacijenata. Među ostalim proteinima za koje je utvrđeno da su deregulirani u ovoj studiji, odabrana je mala grupa zbog njihove uključenosti u neurodegenerativne procese, posebno u lizozomalnu autofagiju ili neuronski transport. Predloženo je da put ubikvitin-proteazoma (UPP) igra ključnu ulogu u degradaciji -syn [43]; međutim, sve je više dokaza da lizozom takođe može posredovati u degradaciji -syn [44,45]. Bez obzira na tačan put autofagije kojim -syn ulazi u lizozom, pretpostavlja se da se on brzo razgrađuje "sinukleinazom" u normalnim uslovima. U dopaminergičkim neuronima postoji dinamička ravnoteža između različitih konformacijskih oblika i oligomernih stanja proteina -syn, koja je modulirana faktorima koji mogu ubrzati ili inhibirati agregaciju i formiranje fibrila [46]. Identifikacija i karakterizacija toksičnih -syn vrsta su još uvijek nepotpune, a mnoge studije su se fokusirale na različita stanja agregacije proteina.
Ove studije su pokušale utvrditi odgovaraju li toksične vrste netopivim fibrilarnim proteinima koji se nalaze uglavnom u LB ili, obrnuto, oligomerima ili protofibrilima pre-fibrilarnih proteina. Sve je više dokaza in vivo i in vitro da su oligomerne vrste patološki najrelevantnije izoforme [47,48], a čak je i predloženo da LB mogu biti zaštitni, predstavljajući oblik agresoma. U fiziološkim okolnostima, -syn je aktivan u sinapsama i uključen je u procese kao što su formiranje, promet i spajanje sinaptičkih vezikula (SV). Takođe je povezan sa recikliranjem SV i skladištenjem dopamina.
Fosforilacija i defosforilacija -syn pokreću aktivaciju i deaktivaciju ovog proteina, koji je također kontroliran lizozomalnom autofagijom i degradacijom proteasoma potaknutom ubikvitinilacijom [49]. U patološkim stanjima izazvanim različitim stimulansima, -syn podliježe nepravilnom savijanju, mutaciji ili fosforilaciji što dovodi do njegove agregacije, utječe na formiranje i spajanje lizosomskih vezikula bez stvaranja lizosomske autofagije i dovodi do njegovog taloženja u dopaminergičkim LB neuronima, formiranju i apoptozu [49]. Ovdje predstavljeni rezultati pokazuju da među proteinima koji su deregulirani u suznoj tekućini pacijenata s PD, kako pacijenata s iPD-om tako i nosilaca E46K-SNCA mutacije, postoje dva proteina povezana s lizozomalnom autofagijom: CATD i ASAH1. CATD je važna lizosomalna aspartil proteaza, i, zanimljivo, nedostatak CATD i njegova enzimska inaktivacija kod ljudi rezultira ranim početkom progresivne i na kraju fatalne neurodegeneracije, koja je klasificirana kao jedan od nekoliko neuronskih ceroidnih lipofuscinoza (NCL) sindroma [50,51 ]. In vitro, CATD proizvodi djelomičnu proteolizu rekombinantnog -syn [52], a sposobnost CATD da reguliše -syn je procijenjena u divljim i mutantnim dopaminergičkim ćelijama u kulturi.
Osim toga, proučavani su mozgovi nekoliko sisara s nedostatkom CATD sa NCL kako bi se procijenila endogena obrada -syn, i, posljedično, zaključeno je da enzimska aktivnost CATD igra važnu ulogu u metabolizmu -syn. ASAH1 protein je lizozomalni enzim koji pretvara lizosomalni ceramid u sfingozin. Inhibicija ASAH1 povećava nivoe ceramida, takođe smanjujući količinu oksidiranog -syn i ubikvitinilovanog proteina u dopaminergičkim neuronima koji potiču od pacijenata sa PD. Smanjenje nivoa ceramida zbog pojačane aktivnosti ASAH1 može doprinijeti akumulaciji intracelularnog -syn jer mijenja lizozomalnu autofagiju, možda inhibirajući oslobađanje -syn u ekstracelularni prostor.
