小胶质细胞是中枢神经系统中的常驻免疫细胞，在神经退行性疾病（如阿尔茨海默病和帕金森病）的发病机制中发挥着关键作用。全基因组关联研究（GWAS）已鉴定出数十个与这些疾病相关的风险位点，其中许多位点在免疫细胞中具有调控效应，提示小胶质细胞是这些遗传风险的主要效应细胞。然而，传统的短读长RNA测序技术由于无法区分同一基因的不同亚型，可能遗漏关键的疾病相关转录本。 2025年3月7日，《自然-遗传学》发表了一项由Humphrey, J.团队主导的研究，首次利用长读长RNA测序技术对人类小胶质细胞的转录组进行了全面分析。这项研究极大地扩展了小胶质细胞中mRNA亚型的目录，并重新解读了阿尔茨海默病和帕金森病的遗传关联，揭示了以往被忽视的亚型水平的调控机制。 核心发现：长读长测序揭示小胶质细胞转录组的复杂性该研究的核心突破在于，通过长读长测序技术，首次系统性地绘制了人类小胶质细胞的全长转录组图谱。 1. 扩展mRNA亚型目录长读长测序能够直接读取完整的mRNA分子，无需短读长测序所需的片段拼接步骤，从而能够准确鉴定全长转录本，包括那些包含可变外显子、可变起始/终止位点或新的外显子-外显子连接的新亚型。研究发现，与基于短读长测序的参考注释相比，许多新鉴定的转录本亚型与神经退行性疾病相关的风险基因密切相关。 2. 发现亚型特异性的表达数量性状位点传统的表达数量性状位点分析（eQTL）通常将基因的总表达量与遗传变异关联。本研究发现，许多遗传变异实际上调控的是特定亚型的相对比例。例如，一个变异可能不影响某基因的总RNA水平，但显著改变其某些外显子的包含率，从而导致不同功能的蛋白质生成。这些亚型特异性剪接数量性状位点在短读长数据中难以检测，却能解释部分GWAS位点与疾病关联的分子机制。 3. 重新解读阿尔茨海默病和帕金森病的遗传关联研究团队将新鉴定的亚型和剪接数量性状位点数据与阿尔茨海默病和帕金森病的GWAS结果整合分析，取得了以下重要发现： - 位置效应：许多GWAS信号位于基因的内含子或基因间区，其功能难以解释。研究表明，这些信号可能位于新鉴定亚型的外显子中，这些外显子在参考注释中被标注为“非编码”，但实际上在小胶质细胞中会表达为蛋白质编码亚型。
- 效应基因重新定位：通过共定位分析，研究团队更精确地将疾病关联锚定到真正受调控的效应基因上，有时推翻了基于总表达量的推断。
4. 对APOE等关键基因的深化理解研究特别关注了APOE，这是阿尔茨海默病最强的遗传风险基因。研究发现了APOE的新转录本亚型，并揭示了特定剪接变异可能影响APOE的脂质转运功能，从而调节阿尔茨海默病风险。对于帕金森病相关基因（如LRRK2和GBA），研究也鉴定出了新的小胶质细胞特异的剪接事件。 意义与展望该研究不仅为小胶质细胞生物学提供了宝贵资源（全长转录组图谱），也为神经退行性疾病的遗传学研究建立了新的范式： - 从基因水平到亚型水平的转变：解析疾病机制不能仅停留在“基因”层面。同一基因的不同转录本可能具有截然不同甚至相反的功能。
- 细胞类型特异性的重要性：许多新鉴定的亚型是小胶质细胞特异的，强调了在疾病相关细胞类型中进行分子定量分析的重要性。
- 治疗靶点精确化：通过揭示特定亚型的致病作用，可以开发靶向该亚型的药物，从而提高疗效和安全性。
- 技术方法的推广：长读长RNA测序和剪接数量性状位点分析流程可推广到其他细胞类型和疾病。
未来方向未来研究将聚焦于： - 更大规模样本：在更多供体中应用长读长RNA测序，以鉴定更罕见的亚型和剪接数量性状位点。
- 蛋白质水平的验证：通过蛋白质组学和抗体验证新亚型的功能。
- 功能实验：利用CRISPR技术测试新亚型在细胞模型和动物模型中的功能。
- 跨祖先分析：在不同祖先群体中进行类似分析，以解释人群间风险差异。
参考文献- Humphrey, J. et al. (2025). Long-read RNA sequencing atlas of human microglia isoforms elucidates disease-associated genetic regulation of splicing. Nature Genetics. https://doi.org/10.1038/s41588-025-02099-0
- de Paiva Lopes, K. et al. (2022). Genetic analysis of the human microglial transcriptome across brain regions, aging and disease pathologies. Nat. Genet.
- Kosoy, R. et al. (2022). Genetics of the human microglia regulome refines Alzheimer's disease risk loci. Nat. Genet.
- Pardo-Palacios, F. J. et al. (2024). Systematic assessment of long-read RNA-seq methods for transcript identification and quantification. Nat. Methods
- Castaldi, P. J. et al. (2022). Bridging the splicing gap in human genetics with long-read RNA sequencing. Hum. Mol. Genet.
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