唾液细胞外囊泡RNA图谱:老年群体神经退行性病变的新型无创生物标志物研究

《Frontiers in Aging》:RNA transcripts in salivary extracellular vesicle cargo isolated from aged populations

【字体: 时间:2026年01月12日 来源:Frontiers in Aging 4.3

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  本综述系统阐述了老年人群唾液细胞外囊泡(salEVs)RNA组学特征,发现其富含神经退行性疾病(如阿尔茨海默病)相关转录本(包括mRNA、lncRNA、miRNA及反转录转座子),并通过与血液EVs(bEVs)对比证实salEVs在神经退行通路基因呈现度更高,为无创早期筛查提供了新视角。

  
引言:人类唾液作为蕴含DNA、RNA和蛋白质等多种生物分子的液体活检样本,其成分可反映个体健康状况。唾液细胞外囊泡(salivary extracellular vesicles, salEVs)作为细胞源性纳米级膜泡,携带的RNA cargo能镜像来源细胞的胞质状态,为探测神经退行性病变相关转录本提供了新途径。
材料与方法:研究纳入15名65岁以上认知正常老年人唾液样本,通过超速离心法分离salEVs,并利用纳米颗粒追踪技术(Nanosight)、透射电镜(TEM)及Western blot(检测CD9/CD63/CD81等EV标志蛋白)进行囊泡表征。采用RNA测序(RNA-seq)和NanoString miRNA分析平台系统解析salEVs的RNA组成,并与公共数据库中的血液EVs(blood-derived EVs, bEVs)转录组数据进行比较。
结果:
  1. 1.
    salEVs表征与RNA组成:
    分离的salEVs平均直径253.7±37.0 nm,浓度达5.6×1010/mL,电镜显示典型杯状双膜结构。RNA测序揭示48.4%的读段可映射至人类基因组(其中44.1%为唯一映射),其余主要映射至原核基因组。转录本类型包括蛋白编码RNA(占68.1%)、长链非编码RNA(long non-coding RNA, lncRNA,占15.7%)、假基因及其他非编码RNA。
  2. 2.
    神经退行性疾病相关通路富集:
    KEGG通路分析显示,salEVs中蛋白编码转录本显著富集于肌萎缩侧索硬化症(ALS)、亨廷顿病、阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease, AD)、帕金森病等神经退行性病变通路。启动子区域分析发现AP-2ε、HEYL、HES4和TCFL5等转录因子结合位点高度富集。
  3. 3.
    非编码RNA特征:
    lncRNA中PCBP1-AS1、TEX41和PVT1为最髙表达转录本,且个体间表达谱高度一致。miRNA分析检测到286种miRNA,其中miR-223-3p、miR-155-5p等与炎症及AD相关的miRNA丰度最高。这些miRNA潜在调控Hippo、TGF-β、Wnt、FoxO、ErbB、轴突导向及mTOR等信号通路。此外,salEVs中广泛存在LINE、SINE和LTR等反转录转座子转录本。
  4. 4.
    与血液EVs的对比优势:
    与bEVs相比,salEVs在阿尔茨海默病通路(hsa05010)基因呈现度更高(salEVs覆盖32.8% vs. bEVs 15.9%)。qPCR验证显示,AD相关基因阵列中83%的转录本可在至少1例salEV样本中检出,57%的基因在超过10例样本中稳定表达。
讨论:
salEVs中神经退行相关转录本的富集提示其可能作为中枢神经系统病理状态的"液体活检"窗口。其来源机制或与病毒(如狂犬病毒)类似,通过淋巴系统(如glymphatic pathway)或血脑屏障跨膜转运进入唾液。与全唾液外RNA相比,salEVs分离技术显著提升人源RNA比例,减少微生物RNA干扰。lncRNA(如PCBP1-AS1、PVT1)和miRNA的特异性表达模式提示RNA分选可能存在主动靶向机制。年龄相关反转录转座子转录本的积累进一步支持salEVs在衰老及神经炎症中的潜在作用。
结论:
salEVs携带的RNA cargo为神经退行性病变的早期无创诊断提供了丰富生物标志物资源。其相较于bEVs在神经通路基因覆盖度的优势,以及唾液采样的便捷性,凸显其在人群筛查中的转化潜力。未来研究需聚焦于前瞻性队列验证,以明确salEVs标志物在疾病超早期预警中的价值。
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