外泌體竟然能夠提前知道你的智力？

   外泌體是指包含了復(fù)雜 RNA 和蛋白質(zhì)的小膜泡 (30-150nm)，現(xiàn)今，其特指直徑在40-100nm的盤(pán)狀囊泡。1983年，外泌體首次于綿羊網(wǎng)織紅細(xì)胞中被發(fā)現(xiàn)， 1987年Johnstone將其命名為“exosome”。多種細(xì)胞在正常及病理狀態(tài)下均可分泌外泌體。其主要來(lái)源于細(xì)胞內(nèi)溶酶體微粒內(nèi)陷形成的多囊泡體，經(jīng)多囊泡體外膜與細(xì)胞膜融合后釋放到胞外基質(zhì)中。神經(jīng)元衍生外泌體Aβ42、T-tau和P-T181-tau已被證明是阿爾茨海默病(AD)的生物標(biāo)志物。然而，還沒(méi)有研究評(píng)估Aβ42，T-tau， P-T181-tau介于細(xì)胞外泌體和腦脊液的一致性。

北京首都醫(yī)科大學(xué)一團(tuán)隊(duì)采用兩階段設(shè)計(jì)的多中心研究方法。在發(fā)現(xiàn)階段，受試者包括28例阿爾茨海默病患者、25例遺忘性輕度認(rèn)知障礙患者和29例正常人，結(jié)果在發(fā)展階段得到證實(shí)（73個(gè)阿爾茨海默病患者，71遺忘性輕度認(rèn)知障礙患者和72個(gè)對(duì)照組）。讓我們一起來(lái)學(xué)習(xí)一下Aβ42，T-tau， P-T181-tau介于細(xì)胞外泌體和腦脊液的一致性吧。
結(jié)果： 
一、外泌體收集的確認(rèn)
  透射電鏡和Western blot證實(shí)了神經(jīng)元衍生外泌體的存在(圖1A)。一位阿爾茨海默病(AD)患者的典型TEM（透射電鏡）圖像清楚地顯示了外泌體。Western blot分析顯示，Alix在外泌體樣本中表達(dá)，而在上清液和陰性對(duì)照中無(wú)表達(dá)(圖1B)。在發(fā)現(xiàn)階段，與非免疫沉淀外泌體相比，免疫沉淀外泌體中的L1CAM含量增加了約10倍(圖1C)。數(shù)據(jù)證實(shí)了神經(jīng)元衍生外泌體被成功的收集。

二、血液神經(jīng)元衍生外泌體和腦脊髓液中 Aβ42、Ttau和PT181tau水平。
  所有樣品中的白細(xì)胞分化抗原81（CD81）水平使外泌體內(nèi)容物標(biāo)準(zhǔn)化（圖1D）。樣品中的CD81水平用標(biāo)準(zhǔn)化后的外泌體檢測(cè)，在發(fā)現(xiàn)階段檢測(cè)神經(jīng)元衍生的外泌體中 Aβ42，T-tau和P-T181-tau的水平，結(jié)果如圖2A-C所示。阿爾茨海默病組中Aβ42，T-tau和P-T181-tau的外泌體濃度顯著高于對(duì)照組（P<0.001）。此外，在遺忘性輕度認(rèn)知障礙組中的濃度顯著低于阿爾茨海默病組（P <0.01），高于對(duì)照組（P <0.01）。表明血液神經(jīng)元衍生的外泌體中的生物標(biāo)志物，可以區(qū)分遺忘性輕度認(rèn)知障礙患者和阿爾茨海默病患者。Aβ42的表達(dá)水平在腦脊髓液中的T-tau和P-T181-tau（圖2D-F）。與對(duì)照組相比，阿爾茨海默病患者、遺忘性輕度認(rèn)知障礙患者的生物標(biāo)志物水平顯著不同（分別為P<0.001），表明生物標(biāo)志物在兩個(gè)階段中表現(xiàn)相同。

