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阿尔茨海默病小胶质细胞转录组图谱：一项大规模离体人类研究揭示疾病新靶点

时间:2026-04-20 18:47  来源:Nature Neuroscience   作者:BioGuider编辑部   点击:次

一项发表于 Nature Neuroscience 的重磅研究绘制了迄今最大规模的人类离体小胶质细胞转录组图谱，为理解阿尔茨海默病（AD）中这些脑内免疫细胞的关键作用提供了全新视角。该研究由美国西奈山伊坎医学院疾病神经基因组学中心领衔，通过对189例人类死后大脑样本（包括58例健康老龄者和131例不同病程的AD患者）的原代小胶质细胞进行深度RNA测序，揭示了与AD多种临床和病理表型相关的转录组改变、基因共表达网络失调以及新的疾病亚型。

大规模队列与精细分析揭示疾病相关分子轨迹

研究团队获取了来自罗斯海姆阿尔茨海默病研究中心等队列的死后脑组织，通过流式细胞术（FACS）分选出活的小胶质细胞（CD45+），并对其中189例高质量样本进行了转录组测序。样本涵盖了从认知正常、轻度认知障碍（MCI）到AD痴呆的完整临床谱系，并具有详细的神经病理学评估（如Braak分期、CERAD评分、淀粉样蛋白斑块负荷等）。

关键发现包括：

  1. 广泛的转录组改变：研究识别出大量与AD临床诊断、痴呆严重程度（CDR评分）、tau蛋白病理（Braak分期）和淀粉样蛋白病理（斑块密度）显著相关的差异表达基因（DEGs）。即使在校正年龄因素后，仍有多个基因（如 PTPRG、SELENBP1、IL15）与AD核心病理特征强相关。

  2. 转录本异构体水平的异质性：通过转录本水平的分析，研究发现了许多在基因水平无显著变化、但特定异构体使用比例发生改变的基因。这提示AD中小胶质细胞的功能失调可能涉及更精细的RNA加工事件。

  3. 基因共表达网络的失调：利用多层网络分析（MEGENA），研究者构建了人类小胶质细胞的层级共表达网络。他们发现，AD相关的多个模块（模块群）显著富集了与免疫应答、脂质代谢、细胞吞噬及溶酶体功能相关的基因。这些模块的协调性在AD中遭到破坏，例如一个富含 APOE、TREM2、CD33 等AD风险基因的模块活性与痴呆严重程度和淀粉样蛋白负荷呈显著正相关。

  4. 识别新的疾病亚型：基于小胶质细胞的转录组特征，研究者通过伪时间轨迹分析将AD患者分为至少三个具有不同分子谱的亚组。这些亚组不仅与传统神经病理学指标（如淀粉样蛋白和tau蛋白的分布）部分对应，还表现出独特的基因表达模式，例如一个亚组显著高表达与炎症和氧化应激相关的基因，而另一个亚组则富集与神经营养支持相关的通路。

临床转化意义与开放资源

该研究的通讯作者、西奈山伊坎医学院的Panos Roussos博士指出：“我们的研究证实，小胶质细胞并非AD的被动旁观者，而是积极参与疾病进程的核心驱动力。通过大规模人类样本的直接分析，我们不仅验证了此前在小鼠模型中的发现（如疾病相关小胶质细胞DAM特征），更发现了人类特有的、与疾病阶段和亚型相关的分子开关。”

这项研究的重要价值还体现在其全面的数据开放策略。完整的RNA-seq数据、临床元数据及分析结果已通过AD知识门户（AD Knowledge Portal）向全球科研人员开放（登录Synapse平台：syn53210168）。此外，全部分析代码已托管于GitHub（DiseaseNeuroGenomics/MyeloidAD）和Zenodo平台。这为靶向小胶质细胞的AD治疗策略开发提供了宝贵的资源库和可验证的靶点（如 PTPRG、IL15、SELENBP1 等）。

专家点评

BioGuider特邀评论员、神经免疫学家李明（音译）博士表示：“这项研究的规模和分析深度令人印象深刻。它首次在如此大样本的人类离体小胶质细胞中，将转录组变化与详细的临床病理表型直接关联。特别是发现的不同AD亚型具有不同的小胶质细胞激活模式，强烈提示未来AD的精准治疗可能需要根据患者的免疫分型进行个体化干预。”

研究也指出了其局限性，例如主要基于死后脑组织（反映疾病终末期），且样本主要来自欧洲裔人群。未来需要结合活体成像、单细胞多组学及更多样化的人群队列进行验证。

文献来源：
Kosoy, R., Fullard, J.F., Bendl, J. et al. Alzheimer’s disease transcriptional landscape in ex vivo human microglia. Nat Neurosci 28, 1830–1843 (2025). https://doi.org/10.1038/s41593-025-02020-2

数据与代码可用性：

(责任编辑：泉水)
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