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Nat Med四篇重磅齐发!盖茨创投和强生牵头,GNPC联盟携手SomaScan技术,实现神经退行性疾病标志物与治疗靶点新突破!

2025-10-28
中科新生命
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神经退行性疾病(如阿尔茨海默病、帕金森病)影响全球超 5700 万人,却长期缺乏有效诊断和治疗手段。近日,由盖茨创投和强生在2023年联合发起的跨国数据库全球神经退行性疾病蛋白质组学联盟(GNPC)联合SomaScan蛋白质组学技术,在《Nature Medicine》集中发表 4 篇重磅研究,从脑脊液 - 血浆蛋白平衡、疾病特异性通路、跨疾病共性机制到 APOE ε4 遗传风险,全方位破解神经退行性疾病的分子密码。小编将深入剖析这些研究的核心发现,阐明其如何突破瓶颈,助力神经退行性疾病的标志物挖掘、机制解析与分型探索。

 

案例一

神经退行性疾病蛋白质组学联盟:常见神经退行性疾病和衰老的生物标志物和药物靶点发现

 

2025年7月,美国Gates Ventures机构的Farhad Imam在Nature Medicine上发表了题为“The Global Neurodegeneration Proteomics Consortium: biomarker and drug target discovery for common neurodegenerative diseases and aging”的文章。该研究作为GNPC联盟的全景式研究报告,整合了来自23个研究中心的超过3.5万份生物样本(包括血浆、血清和脑脊液)的约2.5亿次蛋白质测量数据,建立了世界上最大的神经退行性疾病蛋白质组学数据集。研究揭示了三大核心发现:一是各类神经退行性疾病具有独特的血浆蛋白特征,例如肌萎缩侧索硬化症(ALS)中骨骼肌相关蛋白PDLIM3和MYOM2的升高;二是不同疾病加速不同器官的衰老,如阿尔茨海默病(AD)加速大脑和动脉的衰老,帕金森病(PD)加速肌肉的衰老,额颞叶痴呆(FTD)加速大脑和肠道的衰老;三是5种蛋白(SPC25、NEFL、S100A13、TBCA、LRRN1)能够以高准确度(AUC=0.90-0.96)预测APOE ε4基因型,且这一特征在AD、PD、FTD和ALS中均具有一致性。此外,该研究还搭建了AD Workbench云端平台,计划于2025年7月向全球研究者开放数据,推动神经退行性疾病研究进入“大数据时代”。

实验设计:研究样本来自23个独立队列,覆盖了超过35,000个生物样本。主要使用Somascan平台进行蛋白质组学分析,同时结合了Olink和质谱方法进行跨平台比较。通过严格的数据处理和质量控制流程,确保了数据的可靠性和可比性。研究还通过多种分析方法,包括差异丰度分析、通路富集分析和机器学习,揭示了不同疾病之间的共享和特异性分子机制。

 

案例二

认知障碍和衰老中脑脊液-血浆蛋白质平衡的破坏

 

2025年7月,美国斯坦福大学的Amelia Farinas作为第一作者和华盛顿大学医学院精神病学系Carlos Cruchaga作为通讯作者共同在Nature Medicine期刊上发表题为“Disruption of the cerebrospinal fluid–plasma protein balance in cognitive impairment and aging” 的文章,揭示了认知障碍和衰老过程中脑脊液(CSF)与血浆蛋白质平衡的变化。研究利用SomaScan技术对2,171名健康或认知受损的老年个体的配对CSF和血浆样本进行了蛋白质组学分析,发现随着年龄的增长,40%的外周蛋白质和34%的中枢神经系统(CNS)蛋白质在健康对照组中的CSF与血浆比值增加。此外,研究还发现某些外周来源的蛋白质(如DCUN1D1、MFGE8和VEGFA)与认知功能的保持相关。

实验设计:研究样本来自多个队列,包括斯坦福大学、华盛顿大学和GNPC联盟。通过SomaScan平台检测了2,304种在脑脊液(CSF)和血浆中均有表达的蛋白质,并计算每种蛋白质的CSF与血浆比值,以此评估蛋白质平衡的变化。此外,研究还进行了全基因组关联研究(GWAS),以识别与CSF与血浆比值相关的遗传位点。研究还通过纵向分析评估了这些比值随时间的变化,并通过尸检病理学验证了部分发现。

