阿爾茨海默病患者大腦中基因表達的變化

時間:2022年3月22日
來源:Universitat Autonoma de Barcelona

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一個國際研究小組根據800人的數據分析了神經元和星形膠質細胞中表達的基因,并比較了阿爾茨海默病患者和未確診癡呆癥患者的情況。這項研究強調需要分析分子標記,如基因序列或大腦蛋白質,以獲得更準確的分析、診斷和治療。研究結果還顯示,星形膠質細胞發生了變化,試圖適應這種疾病產生的有毒環境,從而使病情惡化。

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盡管阿爾茨海默病是研究最多的病理之一,因為它的發病率高,分子變化導致星形膠質細胞,一種腦細胞,成為反應性星形膠質細胞,表現出一個非常明顯的形態變化,在應激情況下的反應,仍然是未知的。也不知道為什么病變大腦中的神經元之間或與星形膠質細胞本身溝通困難。

現在,在《疾病神經生物學》上發表的一篇文章中,一個國際研究小組在這些細胞和神經退行性疾病研究方面擁有專業知識,他們分析了近800人死后大腦樣本的遺傳數據,為了確定患有癡呆癥的大腦中星形膠質細胞和神經元的基因表達與未被診斷為癡呆癥的人的大腦中的細胞的差異,對照組進行了研究。這些樣本來自阿爾茨海默病知識門戶網站,由三家美國診所生成:西奈山醫院(Mount Sinai Hospital)、梅奧診所(Mayo Clinic)和宗教秩序研究/記憶和衰老項目(Religious Order Study/Memory and Aging Project)。

研究人員研究了一組RNA分子,或細胞轉錄組,用來確定哪些基因被表達以及表達的程度?!巴ㄟ^研究轉錄組,我們可以看到是否有沉默或過表達的基因,我們可以了解神經元和星形膠質細胞內部發生了什么,”Neurociències研究所(incc - uab)的研究員、該文章的第一作者埃琳娜·加利亞(Elena Galea)解釋說。

結果顯示,在具有相同臨床診斷的人群中存在高度的遺傳異質性,而且,超過一半的對照組個體具有阿爾茨海默病的分子譜,其特征是由于神經元損傷和死亡導致突觸基因表達下降?!斑@可能表明,這些人處于疾病的非常早期階段(仍然沒有癥狀),這將加強一個觀點,即臨床診斷必須與尋找分子標記相輔相成,如神經突觸蛋白,以確定患者的階段?!盠ydia Giménez-Llort解釋道,她是這篇文章的作者,也是UAB和incc -UAB的精神病學和法律醫學系的研究員?!皬倪@個意義上說,我們正在與帕斯奎爾·瑪格爾基金會合作,檢測臨床前阿爾茨海默氏癥患者血液中的星形膠質細胞蛋白,”Galea博士補充道。

這項研究還表明,隨著疾病的進展,星形膠質細胞如何降低線粒體蛋白基因的表達,從而阻止這些細胞的線粒體(細胞能量的基本細胞器)正常工作。這種效應可能是星形膠質細胞為了補償淀粉樣蛋白的毒性而做出的適應,并可能會損害星形膠質細胞和神經元之間的溝通。Galea博士解釋說:“我們相信星形膠質細胞的這種適應有助于疾病的惡化,因此可能是防止疾病惡化的關鍵?!?/p>

這項研究是迄今為止對阿爾茨海默病中人類星形膠質細胞進行的最完整的轉錄組分析,由于分析的樣本數量眾多,因此具有很大的相關性。這些結果突出表明,需要利用分子數據將患者分為基因更相似的群體進行臨床試驗,并獲得更準確的疾病診斷和治療。同時,它們也為開發靶向療法以保護星形細胞線粒體的功能打開了大門。

Journal Reference:

  1. Elena Galea, Laura D. Weinstock, Raquel Larramona-Arcas, Alyssa F. Pybus, Lydia Giménez-Llort, Carole Escartin, Levi B. Wood. Multi-transcriptomic analysis points to early organelle dysfunction in human astrocytes in Alzheimer's disease. Neurobiology of Disease, 2022; 166: 105655 DOI: 10.1016/j.nbd.2022.105655

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