基于性别差异分析的IGF1R和FLT1在女性内皮细胞以及CHD2在男性小胶质细胞在AD中的作用

文摘   2024-07-31 06:50   美国  

Bringing medical advances from the lab to the clinic.


关键词AD;IGF1R;FLT1;内皮细胞;小胶质细胞;Experimental Gerontology

随着人口老龄化的加剧,阿尔茨海默病(AD)的发病率和患病率持续上升,目前全球患者人数已超过131.5百万,且90%的痴呆症病例为AD性别差异在AD的发病机制中起着重要作用。流行病学调查显示,女性AD患者数量多于男性,且女性患者在相同年龄段内表现出更严重的认知功能恶化。在美国,65岁以上人群中有三分之二的AD患者为女性;在奥地利,60岁以上的AD患者中74.1%为女性。这种性别差异提示我们,AD的发病机制可能在男性和女性中存在不同。


性别相关的生物学和环境因素,如雌激素水平的变化、类固醇激素差异以及APOE4基因的分布等,都可能影响AD的发病风险和病程。此外,基于单细胞RNA测序(snRNA-seq)的研究揭示了AD患者大脑中的细胞亚群异质性,包括神经元、胶质细胞和小胶质细胞等,这些细胞类型的性别特异性表达模式可能与AD的性别差异有关。然而,目前对于AD性别差异的分子机制理解非常有限。


2024年7月10日,Rong He 等研究学者在国际顶尖学术期刊 Experimental Gerontology 上发表题为 Blood Brain Barrier-Crossing Delivery of Felodipine Nanodrug Ameliorates Anxiety-Like Behavior and Cognitive Impairment in Alzheimer's Disease 的研究文章【1】。

研究结果表明,

  • 在AD女性患者的内皮细胞中,与突触组织相关的基因如IGF1R和FLT1表达更高。在男性小胶质细胞中,CHD2负向调控核糖体途径基因表达,可能抑制AD的发展。

  • 基于性别和疾病状态的分层分析显示,亚洲人和高加索人在内皮细胞和微胶质细胞上存在差异。


如需原文,请加微信healsana获取,备注20240710EG


主要结果

🔷  细胞类型和亚群的识别
  • 研究者使用单核RNA测序(snRNA-seq)数据分析,鉴定了七种主要的细胞类型:星形胶质细胞(ASC)、内皮细胞(END)、兴奋性神经元(EX)、抑制性神经元(INH)、小胶质细胞(MG)、少突胶质细胞(ODC)和少突胶质前体细胞(OPC)。
  • 在内皮细胞和微胶质细胞中,还分别鉴定出了五个不同的亚群。

🔷  性别差异分析
  • 内皮细胞中,特定基因如胰岛素样生长因子1受体(IGF1R)和Fms相关受体酪氨酸激酶1(FLT1)在女性AD患者中的表达水平较高。
  • 小胶质细胞中,男性未患AD的个体中,参与核糖体途径的基因表达水平较高,而与AD相关的男性个体中,这些基因的表达水平较低。

🔷  关键基因的作用
  • IGF1R和FLT1在女性内皮细胞中的高表达可能在AD的发病机制中起重要作用。IGF1R和FLT1参与突触组织,其高表达可能促进AD的发展。
  • 在男性微胶质细胞中,CHD2(Chromodomain Helicase DNA Binding Protein 2)基因通过负向调控核糖体途径的基因表达,可能在抑制AD进展中发挥保护作用。

🔷  基因表达差异
  • 在AD女性患者中,内皮细胞亚群(END2)的IGF1R和FLT1基因表达水平显著高于正常对照组(NC_F)。
  • 在AD男性患者中,CHD2基因在微胶质细胞中的表达水平低于未患病的男性对照组,且与核糖体途径基因的表达呈负相关。

🔷  种族差异分析
研究者还比较了亚洲人和高加索人之间的差异,发现在AD相关的内皮细胞和微胶质细胞中,基因表达存在显著差异。

🔷  动物实验验证
使用小鼠模型(APP/PS1模型)进一步验证了CHD2在微胶质细胞中的作用。结果显示,CHD2基因的表达在AD模型小鼠的微胶质细胞中显著低于正常对照组。


这些实验结果表明,IGF1R和FLT1在女性内皮细胞中的作用以及CHD2在男性微胶质细胞中的保护机制,可能为AD的性别特异性治疗提供新的靶点。

图1. 基于性别和疾病状态分层的细胞类型的分析和统计


图2. AD前额叶皮层内皮细胞基于性别分层的分析


图3. 基于性别分层的END2亚群分析


图4. 基于性别分层的AD前额叶皮层小胶质细胞分析


图5. 核糖体途径基因的关键调控因子的鉴定和验证


图6. 通过实时PCR确认分析结果


图7. 通过实时PCR确认分析结果


编者按:

临床意义

本研究通过揭示AD中性别特异性的分子机制,IGF1R和FLT1在女性患者内皮细胞中的高表达,以及CHD2在男性小胶质细胞中的保护作用,为开发针对性的性别特异性治疗策略提供了新的思路

此外,这些分子标志物的发现有助于早期诊断和疾病进展监测,为临床医生提供了更精准的干预时机。种族差异的发现也提示了在不同人群中可能需要差异化的治疗策略,这对于全球范围内的AD治疗和药物开发具有重要意义。

科研启发:
  • 分子机制探索:研究结果为进一步探索IGF1R、FLT1和CHD2在AD中的分子机制提供了新的方向,尤其是在性别特异性病理过程中的作用。
  • 药物开发:IGF1R和FLT1作为女性AD患者中的潜在治疗靶点,CHD2作为男性AD患者中的保护因子,为新药开发提供了可能的分子靶点。
  • 细胞类型特异性研究:研究强调了对特定细胞类型(如内皮细胞和小胶质细胞)进行深入研究的重要性,以揭示它们在AD发展中的具体作用。


原文链接:

https://doi.org/10.1016/j.exger.2024.112512

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作者:Amber Wang,微信号:Healsana。助理:ChatGPT
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