突破亨廷顿病生物标志物检测困境:脑脊液中亨廷顿蛋白定量新策略

【字体: 时间:2025年04月23日 来源:Biomarker Research 9.5

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  亨廷顿病(HD)治疗常监测脑脊液(CSF)中突变亨廷顿蛋白(mHTT)水平。研究人员开展 mHTT 检测相关研究,发现多种因素影响检测信号,MW1 抗体不具特异性。这为检测方法改进提供依据,推动 HD 研究与治疗。

  亨廷顿病(HD)是一种令人痛心的遗传性神经退行性疾病,患者会逐渐出现认知、心理和身体上的症状,生活质量严重下降。它是由亨廷顿蛋白(HTT)基因中一段编码谷氨酰胺的 CAG 序列异常扩增引起的。当 CAG 重复次数超过约 35 次时,就会产生突变的 HTT(mHTT) 。目前,许多针对 HD 的临床试验都聚焦于降低 mHTT 蛋白水平的治疗方法。在评估这些治疗效果时,需要监测脑脊液(CSF)中的 mHTT 水平。然而,现有的检测方法存在诸多问题。患者生物样本中的 mHTT 存在多种不同的形式,如片段化、与其他蛋白结合、处于不同的寡聚或聚集状态等,而且其谷氨酰胺(polyQ)序列长度也各不相同。使用单一的重组蛋白标准来绝对定量 mHTT 浓度变得十分困难,这就像在一堆形状各异的拼图中,想用一块标准拼图来衡量所有拼图的数量,显然是不准确的。同时,常用的 MW1 抗体虽然能与 mHTT 结合,但它并非特异性地针对 mHTT,这也给检测带来了干扰。为了解决这些问题,来自多个研究机构的研究人员展开了深入研究,该研究成果发表在《Biomarker Research》上。
研究人员采用了多种关键技术方法。他们运用免疫沉淀和流式细胞术(IP-FCM) ,这一技术就像是给 mHTT 加上了 “追踪器”,可以精准地检测其在不同条件下的信号变化。同时,还使用了酶联免疫吸附测定(ELISA)和蛋白质免疫印迹(western blot)分析等技术,从不同角度来探究 MW1 抗体与 HTT 的结合特性。研究中使用的样本包括从昆虫细胞和小鼠等来源获得的多种 HTT 蛋白样本,以及人类脑脊液样本。

研究结果如下:

  • 蛋白浓度和 polyQ 序列长度影响检测信号:通过 IP-FCM 检测一系列纯化的全长 HTT 蛋白发现,检测信号受 HTT 浓度和 polyQ 序列长度的调制。蛋白浓度越高、polyQ 序列越长,检测信号越强,并且在一定条件下,polyQ 序列长度与检测信号呈近似线性关系。
  • 蛋白结构特性影响检测信号:研究发现,HTT 蛋白的片段化、亲和标签位置以及寡聚化状态都会影响 IP-FCM 检测信号。比如,相同 polyQ 序列长度的全长和片段化 HTT 蛋白,其检测信号不同;N 端和 C 端带有不同标签的 HTT 蛋白,检测信号也有差异;而且,HTT 蛋白的寡聚体比单体产生的检测信号更高。
  • 检测缓冲液影响检测信号:实验表明,检测缓冲液的成分,如洗涤剂,会影响 HTT 蛋白复合物的结构和稳定性,进而改变检测信号。在模拟生理条件的缓冲液和含有洗涤剂的缓冲液中,HTT 与 HAP40 结合的不同形式的检测信号会有所不同,并且在检测人类脑脊液样本时,不同缓冲液条件下,高 mHTT 浓度样本的检测信号差异明显。
  • MW1 抗体的特性:MW1 抗体对 mHTT 有结合偏好,但并非特异性结合,它也能结合野生型 HTT。通过对 Hu97/18 小鼠的实验发现,用 MW1 抗体预处理样本后,仍有残留的 mHTT,并且野生型 HTT 也会被部分消耗。进一步研究发现,MW1 与 HTT 的结合亲和力受 polyQ 序列长度影响,polyQ 序列越长,结合亲和力越高。

研究结论和讨论部分指出,mHTT 超灵敏检测信号受多种因素影响,这使得目前难以用现有技术绝对定量生物样本中的 mHTT。鉴于此,研究人员建议在相关研究中,mHTT 检测应采用相对定量的方式,报告检测信号强度的归一化任意单位,而不是摩尔浓度。同时,由于 MW1 抗体的非特异性,不应再使用其消耗 mHTT 的方法来定量野生型 HTT。这一研究为 HD 生物标志物检测提供了新的思路和方向,有助于更准确地评估 HD 治疗效果,推动 HD 治疗药物的研发进程,对 HD 的研究和临床治疗具有重要意义。

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