内质网应激和阿尔茨海默病中与线粒体相关膜（MAM）相关基因的基因表达分析

《Cellular and Molecular Neurobiology》：Gene Expression Analysis of Mitochondria-Associated Membrane (MAM)-Related Genes in ER Stress and Alzheimer’s Disease

摘要

阿尔茨海默病（AD）是一种破坏性的神经退行性疾病，与由β-淀粉样蛋白（Aβ）肽和磷酸化tau蛋白积累引起的细胞应激密切相关。内质网（ER）应激和未折叠蛋白反应（UPR）被认为是AD病理过程中的早期事件。线粒体相关膜（MAM）是一种连接内质网和线粒体的蛋白质结构，它在调节内质网应激及相关反应中起作用。据报道，在AD脑细胞中存在高水平的内质网-线粒体连接，从而导致线粒体钙（Ca²⁺）过载和细胞死亡。尽管这些途径已被独立识别，但整合MAM活性、内质网应激反应和AD发病机制的精确机制仍然不清楚。我们使用了从NCBI-Gene Expression Omnibus（GEO）数据库中收集的三个与AD、内质网应激和MAM相关的转录组数据集，并采用多层次生物信息学方法进行处理，包括差异基因表达分析、加权基因共表达网络分析（WGCNA）、蛋白质相互作用网络构建以及使用不同的cytoHubba拓扑算法识别枢纽基因。最终确定了四个枢纽基因：Calreticulin（CALR）、Calnexin（CANX）、热休克蛋白90β家族成员1（HSP90B1）和含缬氨酸蛋白（VCP）。CALR、CANX和HSP90B1是已知的蛋白质稳态调节因子，而VCP是一种能诱导自噬的内质网ATP酶。这些基因不仅与MAM调节和内质网应激有关，还与AD病理过程相关。研究结果表明，这些枢纽基因可能成为新的生物标志物，并暗示了MAM、内质网应激和神经退行性病变之间存在一个“三组分系统”。该研究强调了MAM相关基因作为AD治疗靶点的潜力。

图形摘要

此图像的替代文本可能是由AI生成的。

阿尔茨海默病（AD）是一种破坏性的神经退行性疾病，与由β-淀粉样蛋白（Aβ）肽和磷酸化tau蛋白积累引起的细胞应激密切相关。内质网（ER）应激和未折叠蛋白反应（UPR）被认为是AD病理过程中的早期事件。线粒体相关膜（MAM）是一种连接内质网和线粒体的蛋白质结构，它在调节内质网应激及相关反应中起作用。据报道，在AD脑细胞中存在高水平的内质网-线粒体连接，从而导致线粒体钙（Ca²⁺）过载和细胞死亡。尽管这些途径已被独立识别，但整合MAM活性、内质网应激反应和AD发病机制的精确机制仍然不清楚。我们使用了从NCBI-Gene Expression Omnibus（GEO）数据库中收集的三个与AD、内质网应激和MAM相关的转录组数据集，并采用多层次生物信息学方法进行处理，包括差异基因表达分析、加权基因共表达网络分析（WGCNA）、蛋白质相互作用网络构建以及使用不同的cytoHubba拓扑算法识别枢纽基因。最终确定了四个枢纽基因：Calreticulin（CALR）、Calnexin（CANX）、热休克蛋白90β家族成员1（HSP90B1）和含缬氨酸蛋白（VCP）。CALR、CANX和HSP90B1是已知的蛋白质稳态调节因子，而VCP是一种能诱导自噬的内质网ATP酶。这些基因不仅与MAM调节和内质网应激有关，还与AD病理过程相关。研究结果表明，这些枢纽基因可能成为新的生物标志物，并暗示了MAM、内质网应激和神经退行性病变之间存在一个“三组分系统”。该研究强调了MAM相关基因作为AD治疗靶点的潜力。

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