概念图：阿尔茨海默病模型小鼠血液中β-淀粉样蛋白结合外泌体的数字检测。图片来源：汤山浩平
北海道大学与东洋纺公司的研究人员开发出一种方法，可通过血液样本中的生物标志物检测大脑中β-淀粉样蛋白的积累，这是阿尔茨海默病的特征之一。
阿尔茨海默病是一种神经退行性疾病，其特点是大脑中神经元和突触逐渐丧失。阿尔茨海默病的主要病因之一是大脑中β-淀粉样蛋白(Aβ)的积累，它会在大脑中形成斑块。阿尔茨海默病主要见于65岁以上人群，目前无法停止或逆转。因此，对于日本等老龄化人口众多的国家来说，阿尔茨海默病是一个重大关切。
由北海道大学先进生命科学学院特聘副教授汤山浩平领导的北海道大学与东洋纺公司科学家团队，开发出一种生物传感技术，可检测小鼠血液中与Aβ结合的外泌体，这种外泌体的浓度会随着大脑中Aβ的积累而增加。他们的研究发表在《阿尔茨海默病研究与治疗》期刊上。
在小鼠模型上测试时，Aβ结合外泌体数字ICA(idICA)显示，Aβ结合外泌体的浓度随着小鼠年龄的增长而增加。这一点意义重大，因为所用小鼠是阿尔茨海默病模型小鼠，其大脑中的Aβ会随着年龄增长而积累。
阿尔茨海默病模型小鼠。图片来源：汤山浩平
除了缺乏有效的阿尔茨海默病治疗方法外，诊断方法也十分有限。阿尔茨海默病只能通过直接检查大脑来确诊——而这只能在死亡后进行。大脑中Aβ的积累可以通过脑脊液检测或正电子发射断层扫描来测量；然而，前者是一种极其侵入性的检测，无法重复进行，而后者则相当昂贵。因此，需要一种经济、准确且广泛可用的诊断测试。
汤山团队先前的研究表明，大脑中Aβ的积累与神经元分泌的Aβ结合外泌体相关，这些外泌体降解并将Aβ运输到大脑的小胶质细胞。外泌体是细胞分泌的、表面带有细胞标志物的膜封闭囊泡。该团队采用了东洋纺公司专有的数字侵入性切割分析法(Digital ICA)，以量化仅需100微升血液中Aβ结合外泌体的浓度。他们开发的设备在测量芯片上的百万个微米级微孔中逐一捕获样本中的分子和颗粒，并检测由Aβ结合外泌体切割发出的荧光信号是否存在或缺失。
通过数字ICA芯片检测到的不同年龄小鼠血液中β-淀粉样蛋白结合外泌体的浓度。星号表示显著结果。图片来源：汤山浩平等，《阿尔茨海默病研究与治疗》，2022年10月3日
该技术目前正在进行人体临床试验。这种高灵敏度的idICA技术是ICA的首次应用，它能够从少量血液中高灵敏度地检测保留特定表面分子的外泌体，无需学习特殊技术；由于它普遍适用于外泌体生物标志物，也可以适应用于其他疾病的诊断。
出版详情汤山浩平等，《用于分析阿尔茨海默病β-淀粉样蛋白结合细胞外囊泡的免疫数字侵入性切割分析法》，《阿尔茨海默病研究与治疗》(2022)。DOI: 10.1186/s13195-022-01073-w
期刊信息：《阿尔茨海默病研究与治疗》
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