阿尔茨海默病中转座元件的细胞特异性调控机制与治疗潜力

《Frontiers in Molecular Biosciences》:Cellular insights into transposable elements in Alzheimer’s disease

【字体: 时间:2026年01月07日 来源:Frontiers in Molecular Biosciences 4.0

编辑推荐:

  本研究通过整合单细胞核RNA测序与染色质可及性数据,系统揭示了阿尔茨海默病(AD)患者大脑中转座元件(TE)的细胞特异性激活模式。研究发现508个差异表达TE位点(84.3%上调),以兴奋性神经元(63%)和少突胶质细胞(32%)为主,SINE(62.8%)和LINE(26.4%)为优势类型。TE通过启动子/增强子区域调控AD风险基因(如DOC2A、ABCA7、PTK2B),并富集于染色质重塑、突触功能等通路,为AD的表观遗传机制提供了新视角。

  
引言
阿尔茨海默病(AD)作为一种进行性神经退行性疾病,其病理机制与转座元件(TE)的潜在关联尚不明确。近年来,单细胞技术的发展为解析AD中细胞特异性转录调控提供了新工具。本研究通过整合11例AD患者与7例对照的单核RNA测序(snRNA-seq)和ATAC-seq数据,系统性绘制了TE在AD大脑中的细胞类型特异性表达图谱。
TE在AD进展中的表达模式
研究首先利用SoloTE工具对61,472个细胞核的TE表达进行量化,并通过Seurat聚类识别出8种主要细胞类型(如兴奋性神经元、少突胶质细胞等)。UMAP可视化显示,TE表达占总转录本的10%–15%,个别细胞中可达40%,且在少突胶质细胞和神经元中变异显著(图1D)。样本间细胞分布均衡,支持后续差异分析的可比性。
差异表达TE的细胞与基因组特征
共鉴定508个差异表达TE位点(|log2FC| ≥ 2.0,p < 0.05),其中84.3%在AD中上调。兴奋性神经元携带63%的差异TE(319个),少突胶质细胞占32%(165个),且95.9%的TE具有细胞类型特异性(图2A)。TE类别以SINE(62.8%,主要为Alu家族)和LINE(26.4%)为主,染色体3、7、17、19呈现富集热点(如19号染色体富集3.1倍)。
TE-基因邻近性与调控网络
通过250 kb窗口的邻近性分析(优化自多窗口比较),发现3,852个TE-基因对,涉及2,326个基因。功能富集显示这些基因显著参与染色质组织(如核小体组装)和突触信号通路(图3B)。进一步整合ATAC-seq数据揭示,41%的差异TE位于启动子(37.6%)或增强子(3.5%)区域,其中7个AD风险基因(如DOC2A、ABCA7、PTK2B)与TE共定位于开放染色质区域(图3C)。例如,DOC2A启动子区聚集4个上调SINE,可能通过钙信号调节影响突触功能。
讨论与展望
本研究揭示了AD中TE激活的细胞特异性模式,强调兴奋性神经元和少突胶质细胞是TE失调的主要靶点。TE通过嵌入调控元件(如启动子)干扰邻近基因(如ABCA7的脂代谢功能),进而参与AD相关通路。未来需结合长读长测序技术解决年轻TE元件的定位偏差,并探索TE作为AD生物标志物或表观遗传治疗靶点的潜力。
相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 急聘职位
  • 高薪职位

知名企业招聘

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号