脑脊液蛋白质组揭示溶酶体和轴突蛋白失调在神经梅毒中的作用

《Journal of Proteome Research》:Cerebrospinal Fluid Proteome Reveals Dysregulation of Lysosomal and Axonal Proteins in Neurosyphilis

【字体: 时间:2026年01月25日 来源:Journal of Proteome Research 3.6

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  本文通过LC-MS/MS蛋白质组学分析发现神经梅毒患者脑脊液中溶酶体通路关键蛋白(PSAP、CTSL、NPC2、DNASE2)和轴突导向蛋白EPHA4显著下调,揭示溶酶体功能紊乱与轴突稳态失衡可能是梅毒螺旋体感染导致神经退行性变的新机制。PSAP和DNASE2显示出对神经梅毒(AUC=0.91/0.95)及高IgG指数疑似病例(AUC=0.94/0.97)优异的诊断价值,为神经梅毒的 neurodegeneration机制提供了新的生物标志物和治疗靶点。

  
脑脊液蛋白质组揭示神经梅毒中溶酶体与轴突蛋白的失调机制
研究背景
神经梅毒(Neurosyphilis, NS)是由梅毒螺旋体(Treponema pallidum)引起的中枢神经系统感染性疾病,可导致不可逆的神经功能损伤。虽然既往研究已发现部分脑脊液(Cerebrospinal Fluid, CSF)生物标志物,但梅毒螺旋体感染引发神经退行性变的分子机制尚不明确。本研究通过液相色谱-串联质谱(Liquid Chromatography–Tandem Mass Spectrometry, LC-MS/MS)技术,结合公共数据集验证和酶联免疫吸附试验(ELISA),系统分析了神经梅毒患者脑脊液蛋白质组特征,旨在揭示其发病机制。
研究方法
研究纳入28例脑脊液样本(11例确诊神经梅毒NS,8例疑似神经梅yphilis spNS,9例非神经梅毒nNS)进行LC-MS/MS蛋白质组学检测,并对独立队列的110例样本进行ELISA验证。通过基因本体(Gene Ontology, GO)和京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes, KEGG)富集分析筛选差异表达蛋白(Differentially Expressed Proteins, DEPs),并利用STRING数据库构建蛋白质相互作用网络。
蛋白质组特征分析
在1261个定量蛋白中,神经梅毒组共发现234个差异表达蛋白,其中189个显著下调。主成分分析显示神经梅毒组与对照组脑脊液蛋白质组呈现明显分离。研究成功验证了既往报道的3个神经梅毒生物标志物:SEMA7A表达下调,SERPINA3和ITIH4表达上调。功能富集分析显示下调蛋白显著富集于溶酶体通路、轴突导向和神经退行性病变相关通路。
溶酶体通路关键蛋白的发现
KEGG分析发现神经梅毒患者脑脊液中9个溶酶体蛋白显著下调。结合公共数据集(PXD033034)和蛋白互作网络分析,筛选出PSAP(前体蛋白)、CTSL(组织蛋白酶L)、NPC2(尼曼匹克C2蛋白)三个核心枢纽基因。ELISA验证证实这3个蛋白及DNASE2(脱氧核糖核酸酶2)在神经梅毒组脑脊液中均显著降低,其中DNASE2在症状性神经梅毒(Symptomatic Neurosyphilis, SNS)组的表达低于无症状组(Asymptomatic Neurosyphilis, ANS)。受试者工作特征曲线(ROC)分析显示PSAP(AUC=0.91)和DNASE2(AUC=0.95)对神经梅毒具有优异诊断价值。
高IgG指数疑似神经梅毒的特征
在疑似神经梅毒(spNS)患者中,脑脊液IgG指数>0.7的亚组(spNS-hi-IgG-i)呈现与确诊神经梅毒相似的溶酶体蛋白下调模式。PSAP和DNASE2对该亚组的诊断AUC分别达到0.94和0.97,提示溶酶体功能紊乱可能早于典型临床症状出现,为早期干预提供依据。
轴突导向蛋白与溶酶体功能关联
研究发现24个轴突相关蛋白在神经梅毒脑脊液中下调,其中受体酪氨酸激酶EPHA4在本次研究和公共数据集中均显著降低。相关性分析显示EPHA4与PSAP水平呈强正相关(r=0.83),提示溶酶体功能可能通过调节轴突稳态参与神经退行性变过程。该发现将溶酶体功能障碍与轴突完整性破坏联系起来,为解释神经梅毒的神经退行性变机制提供了新视角。
讨论与展望
本研究首次系统揭示神经梅毒脑脊液中溶酶体-轴突通路协同失调的特征。PSAP、DNASE2等关键蛋白的异常表达与阿尔茨海默病、帕金森病等神经退行性疾病具有相似性,提示梅毒螺旋体感染可能通过破坏溶酶体功能诱发类似病理过程。这些蛋白不仅作为潜在诊断标志物,更为针对神经退行性变的治疗策略开发提供了新靶点。未来需通过纵向研究和细胞模型进一步验证这些蛋白在疾病进展中的动态变化及机制。
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