DYHC1 i LMNA su još dva relevantna proteina deregulirana u suzama pacijenata sa PD. DYHC1 je protein uključen u kretanje organela unutar ćelije i retrogradni transport u aksonima. Među ostalim neurodegenerativnim bolestima, on je uključen u AD i PD. Promjene DYHC1 uzrokuju loš transport do njegove normalne sinaptičke lokacije i slab klirens proteina, kao što je onaj lizosomalne proteaze katepsina D [53]. Ovaj predloženi slijed događaja stvorio bi autokatalitičku spiralu u kojoj procesi koji dovode do inhibicije transporta aksona i proizvodnje fosforiliranog -sina postaju međusobno stimulirajući, pružajući racionalno objašnjenje za rani sinaptički gubitak u strijatumu pacijenata s PD. Konačno, prekomjerna ekspresija LMNA proteina u PD suzi je implicirana u demijelinizaciji, ali to do danas nije bilo povezano s PD [54].
Međutim, ovo je pravac koji zaslužuje da se razmotri u budućim studijama. Ova studija ima neka ograničenja, kao što je mali broj uključenih pacijenata, pa je treba smatrati pilot studijom i to treba uzeti u obzir pri tumačenju rezultata. Osim toga, bilo bi neophodno potvrditi kandidate za proteine, ne samo u većoj kohorti, već i provjeriti da li se pojavljuju u drugim tjelesnim tekućinama (tj. krvi ili cerebrospinalnoj tekućini). Također je važno imati na umu da su mogući mehanizmi predloženi u ovom članku samo hipoteze koje bi trebalo provjeriti u daljim studijama. Osim toga, treba napomenuti da, budući da su pretraživanja baze podataka uzela u obzir kanonske sekvence proteina, nisu dobijene informacije o proteoformama. Iako bi ovo moglo predstavljati ograničenje u specifičnosti rezultata, vjerujemo da su informacije dobijene na nivou kanonske sekvence još uvijek od velike vrijednosti i pružaju vrijedan uvid u molekularne karakteristike bolesti.
Međutim, prilikom tumačenja podataka treba imati na umu mogućnost da određene proteoforme mogu biti odgovorne za komentarisane rezultate.
5. Zaključci
U ovoj pilot studiji, proteomska analiza je otkrila da su određeni proteini povećani u suzama pacijenata sa PD, uglavnom onih koji su uključeni u funkciju lizosoma. Važnost ove studije u identifikaciji proteina u suzi koji su uključeni u neurodegeneraciju treba istaći kao njihov odnos sa pacijentima sa PD sa agresivnim fenotipom bolesti. Budući da je ovo bila pilot studija, proučavan je samo ograničen broj pacijenata. Ograničenje studije je razlika u godinama između kontrolne grupe i grupe PD. Analiza sa uzorcima suza kod zdravih osoba bez očnih patologija je komplikovana jer je u određenoj dobi teško pronaći dobrovoljce bez promjena u suznom filmu. Buduća ispitivanja s većim grupama pacijenata omogućit će nam da identificiramo specifične biomarkere za PD koji bi idealno pomogli da se predvidi početak ove bolesti.
Ipak, ovdje pružamo dokaze da se proteom pojedinačnih pacijenata može analizirati korištenjem samo ograničene količine suza. Uz dobru obuku, najbolji način za ekstrakciju suza za proteomske studije je korištenje staklene kapilare, čime se izbjegava kontaminacija ćelija koja može nastati kada se koriste Schirmerove trake. U budućim studijama, nadamo se da ćemo potvrditi rezultate predstavljene ovdje i identificirati endofenotipove PD kroz proteomski profil suze, koji bi mogao poslužiti za postizanje rane dijagnoze PD.
