帕金森病 (PD) 的特征是 A9 多巴胺能神经元退化和 α-突触核蛋白的病理性积累。p.A30P SNCA 突变会产生致病形式的 α-突触核蛋白,从而导致常染色体显性 PD。在患者来源的同源细胞模型中,评估致病性 SNCA 突变的研究有限。在这里,我们对来自携带 p.A30P SNCA 突变的患者的多巴胺能神经元进行了功能评估。使用两种克隆基因校正的同源细胞系,我们确定了基于图像的表型,这些表型显示神经过程受损。病理神经元表现出神经元活动受损、线粒体呼吸减弱、能量不足、对鱼藤酮易感以及脂质代谢的转录改变。我们的数据首次描述了 p.A30P SNCA 突变对神经元功能的仅有突变的影响,支持使用同源细胞系识别基于图像的病理表型,这可以作为未来疾病修饰化合物筛选和药物发现策略的切入点。
引言帕金森氏病(PD)是一种使人衰弱的神经退行性疾病,具有特征性运动障碍,包括刚度,静止震颤和胸肌。许多患者还患有胃肠道症状,例如便秘,通常在特征运动缺陷之前10年或更长时间(1)。PD的病态标志是细胞内蛋白质夹杂物,填充了α-突触核蛋白的纤维化形式,它们在大脑和周围神经系统中均积累。在PD的多巴胺能神经元中,称为Lewy身体的包含物与神经元脆弱性和变性有关(2,3)。贯穿大脑,通常在兴奋性神经元和其他神经元亚型的突触前末端发现α-突触核蛋白,在内吞作用和突触囊泡功能中起作用(4)。 在α-突触核蛋白基因(SNCA)(例如A53T和A30P)以及SNCA基因座的乘法中可能引起家族性PD(5,6)。 α-突触核蛋白蛋白的显着特征之一是将汇总成β-薄片 - 富含蛋白质原纤维的内在能力,这些能力对硫非激素等淀粉样蛋白染料具有很高的亲和力(7-9)。 这些α-突触核蛋白原纤维具有提议的能力,可以在假设的prion样级联反应中扩散相互联系的细胞(10-13)。 转移的α-突触核蛋白可能会在受体细胞中募集天然α-突触核蛋白,从而播种额外的凝结物(14-16),可以形成较大的原纤维和夹杂物(17、18)。 α-突触核蛋白RT Quic分析在DuodeNal活检中证明了PD患者但没有健康对照组的播种活性(20)。贯穿大脑,通常在兴奋性神经元和其他神经元亚型的突触前末端发现α-突触核蛋白,在内吞作用和突触囊泡功能中起作用(4)。在α-突触核蛋白基因(SNCA)(例如A53T和A30P)以及SNCA基因座的乘法中可能引起家族性PD(5,6)。α-突触核蛋白蛋白的显着特征之一是将汇总成β-薄片 - 富含蛋白质原纤维的内在能力,这些能力对硫非激素等淀粉样蛋白染料具有很高的亲和力(7-9)。这些α-突触核蛋白原纤维具有提议的能力,可以在假设的prion样级联反应中扩散相互联系的细胞(10-13)。转移的α-突触核蛋白可能会在受体细胞中募集天然α-突触核蛋白,从而播种额外的凝结物(14-16),可以形成较大的原纤维和夹杂物(17、18)。α-突触核蛋白RT Quic分析在DuodeNal活检中证明了PD患者但没有健康对照组的播种活性(20)。通过新开发的种子聚集试验(包括蛋白质错误折叠的循环扩增和实时Quaking诱导的转换(RT-QUIC)ASSAINS(19),在PD中的存在和脑脊液中的α-突触蛋白原纤维和脑脊液的温度活性已被令人信服地证明。在该测定中触发活性的α-突触核蛋白种子的起源尚不清楚。在大鼠模型中,人们认为触发α-突触核蛋白的病理积累的种子可能起源于神经元和大脑,并落入肠道或肠道中的某个地方并升入大脑(21)。
表1针对目前正在研究帕金森氏病疾病的特定分子途径的选定候选药物。缩写α -syn /α-苏核蛋白; Alpha-synclein,AAV9;腺相关病毒载体9,ADAS-COG;阿尔茨海默氏病评估量表 - 认知子量表,ATP;三磷酸腺苷,C-ABL; Abelson酪氨酸激酶,CGIC;临床医生对变革的全球印象,中枢神经系统;中枢神经系统,CSF;脑脊液,GCASE;葡萄糖脑苷酶,LRRK-2;富含亮氨酸的重复激酶2,Madrs-2; Montgomery Asberg抑郁级评级量表,MDS-UPDRS;运动障碍社会统一的帕金森病评级量表,NMS;非运动症状量表,SNCA; α突触核蛋白基因,pd。
表 1 目前正在研究用于治疗帕金森病的特定分子通路的候选药物。缩写 α -syn /α -突触核蛋白;alpha-突触核蛋白,AAV9;腺相关病毒载体 9,ADAS-cog;阿尔茨海默病评估量表-认知分量表,ATP;三磷酸腺苷,c-Abl;阿贝尔森酪氨酸激酶,CGIC;临床医生对变化的总体印象,CNS;中枢神经系统,CSF;脑脊液,GCase;葡萄糖脑苷脂酶,LRRK-2;富含亮氨酸重复激酶 2,MADRS-2;蒙哥马利阿斯伯格抑郁量表,MDS-UPDRS;运动障碍协会统一帕金森病评定量表,NMSS;非运动症状量表,SNCA; Alpha Synnuclein 基因,PD。
