通过检查数十万个单个脑细胞中的 RNA,斯克里普斯研究中心的科学家进一步证实,酒精使用障碍可能会加速阿尔茨海默病的进展,为未来的针对性治疗铺平了道路。
世界著名的综合性医学研究及教育机构斯克里普斯研究中心的新研究将阿尔茨海默病与酒精使用障碍联系起来,表明大脑中存在相似的基因表达变化,会影响炎症和细胞功能。
该研究利用单细胞转录组学表明,饮酒可能会通过影响共同的分子通路而加剧阿尔茨海默病。预计更大的数据集将提供进一步的见解。
阿尔茨海默症和饮酒之间的基因表达联系近 700 万美国人患有阿尔茨海默病,预计到 2060 年这一数字将翻一番。虽然衰老和遗传倾向是阿尔茨海默病最重要的风险因素,但流行病学研究表明,包括饮酒在内的生活方式因素也可能影响疾病的发生和发展。
现在,斯克里普斯研究所的科学家已经证明,阿尔茨海默病和酒精使用障碍 (AUD) 与大脑中类似的基因表达模式改变有关,支持了饮酒可能促进阿尔茨海默病进展的观点。这项研究于 2024 年 9 月 19 日发表在eNeuro上,可以为未来的预防和治疗策略提供参考。
阿尔茨海默病和酒精使用障碍的共同分子机制“我们发现,在阿尔茨海默病和酒精中,几种细胞类型特异性基因和通路都失调了,这支持了酒精使用障碍可以通过影响阿尔茨海默病所影响的一些相同分子机制来加速阿尔茨海默病进展的假设,”资深作者、斯克里普斯研究所免疫学和微生物学系教授 Pietro Paolo Sanna 医学博士说:“通过以这种分子细节水平了解这些失调,我们可以了解导致这些疾病的原因,我们还可以确定可用于治疗的目标。”
这是研究人员首次使用单细胞转录组学(一种通过测序 RNA 分析单个细胞内基因表达的方法)来比较不同人类脑细胞群体中与阿尔茨海默病和 AUD 相关的变化。这项研究以 Sanna 实验室之前发表的研究为基础,该研究表明,过量饮酒会加速具有阿尔茨海默病遗传易感性的小鼠的阿尔茨海默病进展。
研究人员对阿尔茨海默病患者大脑中 100,000 多个细胞的基因表达进行了描述,并将这些模式与酒精使用障碍 (AUD) 患者的模式进行了比较。与健康人相比,他们发现阿尔茨海默病患者和酒精使用障碍患者的基因表达变化存在显著重叠。在酒精使用障碍和至少一个 AD 阶段中下调的通路以紫色显示,在酒精使用障碍和至少一个 AD 阶段中上调的通路以粉色显示。图片来源:Arpita Joshi 和 Pietro P. Sanna (Scripps Research)
研究方法和比较基因分析为了研究细胞特异性基因表达变化,研究小组分析了来自 75 名患有不同阶段阿尔茨海默病(早期、中期或晚期)的患者和 10 名未患阿尔茨海默病的患者的数十万个单个脑细胞的RNA测序数据。然后,他们将阿尔茨海默病基因表达数据与之前发表的 AUD 患者 RNA 测序数据进行了比较。
他们表明,AUD 和阿尔茨海默氏症都与大脑中类似的基因表达变化有关,包括炎症基因和通路的上调、细胞信号传导和细胞死亡相关通路的破坏以及血管细胞的变化。
饮酒作为危险因素的更广泛影响“我们在此提出的是对两种导致认知能力下降的疾病的差异分析,”第一作者 Arpita Joshi 博士说,他是斯克里普斯研究所 Sanna 实验室的一名研究员。“它加深了我们对阿尔茨海默病以及阿尔茨海默病临床定义的三个阶段的理解,并强调了将酒精使用障碍视为阿尔茨海默病风险因素的重要性。”
由于该研究基于 AUD 的小样本量,未来研究人员计划使用 AUD 患者的更大的基因表达数据库重复他们的分析,预计该数据库将于明年推出。
全球努力在细胞层面了解疾病“我们热切期待发布更大规模的酒精使用数据集,以便我们能够测试这些发现的可靠性,并以更精细的细胞类型粒度检查这两种疾病之间的共同点,”Joshi 博士强调:“这是一项全球性的努力,旨在在单细胞水平上阐明复杂的疾病,这将使我们更好地了解阿尔茨海默病、酒精使用障碍患者的分子和细胞扰动以及它们之间的相互作用。”
除了Sanna和Joshi之外,这项研究的共同作者还有斯克里普斯研究中心和博洛尼亚大学的Federico Manuel Giorgi。
这项工作得到了美国国立卫生研究院(AA021667、AA028982、DA046170、DA046204 和 DA053801)的资助。
参考文献:《阿尔茨海默病各阶段的转录模式具有细胞类型特异性,且部分与酒精使用障碍对人类的影响相吻合》,作者:Arpita Joshi、Federico Manuel Giorgi 和 Pietro Paolo Sanna,2024 年 9 月 19 日,eNeuro。DOI :10.1523/ENEURO.0118-24.2024
作者:斯克里普斯研究所
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