外周血中的少突胶质细胞来源胞外囊泡作为多系统萎缩诊断新标志物及相关分子机制的研究

Multiple system atrophy (MSA) is a rare neurodegenerative disease with rapid progression and poor prognosis. The fatal characteristics of MSA seriously affect life quality and impose a great burden on families and society. Because the clinical symptoms of MSA is similar to Parkinson's disease (PD), which is clinically benign, the misdiagnosis rate is quite high. Existing biomarkers such as cerebrospinal fluid or blood α-syn, tau, DJ1, etc. are hard to achieve good diagnosis efficiency. And there is an urgent need of effective biomarkers for MSA/PD distinguishing. Our previous study found that the oligodendrocyte derived extracellular vesicles in MSA patients were significantly decreased compared to patients with PD or healthy controls, though the effectiveness of this potential MSA biomarker needs further validation. The current study intends to establish a clinical cohort of 150 people containing MSA, PD and healthy controls to verify the sensitivity and specificity of oligodendrocyte derived extracellular vesicle as biomarker for MSA diagnostic/differential diagnosis. At the same time, we intend to study the mechanism involved in the reduction of extracellular vesicle secretion in oligodendrocytes by MSA transgenic mice and cell experiments. Our study would promote the understanding of molecular mechanisms underlying MSA development, and likely establishing a theoretical foundation for MSA diagnosis and therapy.

多系统萎缩（MSA）是一种罕见的神经退行性疾病，其病情进展迅速，预后较差，具有致死性的特点严重影响个人生活，并对家庭和社会造成极大负担。由于MSA与表现较为良性的帕金森病（PD）临床症状相似，导致误诊率高居不下，而目前已有的生物标志物如脑脊液/血液中的α-syn、tau、DJ1等，均难以达到良好的灵敏度、特异性和可重复性，临床上急需有效的鉴别诊断生物标志物。我们的前期研究发现，MSA患者血浆中少突胶质细胞来源胞外囊泡浓度与PD和健康对照人群相比显著下降，作为MSA生物标志物的有效性亟待进一步验证。本申请人拟建立一个150人的包含MSA、PD和健康对照的临床队列，验证该标志物对MSA诊断/鉴别诊断的灵敏度和特异性。同时，在MSA转基因小鼠和细胞实验中探索疾病状态下少突胶质细胞胞外囊泡分泌减少的分子机制，促进对MSA发生发展机制的深入理解，为MSA的诊断方案和治疗靶点提供新的思路。

背景：多系统萎缩（MSA）是一种罕见的α突触核蛋白病，具有疾病进展迅速、药物反应性差、预后不佳的特点。MSA的病理特征表现为少突胶质细胞中出现α突触核蛋白阳性包涵体。MSA与表现较为良性的帕金森病（PD）在疾病早期具有许多相似的临床表现，导致误诊率高居不下。虽然结合功能核磁共振等影像学指标能够比较好地鉴别MSA和PD，但是影像学平台费用昂贵，当前还难以推广。因此，亟需研发具有高灵敏度、高特异性的MSA体液诊断生物标志物。MSA的脑病理特征主要集中于少突胶质细胞，但是目前针对少突胶质细胞的MSA体液生物标志物研发还比较欠缺。.研究内容：在本研究中，我们建立了一个包含150人（PD、MSA、健康对照）的α突触核蛋白病队列，标准化采集入组人员的血浆和临床指标。使用自行开发的血浆中突胶质细胞来源细胞外囊泡（EV）荧光NTA技术，检测而血浆中CNPase（少突胶质细胞特征性标记蛋白）阳性EV的浓度和粒径分布，通过ROC分析验证以上指标作为MSA和PD的诊断及鉴别诊断生物标志物的应用效率。最后，通过透射电镜、IF、Co-IP、Western印记、NTA等技术分析少突胶质细胞在MSA病理状态下EV分泌异常的分子机制以及α突触核蛋白在其中所参与的过程。.重要结果过和数据：我们发现MSA患者血浆中少突胶质细胞来源EV的浓度与PD和健康对照相比显著下降，且浓度下降的囊泡的粒径主要分布在外泌体（Exosome，30-150nm）的范围。血浆中少突胶质细胞来源EV浓度可以作为MSA的诊断标志物以及与PD的鉴别诊断标志物。分子机制方面，我们发现α突触核蛋白能够通过与syntaxin4直接结合，干扰syntaxin4与VAMP2的相互作用，从而抑制SNARE复合体的功能及多囊体由胞质向细胞膜的转运，进而抑制少突胶质细胞外泌体的分泌。.科学意义：本项目的发现表明，基于少突胶质细胞来源EV的体液生物标志物有望成为MSA与PD的诊断及鉴别诊断标志物，辅助临床医生在疾病早期对这两种表现相近的神经退行性疾病进行诊断和鉴别。此外，我们发现α突触核蛋白通过干扰SNARE复合体功能导致少突胶质细胞EV分泌障碍，是一条此前从未报导过的MSA发病机制。一直以来，MSA在临床上并没有良好的治疗手段。以上机制可能为MSA的发病机理和潜在疗法提供支持。