多年来,表观遗传学,尤其是 RNA 分子研究吸引了从事癌症等复杂疾病研究的研究人员的关注。最近,这一领域也引起了那些研究神经退行性疾病和病症的人的兴趣。我们已经确定了一种调节突触核蛋白的长链非编码 RNA,通过对它的研究,我们能够对它参与的细胞过程,特别是细胞衰老和突触核蛋白参与的病因遗传机制(突触核蛋白病)有了新的认识。α-突触核蛋白 (-syn) 是由 SNCA 基因编码的 14 kDa 小蛋白。它的病理意义是显而易见的,因为它是路易氏体的主要成分,路易氏体是帕金森病 (PD) 和那些被定义为突触核蛋白病的神经系统疾病的关键标志 [1]。人们对其生理作用知之甚少,尽管研究表明该蛋白在突触和突触传递中的作用
帕金森氏病(PD)是全球增长最快的神经退行性疾病(Ou Z.等,2021),大多数病例是零星的,5-15%是由于在SNCA和LRRK2等单个基因中稀少的高碳化性突变而是家族性的(Kim C.等,2017)。对这些稀有形式的研究为线粒体功能障碍和蛋白质错误折叠等细胞机制提供了重要的见解。在零星的PD中,越来越多地认识到低频遗传变异的贡献。研究确定了编码MiRO1的Rhot1基因中的PD患者,这是一种对线粒体动力学和钙稳态至关重要的蛋白质,它与PD-相关蛋白(如PINK1和α-核蛋白(Berenguer-Escuder C. berenguer-Escuder C.等)相互作用。Chemla A.等。 (2023),来自卢森堡大学的研究小组,使用了IPSC衍生的多巴胺能神经元和3D中脑器官,以证明P.R272Q miRO1突变会增加活性氧物种,从而改变了线粒体生物性生物性生物性生物性含量,从而提高了α-核蛋白水平,并提高了ne努力。 这些发现表明,突变体Miro1足以在体外和体内准确地对PD进行建模,从而突出了其在PD发病机理中的作用。Chemla A.等。(2023),来自卢森堡大学的研究小组,使用了IPSC衍生的多巴胺能神经元和3D中脑器官,以证明P.R272Q miRO1突变会增加活性氧物种,从而改变了线粒体生物性生物性生物性生物性含量,从而提高了α-核蛋白水平,并提高了ne努力。这些发现表明,突变体Miro1足以在体外和体内准确地对PD进行建模,从而突出了其在PD发病机理中的作用。
帕金森氏病(PD)是一种复杂的疾病,受多种遗传危险因素影响。在病理和临床上,PD表现中存在显着的异质性。影响患者的一些最常见和最重要的症状是认知障碍和痴呆症。然而,尚不清楚认知方差异的遗传和生物学基础,包括PD中痴呆症的发展,尚不清楚。了解基因在认知结果中的作用对于有效的患者咨询和治疗至关重要。对家族性PD的研究发现了20多个可能引起该疾病的基因。负责PD家族病例的识别基因是LRRK2,PARK7,PINK1,PRKN或SNCA基因,尽管可能还有其他基因也有助于。此外,其中一些基因也可能在以前被认为是零星的病例中起作用。目前,许多描述的基因增加了PD认知能力下降的风险,每个基因的外渗水平都不同。本综述的目的是确定导致认知差异的相关遗传因素。我们讨论可能影响认知的基因以及建立明确的遗传诊断和预后评估的挑战。本文旨在证明PD认知遗传背景的复杂性,并介绍不同类型的基因型变化类型,这些变化可以通过各种神经生物学机制影响认知。
1, SFEBq = serum-free floating culture of em- bryoid body-like aggregates with quick aggrega- tion, CGE = Caudal Ganglionic Eminence, SS = Subpallium Spheroids, SAG = Smoothened Agonist, CXCR4 = Chemokine Receptor type 4, CO = Cortical Organoids, ALI-Cos = Air-Liquid Interface culture to Cerebral Organoids, MPCs = Mesoderm Progenitor Cells, IBA1 = Ionized calcium-Binding Adapter molecule 1, WDR62 = WD Repeat domain 62, KIF2A = Kinesin Fam- ily Member 2A, CEP170 = Centrosomal Protein 170, NARS1 = asparaginyl-tRNA synthetase 1, RGC = Radial Glial Cells, CNV = Copy Num- ber Variation, PTEN = Phosphatase and Tensin homolog, ODC1 = Ornithine Decarboxylase 1, PKB = Protein Kinase B, ASDs = Autism Spec- trum Disorders, FOXG1 = Forkhead Box