Reference
1 George, JM Sinukleini. Genome Biol. 2001, 3, 1–6. [CrossRef]
2. Love, S. Neuropatološko istraživanje demencije: Vodič za neurologe. J. Neurol. Neurosurg. Psihijatrija 2005, 76 (Suppl. 5), v8–v14. [CrossRef]
3. Spillantini, MG; Schmidt, ML; Lee, VM-Y.; Trojanowski, JQ; Jakes, R.; Goedert, M. -Sinuklein u Lewyjevim tijelima. Nature 1997, 388, 839–840. [CrossRef]
4. Atik, A.; Stewart, T.; Zhang, J. Alpha-Synuclein kao biomarker za Parkinsonovu bolest. Brain Pathol. 2016, 26, 410–418. [CrossRef] [PubMed]
5. Satake, W.; Nakabayashi, Y.; Mizuta, I.; Hirota, Y.; Ito, C.; Kubo, M.; Kawaguchi, T.; Tsunoda, T.; Watanabe, M.; Takeda, A.; et al. Studija asocijacije na genomu identificira uobičajene varijante na četiri lokusa kao genetske faktore rizika za Parkinsonovu bolest. Nat. Genet. 2009, 41, 1303–1307. [CrossRef] [PubMed]
6. Polymeropoulos, MH; Higgins, JJ; Golbe, LI; Johnson, WG; Ide, SE; Di Iorio, G.; Sanges, G.; Stenroos, ES; Pho, LT; Schaffer, AA; et al. Mapiranje gena za Parkinsonovu bolest na hromozom 4q21-q23. Science 1996, 274, 1197–1199. [CrossRef] [PubMed]
7. Zarranz, JJ; Alegre, J.; Gomez-Esteban, JC; Lezcano, E.; Ros, R.; Ampuero, I.; Vidal, L.; Hoenička, J.; Rodriguez, O.; Atarés, B.; et al. Nova mutacija, E46K, -sinukleina uzrokuje Parkinsonovu bolest i demenciju Lewyjevog tijela. Ann. Neurol. 2003, 55, 164–173. [CrossRef]
8. Archibald, NK; Clarke, MP; Mosimann, UP; Burn, DJ Vizuelni simptomi kod Parkinsonove bolesti i Parkinsonove bolesti demencije. Mov. Disord. 2011, 26, 2387–2395. [CrossRef] [PubMed]
9. Safranow, K.; Nowacka, B.; Lubi ´nski, W.; Honczarenko, K.; Potemkowski, A. Oftalmološke karakteristike Parkinsonove bolesti. Med Sci. Monit. 2014, 20, 2243–2249. [CrossRef] [PubMed]
10. Česnokova, NB; Pavlenko, TA; Ugrumov, MV Oftalmološki poremećaji kao manifestacija Parkinsonove bolesti. Zhurnal Nevrologii i Psikhiatrii Imeni SS Korsakova 2017, 117, 124–131. [CrossRef] [PubMed]
11. Murueta-Goyena, A.; Del Pino, R.; Galdós, M.; Arana, B.; Acera, M.; Carmona-Abellán, M.; Fernández-Valle, T.; Tijero, B.; Lucas-Jiménez, O.; Ojeda, N.; et al. Debljina retine predviđa rizik od kognitivnog pada kod Parkinsonove bolesti. Ann. Neurol. 2020, 89, 165–176. [CrossRef]
12. Nakahara, T.; Mori, A.; Kurauchi, Y.; Sakamoto, K.; Ishii, K. Neurovaskularne interakcije u retini: fiziološke i patološke uloge. J. Pharmacol. Sci. 2013, 123, 79–84.3. [CrossRef]
13. Lopatina, EV; Penniyaynen, VA; Tsyrline, VA Utjecaj norepinefrina i selektivnih blokatora 1 -adrenoceptora na rast eksplantata tkiva retine. Bik. Exp. Biol. Med. 2012, 153, 48–50. [CrossRef] [PubMed]
14. Bowd, C.; Zangwill, LM; Weinreb, RN; Girkin, Kalifornija; Fazio, MA; Liebmann, JM; Belghith, A. Racial Differences in Race of Change of Spectral-Domain Optical Coherence Tomography – Measured Minimum Rim Width and Retinal Nerve Fiber Layer Thickness. Am. J. Ophthalmol. 2018, 196, 154–164. [CrossRef] [PubMed] 15. Wisniewski, JR; Zougman, A.; Nagaraj, N.; Mann, M. Univerzalna metoda pripreme uzoraka za analizu proteoma. Nat. Metode 2009, 6, 359–362. [CrossRef]
