线粒体外膜转位酶70作为阿尔茨海默病生物标志物的影响预测

Impact prediction of translocation of the mitochondrial outer membrane 70 as biomarker in Alzheimer's disease.

作者信息Xi Cao, Yanting Chen, Xiaoyu Sang, Shunliang Xu, Zhaohong Xie, Zhengyu Zhu, Ping Wang, Jianzhong Bi, Linlin Xu
PMID36408108
发布时间2022-11-14
DOI10.3389/fnagi.2022.1013943

实验完整度

包含临床样本(AD、DLB、PSD患者)和动物模型(APP/PS1小鼠)及细胞实验(HT22细胞),有RT-qPCR、Western blot、免疫荧光等验证,但缺乏分子机制的深入验证。

主要模型

APP/PS1转基因小鼠 HT22海马神经元细胞系 AD、DLB、PSD患者外周血样本

重点核对

TOM70 mRNA水平在AD患者外周血中显著降低(fold change=2.20) TOM70 mRNA水平与MTA评分负相关(r=-0.709) TOM70 mRNA水平与MMSE评分正相关(r=0.753) HT22细胞经20μM Aβ25-35处理24小时TOM70表达降低 5μM DAPT或20μM EUK 134处理可恢复Aβ25-35诱导的TOM70降低

摘要

线粒体功能障碍在阿尔茨海默病(AD)的发病机制中起着关键作用。线粒体外膜转位酶(TOM)复合物控制线粒体前体蛋白的输入,以在病理生理条件下维持线粒体功能。然而,其在AD发展中的作用仍不清楚。TOM70是TOM复合物中一种重要的转位酶。在本研究中,我们发现APP/PS1小鼠的外周血和海马中TOM70水平降低。此外,我们检测了AD、路易体痴呆(DLB)和卒中后痴呆(PSD)患者全血中TOM70的mRNA水平。我们的研究揭示,AD患者血液样本中TOM70的mRNA水平降低,这也与临床阶段的进展相关。因此,我们提出TOM70的表达可能成为AD诊断和疾病进展监测的有前景的生物标志物。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
TOM70在阿尔茨海默病中的表达变化及其作为外周血生物标志物的潜力。
核心机制
TOM70表达下降与AD的病理过程相关,可能涉及Aβ诱导的线粒体功能障碍。
主要证据
AD患者外周血TOM70 mRNA水平显著降低,且与疾病进展指标(MTA、CDR、MMSE、MoCA)相关;APP/PS1小鼠海马和外周血TOM70水平降低;Aβ25-35处理的HT22细胞TOM70降低,DAPT或EUK 134可恢复。
研究意义
TOM70可能作为AD诊断和疾病进展监测的潜在外周血生物标志物,为AD的机制研究提供方向。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

临床样本采集与分组

评估AD、DLB、PSD患者与对照组外周血TOM70表达差异。

从山东大学第二医院招募AD、DLB、PSD患者及年龄性别匹配的对照组,进行神经心理学评估(MMSE、MoCA、CDR)和MRI检查(MTA评分),采集外周血。

2

动物模型组织表达分析

检测APP/PS1小鼠不同月龄海马、皮层、小脑、外周血、肝和肌肉中TOM70的表达。

使用3、6、12月龄APP/PS1和C57BL/6J小鼠,通过RT-qPCR和Western blot检测TOM70 mRNA和蛋白水平,免疫荧光检测海马TOM70。

3

细胞模型验证

验证Aβ25-35处理对HT22细胞TOM70及其他TOM组分表达的影响,并检测DAPT或EUK134的恢复作用。

HT22细胞用20μM Aβ25-35处理24小时,部分随后用5μM DAPT或20μM EUK134处理24小时,检测TOM70、TOM40、TOM22、TOM20的mRNA和蛋白水平。

4

统计分析

评估TOM70表达与临床特征的相关性及诊断价值。

使用ROC曲线评估TOM70区分AD、DLB、PSD与对照的能力,使用偏相关分析TOM70与年龄、性别、MMSE、MoCA、CDR、MTA评分的关联。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
DMEM培养基Gibco10569010
胎牛血清LonseraS711-001S
青霉素-链霉素BasalMediaS110JV
β-淀粉样蛋白25-35MedChemExpressHY-P0128
DAPTSelleckS2215
EUK 134SelleckS4261
二甲基亚砜SolarbioD3871
TRIzol试剂Invitrogen15596018
Evo M-MLV逆转录试剂盒(含gDNA清除)Accurate Biology11705
SYBR Green预混液qPCR试剂盒Accurate Biology11701
PVDF膜MilliporeIPVH00010
脱脂牛奶SolarbioD8340
TOM70抗体Abcamab89624
TOM70抗体Proteintech14528-1-AP
TOM40抗体Proteintech18409-1-AP
TOM22抗体Proteintech11278-1-AP
TOM20抗体Proteintech11802-1-AP
β-actin抗体Proteintech20536-1-AP
GAPDH抗体Proteintech60004-1-AP
二抗ElabscienceE-AB-1034
ECL化学发光试剂盒MilliporeWBKIS0100
Triton X-100BeyotimeST795
正常山羊血清SolarbioSL038
TOM70抗体Santa Cruzsc-390545
二抗Abcamab150115
DAPISigmaF6057

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
临床样本采集
患者诊断标准(NIA-AA、DLB共识、PSD指南),神经心理学测试(MMSE、MoCA、CDR),MRI MTA评分,血样采集量(2ml)
阅读提示:Materials and Methods: Participants
动物实验
APP/PS1和C57BL/6J小鼠月龄(3、6、12个月),饲养环境(21-23°C,50-60%湿度,12h光暗循环),样本量(n=6)
阅读提示:Materials and Methods: Animal model; Figure legends 4-6
细胞实验
HT22细胞系,Aβ25-35浓度20μM处理24小时,DAPT 5μM或EUK134 20μM处理24小时,Aβ25-35聚集条件(37°C,5天)
阅读提示:Materials and Methods: Cell culture; Figure legend 7
TOM70检测
RT-qPCR引物序列(表1),Western blot抗体稀释比例(TOM70 1:1000, TOM40 1:2000, TOM22 1:500, TOM20 1:2000),免疫荧光抗体稀释(1:200)
阅读提示:Materials and Methods: Quantitative real-time polymerase chain reaction, Western blotting, Immunofluorescence; Table 1
统计分析
偏相关模型调整变量(年龄、性别、诊断),ROC分析,t检验类型(配对或非配对)
阅读提示:Materials and Methods: Statistical analysis; Table 3