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本研究针对脑衰老伴随认知功能下降及神经退行性疾病风险增加的分子机制不明问题，聚焦人类海马体，通过转录组学分析结合互补性研究策略，揭示年轻与老年个体间差异表达基因（DEGs）富集于炎症、DNA修复、代谢及神经活动等通路。研究发现RAD23B mRNA及蛋白表达随年龄增长呈显著负相关，且在阿尔茨海默病（AD）患者中进一步降低，其功能缺失可损害星形胶质细胞活力。该研究为解析脑衰老分子特征及识别潜在治疗靶点提供了重要依据。
大脑是人体最复杂的器官，随着年龄增长，它就像一台运转多年的精密仪器，逐渐出现性能衰退——记忆力减退、反应变慢，甚至可能引发阿尔茨海默病（AD）等神经退行性疾病。尽管科学家已知海马体（负责学习、记忆的关键脑区）是衰老的“重灾区”，但人类海马体在分子层面究竟发生了什么变化？哪些基因在悄悄“背叛”我们？这些问题长期缺乏系统性答案。为此，来自西班牙的研究团队开展了一项聚焦人类海马体衰老分子图谱的研究，通过多组学分析与实验验证，发现了关键基因RAD23B在脑衰老中的重要作用，相关成果发表在《Aging Cell》杂志。
研究团队从西班牙多家机构的生物样本库中收集了不同年龄段的人类海马体样本，包括年轻组（27-50岁）、老年组（58-100岁）以及AD患者组，同时结合公开数据库的单细胞RNA测序（scRNA-seq）数据，采用转录组芯片筛选差异表达基因（DEGs），通过定量实时聚合酶链式反应（qRT-PCR）验证mRNA水平，免疫组化（IHC）和免疫荧光（IF）检测蛋白表达，并在原代人星形胶质细胞（NHA）中进行慢病毒介导的基因沉默实验，探究RAD23B的功能。
主要技术方法：研究使用Clariom S阵列进行转录组分析，结合Limma算法筛选DEGs；通过qRT-PCR验证基因表达；利用IHC和IF检测蛋白定位与表达量；采用慢病毒载体沉默NHA细胞中RAD23B，通过细胞计数、Ki67染色、SA-β-gal活性检测评估增殖与衰老，Caspase 3染色检测凋亡；结合The Human Protein Atlas等公共数据库的scRNA-seq数据解析细胞类型特异性表达。样本来自西班牙Instituto Salud Carlos III生物样本库（队列1）和Donostia医院（队列2），涵盖年轻、老年及AD个体。
3.1 转录组分析揭示海马体随龄差异表达基因
通过比较年轻（n=5）与老年（n=11）个体海马体转录组，发现74个DEGs（46个下调，28个上调），涉及代谢、DNA修复、炎症等通路。qRT-PCR验证显示，老年组中代谢/转运基因（GRK4、TSPAN18等）、DNA修复基因（EYA1、RAD21等）及神经递质相关基因（CHRNA6）表达降低，而炎症相关基因（CHI3L1、CHI3L2等）、代谢基因（MRAP2、CAPN3等）及突触活动基因（DLGAP1、KCNAB1）表达升高。公共数据显示这些基因在海马体中高表达，且在痴呆样本中表达异常。
3.2 6个基因的表达与 chronological aging 相关
相关性分析发现46个基因与年龄显著相关（p<0.001），其中6个基因相关系数|r|>0.8：SMPD4、RASGEF1B、ANKRD18B与年龄正相关，RAD23B、HYOU1、OR2A42负相关。qRT-PCR在120例样本（78年轻，42老年）中验证，老年组SMPD4、RASGEF1B、ANKRD18B mRNA升高，RAD23B、HYOU1降低，且相关性显著。GTEx数据进一步支持这一趋势。
3.3 靶基因在不同脑区和细胞类型中富集
公共数据显示，RAD23B和HYOU1在海马体中高表达，SMPD4和RASGEF1B在脑白质富集，ANKRD18B在皮层富集。小鼠实验中，老年小鼠齿状回（DG）Rad23b mRNA降低。scRNA-seq分析表明，SMPD4、RASGEF1B主要在少突胶质细胞和OPCs表达，ANKRD18B在神经元，RAD23B和HYOU1在胶质细胞与神经元均有表达。原代星形胶质细胞晚期传代（模拟衰老）中，RAD23B、HYOU1表达降低，SMPD4、ANKRD18B升高，与体内结果一致。
3.4 RAD23B蛋白表达随生理与病理衰老减少
IHC显示老年个体海马体DG、CA1、CA3区及皮层RAD23B蛋白染色显著降低，AD患者降低更明显；SMPD4和ANKRD18B则升高。IF证实老年海马体RAD23B水平降低。公共数据库中，AD进展阶段（Braak分期）星形胶质细胞RAD23B表达降低，且非细胞数量减少所致，而是基因下调。共染色显示RAD23B主要在GFAP+星形胶质细胞和TUJ1+神经元中表达。
3.5 RAD23B沉默损害星形胶质细胞稳态
慢病毒沉默NHA细胞RAD23B后，mRNA和蛋白水平显著降低。功能实验显示，shRAD23B细胞增殖减少（Ki67+细胞减少），SA-β-gal+衰老细胞增加，p16INK4A、p21CIP1、p27KIP1、IL6等衰老标志物mRNA升高，Caspase 3+凋亡细胞增多，表明RAD23B缺失损害星形胶质细胞活力与功能。
结论与讨论
本研究通过转录组学与功能实验，系统揭示了人类海马体衰老的分子特征：一是年轻与老年个体间存在广泛基因表达差异，涉及炎症、DNA修复、代谢等关键通路；二是鉴定出6个与 chronological aging 显著相关的基因，其中RAD23B（核苷酸切除修复通路关键基因）表现出最强的年龄负相关性；三是发现RAD23B在生理衰老中表达降低，在AD病理中进一步缺失，且其功能缺失会导致星形胶质细胞增殖抑制、衰老与凋亡增加。
研究的重要意义在于：首次在人类海马体中明确了RAD23B作为脑衰老潜在生物标志物的地位，其表达水平可反映生理与病理衰老进程；揭示了DNA修复通路（尤其是NER）与脑衰老的紧密关联，为理解神经退行性疾病的分子机制提供了新视角；同时提示星形胶质细胞稳态维持可能是延缓脑衰老的潜在靶点。尽管研究存在样本量有限、bulk转录组缺乏细胞分辨率等局限，但其结果为后续靶向RAD23B干预脑衰老的研究奠定了基础。
