跟着Nature大佬来学习神经退行性疾病的研究思路

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。

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

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。

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

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。

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

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。

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。

MSD机型：

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。

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。

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。

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。

神经领域研究更多资源

1.关键靶点

2. 成品试剂盒

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