16. Meier, F.; Geyer, PE; Winter, SV; Cox, J.; Mann, M. BoxCar metoda akvizicije omogućava jednokratnu proteomiku na dubini od 10,000 proteina za 100 minuta. Nat. Metode 2018, 15, 440–448.3. [CrossRef] [PubMed]
17. Tyanova, S.; Temu, T.; Sinitcyn, P.; Carlson, A.; Hein, MY; Geiger, T.; Mann, M.; Cox, J. Perseus računarska platforma za sveobuhvatnu analizu podataka (prote)omike. Nat. Metode 2016, 13, 731–740. [CrossRef] [PubMed]
18. Perez-Riverol, Y.; Csordas, A.; Bai, J.; Bernal-Llinares, M.; Hewapathirana, S.; Kundu, DJ; Inuganti, A.; Griss, J.; Mayer, G.; Eisenacher, M.; et al. Baza podataka PRIDE i povezani alati i resursi u 2019.: Poboljšanje podrške za podatke kvantifikacije. Nukleinske kiseline Res. 2019, 47, D442–D450. [CrossRef]
19. Boerger, M.; Funke, S.; Leha, A.; Roser, A.-E.; Wuestemann, A.-K.; Maass, F.; Bähr, M.; Grus, F.; Lingor, P. Proteomska analiza suzne tečnosti otkriva obrasce specifične za bolest kod pacijenata sa Parkinsonovom bolešću – pilot studija. Park. Relat. Disord. 2019, 63, 3–9. [CrossRef]
20. Arlehamn, CSL; Garretti, F.; Sulzer, D.; Sette, A. Uloge za adaptivni imuni sistem kod Parkinsonove i Alchajmerove bolesti. Curr. Opin. Immunol. 2019, 59, 115–120. [CrossRef]
21. Sulzer, D.; Surmeier, DJ Neuronska ranjivost, patogeneza i Parkinsonova bolest. Mov. Disord. 2013, 28, 715–724. [CrossRef]
22. Martin, TA; Mansel, RE; Jiang, WG Antagonistički učinak NK4 na HGF/SF inducirao je promjene u transendotelnoj rezistenciji (TER) i paracelularnoj permeabilnosti ljudskih vaskularnih endotelnih ćelija. J. Cell. Physiol. 2002, 192, 268–275. [CrossRef]
23. Zloković, BV Krvno-moždana barijera u zdravlju i hroničnim neurodegenerativnim poremećajima. Neuron 2008, 57, 178–201. [CrossRef]
24. Feng, S.; Cen, J.; Huang, Y.; Shen, H.; Yao, L.; Wang, Y.; Chen, Z. Matrix metaloproteinase-2 i -9 koje luče leukemijske ćelije povećavaju propusnost krvno-moždane barijere narušavanjem proteina čvrstog spoja. PLOS ONE 2011, 6, e20599. [CrossRef]
25. Gu, Y.; Zheng, G.-Q.; Xu, M.; Li, Y.; Chen, X.; Zhu, W.; Tong, Y.; Chung, SK; Liu, KJ; Shen, J. Caveolin-1 reguliše aktivnost matriksnih metaloproteinaza posredovanih dušičnim oksidom i permeabilnost krvno-moždane barijere kod fokalne cerebralne ishemije i reperfuzijske ozljede. J. Neurochem. 2011, 120, 147–156. [CrossRef] [PubMed]
26. Yang, Y.; Estrada, EY; Thompson, JF; Liu, W.; Rosenberg, GA Poremećaj proteina čvrstog spoja u cerebralnim sudovima posredovan matriksnom metaloproteinazom poništen je sintetičkim inhibitorom matrične metaloproteinaze kod fokalne ishemije kod pacova. J. Cereb. Blood Flow Metab. 2007, 27, 697–709. [CrossRef] [PubMed]
27. Lorenzl, S.; Albers, DS; Narr, S.; Chirichigno, J.; Beal, M. Ekspresija MMP-2, MMP-9 i MMP-1 i njihovih endogenih kontraregulatora TIMP-1 i TIMP-2 u postmortalnom moždanom tkivu Parkinsonove bolesti Bolest. Exp. Neurol. 2002, 178, 13–20. [CrossRef] [PubMed]
28. Kim, ST; Kim, E.-M.; Choi, JH; Sin, HJ; Ji, IJ; Joh, TH; Chung, SJ; Hwang, O. Matrix metaloproteinase-3 doprinosi ranjivosti nigralnih dopaminergičkih neurona. Neurochem. Int. 2010, 56, 161–167. [CrossRef]
