Meso Scale Discovery（MSD）独家的多重芯片（Multi-ARRAY）技术已成为神经科学研究中的一项强大工具，能够实现对生物标志物的灵敏且多重的检测。多重芯片技术融合了电化学发光（ECL）与微阵列（ARRAY）技术，为生物检测带来了速度与高密度信息。结合多重点阵（Multi-SPOT）微孔板，相较于其他检测平台，该技术能以更少的时间和精力，对单个样本中的多种分析物进行精准定量。本综述总结了2024年1月份至2025年2月份，在神经退行性疾病研究中运用MSD多重芯片的关键研究成果，重点阐述了其在阿尔茨海默病（AD）、额颞叶变性伴tau蛋白病（FTLD-tau）、帕金森病（PD）以及其他神经系统疾病等领域的应用价值。通过分析MSD多重芯片在生物标志物发现、疾病诊断以及疾病机制理解等方面的贡献，我们旨在全面概述其在推动神经科学研究进展中的重要意义。
神经退行性疾病的挑战与MSD多重芯片的优势
神经退行性疾病给全球健康带来了沉重负担，理解其病理生理学机制、实现早期检测以及制定有效的治疗策略至关重要。MSD多重芯片基于电化学发光技术，在生物标志物研究的生物样本分析中具有独特优势。它能够同时对多种分析物进行高灵敏度和高精度的测量，使其成为研究与神经退行性疾病相关的复杂生物过程的理想平台。多重点阵微孔板在每个孔内设置了微阵列，以提高通量并实现多重检测，有96孔和384孔两种规格，每孔最多可有10个检测点。多重芯片技术的优势包括：（1）可从极低的样本量中获取多项检测结果，节省珍贵样本；（2）灵敏度和速度与传统单分析物检测相当，在宽动态范围内具有出色的精密度；（3）无需多次稀释，即可测量正常和患病样本中生物标志物的天然水平。
阿尔茨海默病研究中的应用
早期诊断的生物标志物检测
在阿尔茨海默病研究中，准确检测临床前期和前驱期的生物标志物对于早期干预至关重要。Niimi等人的一项研究将血浆淀粉样蛋白-β（Aβ）相关生物标志物与苏氨酸217位点磷酸化的tau蛋白（p-tau217）相结合，以预测非痴呆老年人中异常的Aβ-正电子发射断层扫描（PET）结果。血浆p-tau217是通过MSD平台上的免疫测定法进行测量的。研究结果表明，血浆Aβ相关生物标志物与p-tau217，再加上基本临床信息（年龄、性别、APOE基因型），在预测Aβ-PET阳性方面表现出高性能。这对于临床前期和前驱期阿尔茨海默病临床试验的参与者预筛选具有重要意义，因为它有助于在更早阶段识别出有患该病高风险的个体。
Kivisäkk等人评估了由MSD开发的一种新型pTau217 S-PLEX®检测试剂盒在阿尔茨海默病患者和对照组血浆中的性能。该检测试剂盒具有出色的技术性能，定量下限（LLOQ）为1.84 pg/mL，板内/板间变异系数（CV）较低。pTau217血浆检测能够以0.98的曲线下面积（AUC）区分阿尔茨海默病患者和对照组，证明了其在检测阿尔茨海默病病理方面的实用性。这些发现表明，基于MSD多重芯片的p-tau217检测试剂盒可能是阿尔茨海默病早期诊断的宝贵工具，有可能实现疾病修饰治疗的更早启动。
理解疾病病理生理学
在阿尔茨海默病病理生理学背景下，研究人员利用MSD多重芯片对神经炎症和NLRP3炎性小体的作用进行了研究。Paesmans等人使用MSD检测方法测量了来自P301S转基因小鼠的器官型脑切片培养物中的IL-1β分泌水平，以评估NLRP3炎性小体的激活情况。尽管在临床前Tau-P301S小鼠模型中，NLRP3炎性小体通路关键成分的缺失对tau蛋白病理或神经退行性变没有产生有益影响，但该研究突出了MSD多重芯片在评估与阿尔茨海默病病理生理学相关的特定通路激活方面的实用性。