三、血液神經(jīng)元衍生外泌體與腦脊髓液的生物標(biāo)志物相關(guān)性分析
  經(jīng)過(guò)外泌體和腦脊髓液生物標(biāo)志物之間的相關(guān)性分析，發(fā)現(xiàn)神經(jīng)元衍生的外泌體中Aβ42，T-tau和P-T181-tau的水平與其在腦脊髓液中的水平高度相關(guān)（圖3）。神經(jīng)元衍生外泌體中的 Aβ42水平與阿爾茨海默病中的腦脊髓液中的 Aβ42水平（圖3A），遺忘性輕度認(rèn)知障礙呈負(fù)相關(guān)（圖3B）和對(duì)照組（圖3C）。 T-tau水平在阿爾茨海默病中的外泌體和腦脊髓液之間呈正相關(guān)（圖3D），遺忘性輕度認(rèn)知障礙（圖3E），和對(duì)照（圖3F）組。類(lèi)似地，P-T181-tau水平在阿爾茨海默病中的外泌體和腦脊髓液之間呈正相關(guān)（圖3G），遺忘性輕度認(rèn)知障礙（圖3H），以及對(duì)照組（圖3I）。在驗(yàn)證階段確認(rèn)了相關(guān)性分析，發(fā)現(xiàn)外泌體和腦脊髓液生物標(biāo)志物之間存在相同的相關(guān)性（圖3）。我們的研究結(jié)果揭示了外泌體和腦脊髓液之間 Aβ42，T-tau和P-T181-tau的高度相關(guān)性，表明外泌體生物標(biāo)志物可能反映了大腦的病理變化，可用于診斷阿爾茨海默病。

四、血液神經(jīng)元衍生外泌體和腦脊液各生物標(biāo)志物的診斷能力
  通過(guò)計(jì)算外泌體和腦脊液中Aβ42，T-tau和P-T181-tau的ROC，發(fā)現(xiàn)顯著高的曲線下面積(AUC)。在驗(yàn)證數(shù)據(jù)集（圖4）中，對(duì)于神經(jīng)元衍生的外泌體中的 Aβ42檢測(cè)結(jié)果（見(jiàn)圖4A）。腦脊髓液中的P-T181-tau（圖4B-C和EF）。在驗(yàn)證階段，我們還分析了阿爾茨海默病 / 遺忘性輕度認(rèn)知障礙比較的AUC，發(fā)現(xiàn)神經(jīng)元衍生的外泌體和腦脊液中的 Aβ42，T-tau和P-T181-tau在鑒定疾病方面具有良好的表現(xiàn)（AUCs）和P值如圖4所示。驗(yàn)證數(shù)據(jù)集之間每種生物標(biāo)志物的ROC，發(fā)現(xiàn)兩組之間沒(méi)有顯著差異，說(shuō)明生物標(biāo)志物在發(fā)現(xiàn)和驗(yàn)證階段具有相同的診斷效率。血液神經(jīng)元衍生的外泌體中的 Aβ42，Ttaau和P-T181-tau的表達(dá)水平與腦脊髓液相同，并且是診斷阿爾茨海默病的潛在臨床候選者。

五、復(fù)合生物標(biāo)志物
  為了驗(yàn)證外泌體和腦脊髓液Aβ42，T-tau和P-T181-tau作為復(fù)合生物標(biāo)志物是否對(duì)診斷更有效。通過(guò)邏輯回歸分析評(píng)估三種復(fù)合生物標(biāo)志物，并通過(guò)ROC分析進(jìn)行比較。結(jié)果顯示在發(fā)現(xiàn)階段，（所有P <0.05）確定復(fù)合物-E和復(fù)合物-C的診斷能力之間沒(méi)有差異。類(lèi)似地，在驗(yàn)證數(shù)據(jù)集中，復(fù)合物-E顯示阿爾茨海默病 / 對(duì)照，阿爾茨海默病 / 遺忘性輕度認(rèn)知障礙和遺忘性輕度認(rèn)知障礙 / 對(duì)照的高AUC（圖5A），復(fù)合物C的AUC也非常高（圖5B），而復(fù)合物-E和復(fù)合物-C之間的AUC的比較顯示沒(méi)有差異（P = 0.05）。進(jìn)一步比較發(fā)現(xiàn)每種生物標(biāo)志物的AUC沒(méi)有差異，表明外泌體生物標(biāo)志物的組合有更高的診斷效率，且外泌體生物標(biāo)志物與腦脊髓液生物標(biāo)志物的診斷能力相同。

結(jié)論
  阿爾茨海默病組 Aβ42、T-tau和P-T181-tau的外泌體濃度高于阿爾茨海默病組、遺忘性輕度認(rèn)知障礙組和對(duì)照組(均P<0.001)。在腦脊液中，各外泌體生物標(biāo)記物的水平均呈現(xiàn)高度正相關(guān)，且外泌體Aβ42、T-tau和P-T181-tau具有相同的診斷阿爾茨海默病和遺忘性輕度認(rèn)知障礙的能力。