血红蛋白结合alpha-突触核蛋白作为帕金森病诊断标志物的可行性及其机制的研究

Alpha-synuclein (aSyn) is a protein that plays a critical role in the etiology and pathogenesis of Parkinson's disease (PD). Alterations of this protein in the blood have been believed to be one of the most promising diagnostic biomarkers of PD. However, investigation on the role of blood aSyn as PD diagnostic biomarker has not been successful. We have previously found that aSyn can interact with and bind to hemoglobin (Hb) of red blood cells. In addition, we have established an ELISA method for detecting the levels of aSyn bound to Hb. By using this method, we observed that the levels of of aSyn bound to Hb in PD patients were significantly increased in a small sample and highly specific when used as a biomarker for PD diagnosis. Based on the above findings, we propose in the project to further demonstrate the role of Hb-binding aSyn in PD diagnosis using a larger sample of PD patients, control patients and healthy subjects. We will also study the mechanisms for the binding of aSyn with Hb in PD patients. Finally, we will explore the association of the levels of aSyn bound to Hb in the blood and the amount of aSyn in the central nervous system. The present study will provide evidence for the possibility of Hb-binding aSyn as PD diagnostic biomarker.

alpha-突触核蛋白（aSyn）是在帕金森病（PD）发病和病理过程中起关键作用的蛋白质，其在血液中的变化被认为是最有希望的PD诊断标记物。然而，血浆aSyn变化在PD诊断中的研究迄今未能获得满意结果。我们发现，血红蛋白（Hb）可以与aSyn发生相互作用。同时，我们建立了一种ELISA方法用于检测红细胞中与Hb结合的aSyn含量，通过对小样本PD病人和健康受试者红细胞中与Hb结合的aSyn水平的检测，我们发现PD病人中与Hb结合的aSyn含量显著增高，并对PD诊断具有较高特异性。本项目拟在前期工作基础上，在较大样本PD病人、对照病人和健康受试者中确认与Hb结合的aSyn在PD诊断中的意义，阐明Hb与aSyn结合及导致PD病人Hb结合aSyn增多的机制，以及红细胞中与Hb结合的aSyn含量与中枢神经系统中aSyn水平的相关性。本研究将为Hb结合aSyn作为PD诊断标记物的可行性提供实验依据。

alpha-突触核蛋白（aSyn）是在帕金森病（PD）发病和病理过程中起关键作用的蛋白质，其在血液中的变化被认为是最有希望的PD诊断标记物。然而，血浆aSyn变化在PD诊断中的研究迄今未能获得满意结果。我们在前期工作中发现，血红蛋白（Hb）可以与aSyn发生相互作用。同时，我们建立了一种ELISA方法用于检测红细胞中与Hb结合的aSyn含量，通过对小样本PD病人和健康受试者红细胞中与Hb结合的aSyn水平的检测，我们发现PD病人中与Hb结合的aSyn含量显著增高，并对PD诊断具有较高特异性。本项目在这一发现的基础上，通过资助： 分析了500例健康受试者，25例神经系统疾病对照者，500例帕金森病患者，200例阿尔兹海默症患者，以及100例多系统萎缩症患者血液中与血红蛋白结合的aSyn的量（Hb-aSyn），经单因素方差分析发现，PD患者血液红细胞中Hb-Syn含量显著高于正常对照患者及其他神经系统疾病对照患者（P<0.05）。并且，描绘ROC曲线，发现这种方法具有好的诊断及鉴别诊断意义，其AUC曲线下面积为0.9322，敏感度为89.78，95%可信区间为79.62-99.31；特异度为96.08，95%可信区间为90.26-98.92。分析帕金森病患者血液中Hb-Syn吸光度值与病人年龄，Moca评分，H&Y分期及UPDRS III评分的相关性发现，Hb-aSyn与年龄、Moca评分并无显著相关性，而与H&Y分期呈显著正相关，R2=0.5802，并且与UPDRS III也呈显著正相关，R2=0.4516，提示病人血液中与血红蛋白结合的a-Syn可随病情严重程度相关，进一步可作为潜在的分子标记物进行深入研究。由于本研究发现Hb-aSyn检测技术方法简便、易行，利用血液标本，易于被患者接受，因此不仅适用于对PD患者病理变化的追踪监测和药物疗效评估，也可以用于早期PD高危人群的筛查。目前，本技术已经获得了国家发明专利授权（专利授权号：ZL201410477971.5）。同时，本技术还获得了清华启迪-贵安新区择遇投资有限公司（贵安新区启迪新医药大健康产业基金）的转化意向，转化资金500万元。