额颞叶变性伴tau蛋白病研究中的应用
Hartnell等人对FTLD-tau病例进行了尸检研究，以表征磷酸化tau（pTau）表位与先天免疫和适应性免疫之间的联系。他们使用V-Plex MSD通过检测30种炎症相关蛋白的表达来研究神经炎症环境。研究发现，在FTLD-tau病例中，pTau表位与小胶质细胞之间存在关联，同时还存在星形胶质细胞反应性以及谷氨酸循环活性下降的情况。在Pick病病例中，有五种趋化因子上调，这与CD4+和CD8+T细胞的募集相一致。因此，MSD多重芯片在揭示与FTLD-tau相关的复杂免疫相关机制方面发挥了关键作用，为理解该疾病的病理生理学提供了见解。
帕金森病研究中的应用
MSD在帕金森病相关的潜在生物学过程，如线粒体自噬，研究者可以通过基于MSD多重芯片技术结合其定制的抗体，进行方法学的开发和探索，为提高创新指标的灵敏度和降低样品基质效应。泛素激酶PINK1和E3泛素连接酶PRKN介导的线粒体自噬通路在帕金森病中至关重要。Watzlawik等人制备并表征了用于研究该通路的新型重组兔单克隆p-S65-Ub抗体，并基于MSD开发了多种方案，提升检测p-S65-Ub（一种线粒体损伤标志物）的能力，这有助于帕金森病的关键研究。此外，Baninameh等人开发并验证了一种在MSD平台上测量人PINK1的新型免疫测定法。该测定法显示出出色的线性、平行性和灵敏度，并且能够检测出患者成纤维细胞或分化神经元中PINK1蛋白水平的差异。这有可能为理解帕金森病中线粒体自噬变化的分子机制做出贡献。
其他神经系统疾病中的应用
肌肉疾病
在Naddaf等人对包涵体肌炎（IBM）的研究中，使用MSD电化学发光（ECL）技术分析了冷冻肌肉样本。研究表明，IBM肌肉样本中NLRP3炎性小体被激活，同时观察到线粒体自噬改变，表现为与对照组相比，IBM患者肌肉裂解物中作为线粒体自噬标志物的p-S65-泛素水平升高。因此，MSD有助于揭示IBM的关键病理生理通路，这可能会推动靶向治疗的发展。
一般神经退行性变及性别特异性关联
Lau等人使用Meso Scale Discovery检测方法对血浆神经丝轻链（NfL，一种神经退行性变的生物标志物）进行了定量。该研究调查了重复性消极思维（RNT）与NfL之间的关联，发现沉思与性别对NfL存在正相互作用，即女性中更高水平的沉思与更高的NfL水平相关。这表明MSD在探索神经退行性变相关生物标志物的性别特异性差异方面的应用，这对于理解男性和女性对神经退行性疾病的不同易感性可能具有重要意义。
结论
MSD多重芯片在神经科学研究中具有广泛的应用价值，尤其是在神经退行性疾病的研究中。它能够灵敏地检测生物标志物，这对于诸如阿尔茨海默病等疾病的早期诊断至关重要。MSD多重芯片还通过允许测量与炎症、免疫和线粒体自噬等细胞过程相关的多种分析物，在理解神经退行性疾病的病理生理学方面发挥着重要作用。随着技术的不断发展，MSD多重芯片有望在生物标志物发现、个性化医学发展以及对神经系统疾病复杂分子机制的更深入理解方面做出更大贡献。未来的研究可能会集中在扩大使用MSD多重芯片测量的生物标志物范围、提高检测的灵敏度和特异性，以及将基于MSD的检测方法应用于大规模临床研究以及研究成果转化。如果您对MSD电化学发光技术或相关检测方法有更多兴趣，欢迎了解MSD超敏高通量多因子分析系统，该系统提供了更全面和深入的技术信息。
