近接拡張アッセイによるアルツハイマー病の血液由来細胞外ベシクルベースの新規バイオマーカーの同定

Novel Blood-Derived Extracellular Vesicle-Based Biomarkers in Alzheimer's Disease Identified by Proximity Extension Assay.

• Jonas Ellegaard Nielsen
• Kamilla Sofie Pedersen
• Karsten Vestergård
• Raluca Georgiana Maltesen
• Gunna Christiansen
• Søren Lundbye-Christensen
• Torben Moos
• Søren Risom Kristensen
• Shona Pedersen

抄録

アルツハイマー型認知症（AD）のバイオマーカーは容易に入手できるものがなく、確立された臨床マーカーの適用は限られています。血液はバイオマーカー発見のための一般的なバイオ流体であり、細胞外小胞（EV）はAD関連のバイオマーカーを探索するためのマトリックスとなる可能性がある。そこで我々は、血漿とEV中の神経・炎症過程に関連するタンパク質を調べた。近接拡張アッセイ（PEA）により、AD患者（=10）、軽度認知障害（MCI、=10）、健常対照者（=10）の血漿とEVに含まれる182個のタンパク質を測定した。血漿由来のEVは20,000×1時間、4℃で濃縮され、ナノ粒子追跡分析（NTA）、ウエスタンブロッティング、透過型電子顕微鏡（IEM）を用いて確認された。CD9 EV の存在は、ウエスタンブロッティングおよび IEM により確認された。NTAでは粒子濃度や粒子径に群間差は認められなかった。しかし、被験者間で有意なタンパク質プロファイルが観察された。いくつかのタンパク質とその比率は、認知障害者と健常者を区別することができた。血漿TGF-│α│CCL20（AUC = 0.96, 95% CI = 0.88-1.00, = 0.001）とEV CLEC1B│CCL11（AUC = 0.95, 95% CI = 0.86-1.00, = 0.001）は診断能力を示した。PEAを用いて、健常対照者とAD患者を区別できるタンパク質プロファイルを同定した。EVは、血漿のみでは観察されないADに関連する追加の生物学的情報を提供した。

Easily accessible biomarkers for Alzheimer's dementia (AD) are lacking and established clinical markers are limited in applicability. Blood is a common biofluid for biomarker discoveries, and extracellular vesicles (EVs) may provide a matrix for exploring AD related biomarkers. Thus, we investigated proteins related to neurological and inflammatory processes in plasma and EVs. By proximity extension assay (PEA), 182 proteins were measured in plasma and EVs from patients with AD ( = 10), Mild Cognitive Impairment (MCI, = 10), and healthy controls ( = 10). Plasma-derived EVs were enriched by 20,000× , 1 h, 4 °C, and confirmed using nanoparticle tracking analysis (NTA), western blotting, and transmission electron microscopy with immunolabelling (IEM). Presence of CD9 EVs was confirmed by western blotting and IEM. No group differences in particle concentration or size were detected by NTA. However, significant protein profiles were observed among subjects, particularly for EVs. Several proteins and their ratios could distinguish cognitively affected from healthy individuals. For plasma TGF-α│CCL20 (AUC = 0.96, 95% CI = 0.88-1.00, = 0.001) and EVs CLEC1B│CCL11 (AUC = 0.95, 95% CI = 0.86-1.00, = 0.001) showed diagnostic capabilities. Using PEA, we identified protein profiles capable of distinguishing healthy controls from AD patients. EVs provided additional biological information related to AD not observed in plasma alone.