29. Acera, A.; Vecino, E.; Duran, JA Tear MMP{1}} Nivoi kao marker upale očne površine kod konjunktivohalaze. Investig. Opthalmol. Vis. Sci. 2013, 54, 8285–8291. [CrossRef]
30. Recalde, JI; Duran, JA; Rodriguez-Agirretxe, I.; Soria, J.; Sanchez-Tena, MA; Pereiro, X.; Suarez, T.; Acera, A. Promjene u nivoima biomarkera suza u keratokonusu nakon umrežavanja kolagena rožnjače. Mol. Vis. 2019, 25, 12–21. [PubMed]
31. Dexter, DT; Carter, CJ; Wells, FR; Javoy-Agid, F.; Agid, Y.; Lees, A.; Jenner, P.; Marsden, CD Bazalna lipidna peroksidacija u Substantia Nigra je povećana kod Parkinsonove bolesti. J. Neurochem. 1989, 52, 381–389. [CrossRef] [PubMed]
32. Huang, X.; Abbott, RD; Petrović, H.; Mailman, RB; Ross, GW Nizak LDL holesterol i povećan rizik od Parkinsonove bolesti: Prospektivni rezultati Honolulu-azijske studije starenja. Mov. Disord. 2008, 23, 1013–1018. [CrossRef] [PubMed]
33. Huang, X.; Alonso, A.; Guo, X.; Umbach, DM; Lichtenstein, ML; Ballantyne, CM; Mailman, R.; Mosley, TH; Chen, H. Statini, holesterol u plazmi i rizik od Parkinsonove bolesti: prospektivna studija. Mov. Disord. 2015, 30, 552–559. [CrossRef]
34. Ma, VR; Gurevich, T.; Giladi, N.; El-Ad, B.; Tsamir, J.; Hemo, B.; Peretz, C. Viši holesterol u serumu i smanjen rizik od Parkinsonove bolesti: kohortna studija bez statina. Mov. Disord. 2018, 33, 1298–1305.
35. Zhang, L.; Wang, X.; Wang, M.; Sterling, NW; Du, G.; Lewis, MM; Yao, T.; Mailman, RB; Li, R.; Huang, X. Cirkulirajući nivoi holesterola mogu biti povezani sa faktorima koji utiču na rizik od Parkinsonove bolesti. Front. Neurol. 2017, 8, 501. [CrossRef]
36. Tamam, Y.; Tasdemir, N.; Yalman, M.; Tamam, B. Povezanost genotipova apolipoproteina E s prognozom kod multiple skleroze. EUR. Rev. Med. Pharmacol. Sci. 2011, 15, 1122–1130.
37. Ponsford, J.; McLaren, A.; Schönberger, M.; Burke, R.; Rudzki, D.; Olver, J.; Ponsford, M. Povezanost između apolipoproteina E i težine traumatske ozljede mozga i funkcionalnog ishoda u uzorku rehabilitacije. J. Neurotrauma 2011, 28, 1683–1692. [CrossRef]
38. Amouyel, P.; Francuska istraživačka grupa za epidemiologiju humanih spongiformnih encefalopatija; Vidal, O.; Laplanche, J.-L.; Launay, J. Aleli apolipoproteina E kao glavni faktori osjetljivosti na Creutzfeldt-Jakobovu bolest. Lancet 1994, 344, 1315–1318. [CrossRef]
39. Koob, AO; Ubhi, K.; Paulsson, JF; Kelly, J.; Rockenstein, E.; Mante, M.; Adame, A.; Masliah, E. Lovastatin poboljšava akumulaciju i oksidaciju sinukleina u transgenim mišjim modelima -sinukleinopatija. Exp. Neurol. 2010, 221, 267–274. [CrossRef]
40. Hayashi, H.; Campenot, RB; Vance, DE; Vance, JE Lipoproteini koji sadrže apolipoprotein E štite neurone od apoptoze putem signalnog puta koji uključuje proteine povezane s receptorima lipoproteina niske gustine-1. J. Neurosci. 2007, 27, 1933–1941. [CrossRef]
41. Navarro, A.; Mendez, E.; Diaz, C.; del Valle, E.; Martinez-Pinilla, E.; Ordonez, C.; Tolivia, J. Cjeloživotna ekspresija apolipoproteina D u ljudskom moždanom deblu: korelacija sa smanjenom neurodegeneracijom uzrokovanom starenjem. PLOS ONE 2013, 8, e77852. [CrossRef] [PubMed]
42. Elliott, DA; Weickert, CS; Garner, B. Apolipoproteini u mozgu: implikacije za neurološke i psihijatrijske poremećaje. Clin. Lipidol. 2010, 5, 555–573. [CrossRef] [PubMed]