G1, CHD8 = Chromodomain Helicase DNA-bind- ing protein 8, DEGs = Differentially Expressed Genes, DISC1= Disrupted-in-Schizophrenia 1, GSK3 = Glycogen Synthase Kinase 3, RTT = Rett Syndrome, MeCP2 = Methyl-CpG-binding protein 2, ERK = Extracellular signal-Regulated Kinase, MAPK = Mitogen-Activated Protein Ki- nase, MDS = Miller-Dieker Syndrome, AD = Alzheimer's Disease, APP = Amyloid Precursor Protein, PSEN = Presenilin, APOE = Apoli- poprotein E, NFT = NeuroFibrillary Tangles, MMP = Metalloproteinase, PD = Parkinson's Disease , SNCA = Synuclein Alpha, LRRK2 = Leucine Rich Repeat Kinase 2, HD = Huntigton's Disease, GSCs = Cancer Stem Cells, GBOs = Glioblastoma Organoids, TBI = Traumatic Brain Injury, CCI = Controlled Cortical撞击,NSE =神经元特异性烯醇酶。
摘要:帕金森病 (PD) 是一种常见的运动障碍,估计到 80 岁为止,有 4% 的人会患有此病。葡萄糖脑苷脂酶 1 (GBA1) 基因突变是 PD 最常见的遗传风险因素,至少 7-10% 的非德系 PD 个体携带 GBA1 突变 (PD-GBA1)。尽管与特发性 PD 相似,但 PD-GBA1 的临床表现包括发病年龄略低、神经精神症状发生率更高,并且认知障碍往往更早、更普遍且更严重。PD-GBA1 的病理生理机制尚不完全清楚,但与特发性 PD 一样,α-突触核蛋白积累被认为起着关键作用。有人假设这种 α-突触核蛋白的过度表达是由表观遗传修饰引起的。在本文中,我们分析了特发性 PD、PD- GBA1 和老年非 PD 对照者三个不同脑区(额叶皮质、壳核和黑质)中内含子 1 和 α -突触核蛋白 ( SNCA ) 基因启动子内的 17 个 CpG 位点的 DNA 甲基化水平。在这三个脑区中,我们发现特发性 PD 和 PD- GBA1 的内含子 1 的 8 个 CpG 区域内的 DNA 甲基化呈下降趋势。DNA 甲基化降低的趋势在 PD- GBA1 中更为明显,额叶皮质的下降更为显著。这表明 PD- GBA1 和特发性 PD 具有不同的表观遗传特征,并强调了区分特发性 PD 和 PD- GBA1 病例的重要性。这项工作还提供了初步证据,表明 PD 中可能存在不同的遗传亚型,每种亚型都有其自身的病理机制。这可能对 PD 的诊断和治疗方式具有重要意义。
子宫内膜异位症是子宫内膜型粘膜在子宫腔外的常见原因,如疼痛时期,慢性骨盆疼痛,性交和不育的疼痛等症状。但是,还限制了子宫内膜异位症的早期诊断。本研究的目的是识别和验证子宫内膜异位症的关键生物标志物。下一代测序(NGS)数据集GSE243039是从基因表达综合(GEO)数据库中获得的,并确定了子宫内膜异位症和正常对照样品之间差异表达的基因(DEGS)。进行了DEG,基因本体(GO)和Reactome途径富集分析后。此外,构建了蛋白质蛋白质相互作用(PPI)网络,并使用人类积分蛋白质蛋白相互作用参考(HIPIE)数据库和Cytoscape软件分析模块,并鉴定出集线器基因。随后,使用miRNET和网络分析员工具构建了miRNA和集线器基因之间的网络,并预测了可能的关键miRNA和TFS。最后,使用接收器工作特性曲线(ROC)分析来验证集线器基因。在子宫内膜异位和正常对照样品之间筛选了总共958摄氏度,其中包括479个高度调节的基因和479个下调的基因。go and reactome途径富集分析的958摄氏度表明它们主要参与多细胞生物过程,发育过程,GPCR和肌肉收缩的信号传导。这项研究使用了生物信息学技术来探索潜在和新颖的生物标志物。对PPI网络和模块的进一步分析确定了10个中心基因,包括VCAM1,SNCA,PRKCB,ADRB2,FOXQ1,MDFI,ACTBL2,PRKD1,DAPK1和ACTC1。可能的目标miRNA,包括HSA-MIR-3143和HSA-MIR-2110以及包括TCF3和时钟在内的目标TFS。这些生物标志物可能会为子宫内膜异位症的早期诊断,治疗和监测提供新的想法和方法。