编辑推荐：
本文通过对遗传性额颞叶痴呆（FTD）患者脑脊液进行非靶向质谱分析，发现不同遗传亚型存在共享和独特的蛋白质组改变，还识别出与疾病严重程度及认知下降相关的蛋白质模块，为 FTD 研究和疾病标志物开发提供了重要资源。
引言
额颞叶痴呆（FTD）是一组进行性神经退行性疾病，其潜在分子基础复杂，约三分之一的病例由遗传因素导致，常见突变基因包括GRN、C9orf72和MAPT 。FTD 的临床症状与潜在分子病理之间的复杂关系给诊断和治疗带来挑战。目前缺乏有效的生物标志物，虽然神经丝轻链（NfL）等有一定前景，但仍无法用于识别潜在病理。本研究采用非靶向蛋白质组学方法，对大规模、特征明确的遗传 FTD 队列进行脑脊液蛋白质测量，旨在识别症状性患者的蛋白质组特征、探索无症状突变携带者的蛋白质组变化，并研究 FTD 相关的生物学途径及其与临床参数和认知下降的关联。
结果
- 研究样本及方法：研究共分析了 238 份脑脊液样本，包括 71 名C9orf72扩增携带者、55 名GRN突变携带者、36 名MAPT突变携带者以及 76 名无症状非携带者。采用串联质谱标签（TMT）蛋白质组学技术，结合高分辨率质谱进行检测，通过多种统计分析方法探索蛋白质丰度变化、识别突变相关蛋白质、构建蛋白质网络并分析其与临床参数的关系。
- 症状性 FTD 突变携带者脑脊液蛋白质组差异：线性回归分析显示，与非携带者相比，症状性MAPT突变携带者有 58 种蛋白质丰度显著差异，GRN和C9orf72突变携带者分别有 138 种和 385 种。进一步分析发现，神经丝蛋白（NfL、NfM 和 NfH）、YKL - 40（CHI3L1）等在症状性突变携带者中丰度变化明显。此外，通过与外部队列比较，验证了研究结果的可靠性。
- 遗传 FTD 与散发性 AD 的蛋白质组异同：将症状性 FTD 突变携带者的蛋白质组分析结果与先前发表的 AD 研究数据进行比较，发现仅有 6 种蛋白质在所有组中均显著变化，同时也存在许多在各 FTD 突变携带者组中特异性变化的蛋白质，反映了不同疾病过程的差异。
- 无症状疾病突变携带者的蛋白质组变化：通过线性模型分析，识别出与C9orf72、GRN和MAPT突变状态相关的蛋白质。例如，与C9orf72突变相关的 CALB2、参与糖酵解途径的葡萄糖 - 6 - 磷酸异构酶等；与GRN突变相关的 GRN 本身、NAGA 等；与MAPT突变相关的 PEA15、SEMA6A 等。这些蛋白质在疾病连续过程中呈现出不同的丰度变化趋势。
- 蛋白质网络揭示病理特异性变化及与临床参数的关系：运用加权基因共表达网络分析（WGCNA）识别出 14 个蛋白质模块。其中，“核心标记” 模块在症状性阶段丰度显著增加，与疾病严重程度、血浆 NfL、认知评分和脑容量等临床参数密切相关。“突触” 模块在症状性突变携带者中丰度降低，其变化与认知功能呈负相关。此外，还发现了与肌动蛋白结合、应激反应、溶酶体和免疫反应等相关的模块，各模块在不同遗传组中的变化及与临床参数的关系各异。
- 蛋白质网络与突变携带者认知下降的关系：对有认知评估的突变携带者进行分析，发现 “核心标记” 模块、“肌动蛋白结合” 模块等的特征蛋白值与认知下降相关，“突触” 模块特征蛋白值越低，认知结果越差，表明这些蛋白质网络具有预测认知变化的潜力。
讨论
本研究详细分析了遗传 FTD 的脑脊液蛋白质组特征，发现了一些潜在的病理特异性生物标志物。例如，神经丝蛋白和 14 - 3 - 3 蛋白等在多种神经退行性疾病中常见变化，神经元五聚素及其受体的减少反映了 FTD 中的突触变化，CD44 等蛋白可能与神经炎症和胶质细胞反应有关。同时，研究还揭示了不同遗传形式 FTD 的差异。如MAPT突变携带者中溶酶体蛋白 DNASE2 和 PLBD2 的特异性减少，可能与 tau 病理相关；C9orf72突变携带者中糖代谢相关蛋白的变化，提示早期代谢紊乱。然而，研究也存在局限性。如MAPT突变携带者组样本量较少，可能影响蛋白质变化的检测；部分参与者来自同一家族，可能存在遗传和环境因素的偏倚；研究结果可能不适用于散发性 FTD；年龄差异也可能对结果产生影响，但已通过纳入年龄作为协变量进行了一定程度的控制。总体而言，本研究为 FTD 的研究和临床诊断提供了有价值的信息，有助于开发针对性的检测方法，进一步理解这些疾病的病理机制。
材料和方法
- 研究设计：使用来自遗传 FTD 队列（GENFI 队列）的 238 份脑脊液样本，进行横断面研究。样本随机测量，研究人员在实验时对遗传状态和突变不知情。研究经相关伦理委员会批准，所有参与者均提供书面知情同意。
- 参与者和样本收集：参与者来自 GENFI 研究，包括症状性突变携带者、无症状突变携带者和非携带者。通过标准化评估和检查进行分类，使用 CDR 痴呆分期工具和 NACC FTLD 组件评估疾病严重程度，并进行磁共振成像扫描。
- 脑脊液收集和样本制备：脑脊液通过腰椎穿刺收集，离心后进行处理。包括还原、烷基化、酶解、TMT 标记等步骤，标记后的样本进行固相萃取脱盐，最后干燥保存。
- 离线高 pH 反相 HPLC 样本分级：采用离线高 pH 高效液相色谱（HPLC）对样本进行分级，分离后的肽段收集、干燥，用于后续分析。
- LC - MS 分析：样本溶解后进行液相色谱 - 质谱（LC - MS）分析，使用特定的色谱柱和质谱仪，设置相应的梯度和扫描参数。
- 统计分析：使用 R 软件进行统计分析，包括 Kruskal - Wallis 检验、Fisher 精确检验、Spearman 相关性分析、线性回归模型、WGCNA 和线性混合效应模型等，对多重检验进行校正，设定统计学显著性为双侧P < 0.05 。
致谢
感谢 I. Pes?maa 围绕小胶质细胞激活相关标记物的讨论，其发表结果作为本研究的外部验证队列。同时感谢众多机构和基金对本研究的资助，以及众多作者在研究设计、样本处理、数据分析等方面的贡献。本研究存在一定利益冲突情况，部分作者与相关企业存在合作关系。研究数据已存入 Dryad 存储库，相关数据和代码可按规定获取。