 

案例三

额颞叶痴呆与阿尔茨海默病和帕金森病的共享和疾病特异性通路

 

2025年7月,美国华盛顿大学医学院的Muhammad Ali作为第一作者和Carlos Cruchaga作为通讯作者在Nature Medicine期刊上发表题为“Shared and disease-specific pathways in frontotemporal dementia and Alzheimer’s and Parkinson’s diseases” 的文章,揭额颞叶痴呆(FTD)、阿尔茨海默病(AD)和帕金森病(PD)之间的共享和疾病特异性蛋白质组学特征。研究利用GNPC联盟的血浆蛋白质组学数据,分析了10,527个血浆样本(包括1,936例AD、525例PD、163例FTD、1,638例痴呆和6,265例对照)。研究发现,这些疾病之间存在共同和独特的蛋白质组学特征,揭示了免疫系统、糖酵解和基质相关通路在所有神经退行性疾病中的富集。

实验设计:研究使用SomaScan平台对血浆样本进行了蛋白质组学分析,共检测到5,187种与AD、3,748种与PD和2,380种与FTD显著相关的蛋白质。通过差异丰度分析、通路富集分析和网络分析,研究揭示了这些疾病之间的共享和特异性分子机制。此外,研究还通过机器学习方法构建了疾病特异性的预测模型,并通过独立队列进行了验证。

 

案例四

APOE ε4携带者在神经退行性疾病中共享免疫相关蛋白质组学变化

 

2025年7月,澳大利亚悉尼大学威斯特米德医学研究所的Artur Shvetcov 作为第一作者和Caitlin A Finney作为通讯作者在Nature Medicine期刊上发表题为“APOE ε4 carriers share immune-related proteomic changes across neurodegenerative diseases” 的文章。揭示了APOE ε4携带者在多种神经退行性疾病中共享的免疫相关蛋白质组学特征。研究利用GNPC联盟的Somascan数据集,分析了1,346个脑脊液和9,924个血浆样本,发现APOE ε4携带者在多种神经退行性疾病中共享一个独特的蛋白质组学特征,这一特征与促炎免疫通路和免疫细胞(如单核细胞、T细胞和自然杀伤细胞)的富集相关。

实验设计:研究使用Somascan技术对血浆和脑脊液样本进行了蛋白质组学分析,共检测到229种与APOE ε4相关的脑脊液蛋白质和58种血浆蛋白质。通过监督学习和功能富集分析,研究揭示了APOE ε4携带者在不同神经退行性疾病中的共同免疫相关特征。此外,研究还通过尸检脑组织的蛋白质组学分析验证了这些发现,并通过相关性网络分析评估了这些蛋白质与临床变量之间的关系。

 

 

总结

随着 2025 年 7 月 GNPC 数据向全球研究者全面开放,预计将加速神经退行性疾病机制研究、生物标志物开发与治疗靶点发现的进程。未来,一次血浆检测实现多种神经疾病早期预警、通过调控免疫或器官衰老延缓疾病进展,或将从科研设想走向临床现实。

目前,中科新生命推出的超高深度靶向蛋白组 P7k/P11k 新产品,依托 SomaScan 平台核心优势,进一步实现蛋白检测 “深度、稳定性、准确性” 三位一体,尤其适用于血浆、脑脊液等体液样本的大规模蛋白质组分析,为体液蛋白标志物的临床转化突破创造了新机遇,助力推动神经退行性疾病研究从基础探索迈向临床应用。

 

 

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关于中科新生命

 

 

上海中科新生命生物科技有限公司(APTBIO)创立于 2004 年,由原中国科学院上海生命科学研究院蛋白质组研究中心孵化而来,是国内质谱多组学应用领域的开拓者。公司以 “AI + 质谱多组学” 双核驱动创新,构建智能化组学生态。拥有自主知识产权的质谱检测平台与 AI 大数据分析系统,聚焦科技服务、生物医药及大健康消费三大领域,为全球科研机构、医院、药企提供从基础研究到临床转化的一站式解决方案。融合多组学技术与人工智能,围绕生物标志物发掘、药物靶点筛选及个性化诊疗等方向,构建具有国际竞争力的组学数据库与算法模型,推动转化医学进程,加速创新药物研发,成为推动生命科学数字化升级的核心引领者。