《Cell Stem Cell》：全自动Digital Western助力阿尔兹海默症干细胞研究

ProteinSimple

2021.8.16

2021年6月7日，FDA宣布加速审批渤健生物（Biogen）单抗药物Aduhelm（Aducanumab：靶向β淀粉样蛋白单抗）上市，用于治疗阿尔兹海默症（Alzheimer’s disease, AD）源性轻度认知障碍（Mild cognitive impairment, MCI）及轻度阿尔兹海默症。这是自2003年以来，FDA批准的首个阿尔兹海默症治疗新药，也是首个能阻止AD疾病进展的药物。在此之前FDA批准针对AD的药物都属于症状缓解类药物，不会改变病程或潜在的神经变性。因此Aduhelm获得批准上市后，受到了全球各界人士的关注与争论。当然也为无数研究AD疾病的科学家带来了曙光和鼓舞。

来自美国和奥地利等地的科学家，将阿尔兹海默症患者的成纤维细胞直接诱导神经元(Induced neurons, iNs)，此神经元模型保留了人类衰老的重要表征，相应结果发表在Cell Stem Cell（IF：20.860）。

研究背景

研究AD疾病机理或者药效学的科学家往往利用一种模拟AD患者的病理生理学的模型系统。例如可以从AD患者的成纤维细胞生成诱导性多能干细胞（Induced pluripotent stem cell, iPSC），再由iPSC诱导生成神经元，这些神经元在分化的早期阶段，通常会表现出AD的相关表型，例如Aβ生成升高等。但是重新编程为的iPSC衍生的神经元几乎没有其供体年龄的痕迹，因此iPSC相关的细胞再生在尝试模拟年龄依赖性疾病时是一项重大挑战，这意味着用iPSC诱导产生的神经元作为研究年龄依赖性的阿尔兹海默症的模型仍然会有很多不足。

研究内容

来自美国和奥地利等地的科学家，使用AD患者的成纤维细胞直接转化诱导神经元(iNs)，从而生成了一个与年龄等效的神经元模型：AD患者来源的iNs表现出强大的神经元转录组特征，即具有成熟神经元特性的下调、未成熟神经元特性和祖细胞样信号通路的上调。纵向神经元分化轨迹数据表明AD iNs具有一种应激、细胞周期和去分化为特征的未成熟神经元特性。表观遗传分析揭示了AD iNs存在一种潜在的异常神经元状态，它与恶性转化和年龄依赖性表观遗传损伤有相似之处。而由AD iPSC衍生的神经元，这些神经元没有显示出显著的疾病相关转录组特征，表明成纤维细胞衍生的iNs更接近地反映老年人大脑阶段。进而验证了AD相关的神经元变化是一种年龄依赖型的神经元损伤。

全自动Digital Western检测iNs中Tau蛋白

Total Tau（TG5）：总Tau蛋白

P-Tau Ser396/404：Ser396/404位点磷酸化的Tau蛋白

P-Tau Thr212/214：Thr212/214位点磷酸化的Tau蛋白

Misfolded Tau：错误折叠的Tau蛋白

利用全自动Digital Western技术检测iNs中的不同类型Tau蛋白水平，结果显示了iNs中Tau蛋白不同的异构体分布情况以及不同磷酸化修饰和错误折叠的Tau的表达情况。对不同Tau蛋白的化学信号图谱做进一步分析，发现带有相同颜色的信号峰可以作为总Tau不同来源峰的鉴定。正因为全自动Digital Western是化学发光信号的图谱直接进行峰面积定量，定量后的数值再拟合为Western泳道图，所以真正体现了Western的数字化，及Digital Western！