載脂蛋白E(APOE)基因的ε4等位基因是散發性或晚發性阿爾茨海默病(AD)的最危險遺傳因素，但介導APOE ε4相關阿爾茲海默病風險的確切機制尚不清楚，而基于APOE的阿爾茲海默病治療也尚未實現。
美國的多個研究機構合作在《Science Advances》(中科院JCR一區，IF:14.136 )上發表了題為“A brain proteomic signature of incipient Alzheimer's disease in young APOE ε4 carriers identifies novel drug targets”的研究論文。文章通過分析和比較不同隊列的阿爾茲海默病患者腦組織的蛋白組學結果，描畫了AD的蛋白組學特征，并在進一步的實驗中找到了可用于早期AD治療的潛在靶點。
發現階段的顳下回(ITG)和額中回(MFG)腦區組織的分組詳情
1. AD：
（1）BLSA隊列：31個AD和19個對照
（2）ROS隊列：31個AD和22個對照
2. 早期AD：YAPS隊列：18個APOE ε4+ 和18個APOE ε4-
研究結果
第一階段研究結果
（1）AD患者的蛋白組學特征
作者比較了ROS和BLSA隊列中AD個體和對照組的腦部顳下回(ITG)和額中回(MFG)的蛋白表達情況。在BLSA隊列，分別在ITG和MFG中鑒定出0個和254個差異蛋白。在ROS隊列中，分別在ITG和MFG中鑒定出了244個和4個差異蛋白。BLSA和ROS隊列交集得到120個蛋白。在這120種蛋白中，84種蛋白下調，34種蛋白上調。
（2）早期AD患者的蛋白組學特征
在ROS和BLSA隊列中均差異變化的120個蛋白和YAPS隊列（早期AD）的APOE ε4+ 比APOE ε4-組取交集，分別在顳下回(ITG)和額中回(MFG)腦區各得到16個和14個共有的差異蛋白，共計25個唯一蛋白。這些蛋白經過進一步的分析驗證，確認為早期AD患者的特征蛋白。通路富集分析顯示，這25個特征蛋白富集在細胞因子信號、酪氨酸激酶信號、細胞遷移和其他信號通路。蛋白-蛋白相互作用分析（PPI）發現了STAT3、FYN和YES1是中心節點蛋白。
進一步分析發現，早期AD患者的蛋白組學特征與嚴重的AD病理相關，與發展為AD前的認知表現相關。對YAPS隊列利用GSEA分析發現，在ITG或MFG中發現了44個顯著富集的基因集，其中17個也在BLSA或ROS隊列中富集。這些基因集中的大多數（44中的41個）過表達，表明年輕APOE ε4攜帶者中這些通路及其生物學功能上調。這些結果表明了多種生物學功能的改變，包括鈣信號、突觸傳遞、胰島素信號、免疫反應和細胞-細胞粘附。
第二階段研究結果
（1）WB和免疫組化初步驗證早期AD特征蛋白
使用WB在3xTg-AD轉基因AD小鼠模型的腦勻漿中驗證了25個AD早期特征中的6個蛋白，有3個蛋白在3xTg-AD模型小鼠的大腦水平相對于野生型有顯著改變，其中在38-40周齡轉基因小鼠中，轉基因小鼠的DUSP3和STAT3蛋白水平高于WT，而在83-136周齡轉基因小鼠中，轉基因小鼠的DUSP3和TOP1蛋白水平低于WT。在BLSA隊列的AD和對照組的MFG腦組織樣本中再次用WB驗證前述的6個蛋白，僅有2個蛋白在AD組對比對照組發生了顯著改變，其中AD中FYN水平降低，LGALS8水平升高。
免疫組化檢測蛋白的亞細胞定位：DUSP3可能位于興奮性和抑制性皮質神經元的突觸后過程。LGALS8可能主要位于神經元溶酶體。
與公開的人顳葉皮層大腦樣本的蛋白質組學數據相比，25個AD早期特征蛋白中有21種被定量，其中12個蛋白在AD和對照組樣本中有差異表達。與公開的5xFAD小鼠模型的腦皮質樣本的蛋白質組學結果相比，25個早期AD特征蛋白中有21個被定量到，其中6個蛋白在6個月齡的小鼠模型中與WT相比差異表達。與背外側前額葉皮層樣本的抑制性和興奮性神經元的單細胞轉錄組結果相比，25個早期AD特征蛋白基因中分別有22個和23個被定量到，分別各有19個在AD和對照組樣本差異表達。
第三階段研究結果——篩選早期AD的藥物靶點
作者使用了基于細胞培養的表型分析來尋找早期AD的藥物靶點。最終發現，STAT3抑制劑C188-9挽救了三種AD表型：脂多糖(LPS)誘導的神經炎癥、tau蛋白磷酸化和β淀粉樣蛋白分泌。YES1/FYN抑制劑dasatinib（達沙替尼）挽救了一種AD表型：tau蛋白磷酸化。
研究總結
作者通過蛋白質組學檢測多個人類隊列AD腦組織和正常腦組織相比異常變化的蛋白，共分析找出25個早期AD的特征蛋白。隨后，通過在AD轉基因小鼠模型驗證以及與多個公開的人類AD、AD小鼠模型的蛋白組學結果和神經元單細胞測序結果比較，進一步驗證了25個特征蛋白的可靠性。最后，作者通過基于細胞培養的表型分析找到個蛋白STAT3、YES1/FYN或可以作為早期AD治療的靶點?？傮w，作者的研究為針對該疾病的早期分子驅動因素的有效干預措施鋪平道路。
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