43. Leroy, E.; Anastasopoulos, D.; Konitsiotis, S.; Lavedan, C.; Polymeropoulos, MH Delecije u Parkin genu i genetska heterogenost u grčkoj porodici sa ranim početkom Parkinsonove bolesti. Hum. Genet. 1998, 103, 424–427. [CrossRef] [PubMed]
44. Shin, Y.; Klucken, J.; Patterson, C.; Hyman, BT; McLean, PJ Ko-šaperon karboksilni kraj proteina koji interaguje sa Hsp70- (CHIP) posreduje u donošenju odluka o degradaciji alfa-sinukleina između proteazomalnih i lizozomalnih puteva. J. Biol. Chem. 2005, 280, 23727–23734. [CrossRef] [PubMed]
45. Webb, JL; Ravikumar, B.; Atkins, J.; Skepper, JN; Rubinsztein, DC Alfa-sinuklein se razgrađuje i autofagijom i proteazomom. J. Biol. Chem. 2003, 278, 25009–25013. [CrossRef]
46. Dehay, B.; Bourdenx, M.; Gorry, P.; Przedborski, S.; Vila, M.; Hunot, S.; Singleton, A.; Olanow, CW; trgovac, KM; Bezard, E.; et al. Ciljanje alfa-sinukleina za liječenje Parkinsonove bolesti: Mehanistička i terapijska razmatranja. Lancet Neurol. 2015, 14, 855–866. [CrossRef] 47. Bengoa-Vergniory, N.; Roberts, RF; Wade-Martins, R.; Alegre-Abarrategui, J. Alfa-sinuklein oligomeri: Nova nada. Acta Neuropathol. 2017, 134, 819–838. [CrossRef]
48. Rockenstein, E.; Nuber, S.; Overk, CR; Ubhi, K.; Mante, M.; Patrick, C.; Adame, A.; Trejo-Morales, M.; Gerez, J.; Picotti, P.; et al. Akumulacija alfa-sinukleina sklonog oligomerima pogoršava sinaptičku i neuronsku degeneraciju in vivo. Brain 2014, 137, 1496–1513. [CrossRef]
49. Datta, I.; Ganapathy, K.; Razdan, R.; Bhonde, R. Lokacija i broj astrocita određuju preživljavanje i funkciju dopaminergičkog neurona pod 6-OHDA stresom posredovanim kroz diferencijalno oslobađanje BDNF. Mol. Neurobiol. 2017, 55, 5505–5525. [CrossRef]
50. Partanen, S.; Haapanen, A.; Kielar, C.; Pontikis, C.; Aleksandar, N.; Inkinen, T.; Saftig, P.; Gillingwater, TH; Cooper, JD; Tyynela, J. Sinaptičke promjene u talamokortikalnom sistemu miševa s nedostatkom katepsina D: model humane kongenitalne neuronske ceroid-lipofuscinoze. J. Neuropathol. Exp. Neurol. 2008, 67, 16–29. [CrossRef]
52. Siintola, E.; Partanen, S.; Stromme, P.; Haapanen, A.; Haltia, M.; Maehlen, J.; Lehesjoki, AE; Tyynela, J. Deficit katepsina D leži u osnovi kongenitalne humane neuronske ceroid-lipofuscinoze. Brain 2006, 129, 1438–1445. [CrossRef] [PubMed]
52. Cullen, V.; Lindfors, M.; Ng, J.; Paetau, A.; Swinton, E.; Kolodziej, P.; Boston, H.; Saftig, P.; Woulfe, J.; Feany, MB; et al. Nivo ekspresije katepsina D utiče na obradu alfa-sinukleina, agregaciju i toksičnost in vivo. Mol. Brain 2009, 2, 5. [CrossRef] [PubMed]
53. Chu, J.; Thomas, LM; Watkins, SC; Franchi, L.; Nunez, G.; Salter, RD Citolizini ovisni o holesterolu induciraju brzo oslobađanje zrelog IL-1beta iz mišjih makrofaga na način zavisan od NLRP3 inflamasoma i katepsin B. J. Leukoc. Biol. 2009, 86, 1227–1238. [CrossRef]
54. Padiath, QS; Fu, YH Autosomno dominantna leukodistrofija uzrokovana duplikacijama lamina B1 klinička i molekularna studija slučaja promijenjene nuklearne funkcije i bolesti. Metode Cell Biol. 2010, 98, 337–357.
za više informacija:ali.ma@wecistanche.com
