An Epi‐Metabolomics Approach for Studying Epigenetic and Metabolic changes in Alzheimer's Disease Brain
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: Alzheimer's Disease (AD) is a complex, multifactorial, progressive, and irreversible neurodegenerative disorder characterized by cognitive, functional, and behavioral impairments. The diagnosis of AD is based on the presence of amyloid plaques and intracellular neurofibrillary tangles, with pathological changes beginning 20 to 30 years before symptoms appear. Current treatments only slow disease progression and manage symptoms, while research remains focused on single omics approaches such as genomics, metabolomics, proteomics, and lipidomics, with the high cost of multi-omics integration limiting deeper insight into its neuropathology. This study's novelty lies in integrating metabolomics and methylation analysis to investigate the etiology and pathogenesis of AD using post-mortem brain samples from individuals with AD and mild-AD, compared to age and gender-matched controls. METHOD: H NMR and the Illumina Infinium Methylation EPIC Bead Chip assay, we identified differentially abundant metabolites and differentially methylated cytosines using robust linear regression. We further examined the correlation between methylation and metabolite in brain samples from individuals with AD (n = 30), mild-AD (n = 14), and age and gender-matched controls (n = 30). RESULT: 20 metabolites were significantly different concentrations when we compared AD against controls (FDR q < 0.05). Similarly, 17 metabolites were identified as being at significantly different concentrations when we compared mild-AD against controls (FDR q < 0.05). We identified 18 differentially methylated CpGs when comparing AD to controls and 48 CpGs when comparing Mild AD to control. Epimetabolome analysis corroborated our initial metabolomics analysis highlighting specific CpGs associated with the proteins of interested to be either hypo or hypermethylated. Inflammatory regulators, serotonergic synapse, and sphingolipid metabolism were all upregulated metabolic pathways in mild-AD which could be directly linked to disease development. We also report significant perturbation in the biosynthesis of amino acids, 2-Oxocarboxyclic acid metabolism, Starch, and sucrose metabolism those individuals who died from AD. CONCLUSION: Overall, our findings demonstrate intricate relationship between methylation changes and metabolite concentrations which underlines the utility of combining metabolomics and other omics-based platforms such as epigenetics for the study of AD and related dementias.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».