中大新闻网讯（通讯员刘梦圆）近日，中山大学中山医学院黎明涛教授团队在Neurobiology of Disease（中科院1区）发表了题为“Cell type- and region-specific translatomes in an MPTP mouse model of Parkinson's disease”的研究论文。该研究首次构建并分析了帕金森病小鼠模型发病早期阶段黑质-纹状体多巴胺神经元、小胶质细胞、星形胶质细胞的翻译图谱。
帕金森病(Parkinson's disease, PD)是全球第二大神经退行性疾病，其病理特征是中脑黑质-纹状体通路多巴胺能神经元选择性、进行性死亡，伴相关脑区胶质细胞激活。目前临床上主要以多巴胺的前体药物左旋多巴进行替代治疗，但治疗3-5年后疗效减退，尚无可延缓疾病进展的药物，无法逆转黑质多巴胺神经元的退变。开展多巴胺神经元死亡机制研究，确立有效治疗靶点，具有重要的科学意义和社会价值。
近期的单细胞核转录组研究为解析帕金森病的细胞类型特异性发病机制提供了有价值的资源。但由于大多数患者的样本来自晚期病人的尸检组织，其转录组可能无法提供关于神经退行性早期分子事件的信息。因此，在帕金森病动物模型中全面分析细胞类型特异性基因表达谱具有重要的补充价值。
翻译核糖体亲和纯化结合RNA测序（TRAP-seq）可提供高灵敏度的细胞类型特异性基因表达谱，且可避免组织固定、单细胞分离等操作。该技术获得的翻译mRNA水平与蛋白质表达水平更接近。在整体动物模型研究中，通过RiboTag小鼠与表达细胞类型特异性 Cre 重组酶的小鼠杂交，可获得细胞类型特异的HA标记核糖体亚单位蛋白Rpl22的基因修饰工具鼠，解剖分离特定组织进行TRAP-seq，可获得特定组织、特定细胞类型的翻译组数据。
本研究中，研究团队利用RiboTag小鼠，在MPTP诱导的小鼠PD模型的早期阶段获取了细胞类型（多巴胺神经元、小胶质细胞、星形胶质细胞）和脑区（黑质、纹状体）特异性的翻译组图谱。多巴胺神经元特异性的翻译组显示鞘糖脂合成通路是MPTP处理的小鼠中显著下调的通路，其中ST8Sia6是与糖鞘脂合成有关的一个关键下调基因。研究团队进一步利用帕金森病患者尸检脑组织证实其在黑质多巴胺神经元表达下调。在小鼠黑质多巴胺神经元中过表达ST8Sia6具有抗炎和神经保护作用，提示多巴胺神经元鞘糖脂通路异常可能通过促进神经免疫炎症发生介导神经退化。胶质细胞特异性的翻译组显示黑质中的胶质细胞比纹状体中的胶质细胞表现出更强烈的免疫反应，并确定干扰素γ（IFNG）是小胶质细胞和星形胶质细胞的最上游调节因子。通过比较两种胶质细胞核两个脑区，我们证明了黑质小胶质细胞是主导产生促炎症作用的细胞。本研究揭示了黑质多巴胺神经元的鞘糖脂代谢途径参与帕金森病神经免疫炎症和神经退变，并为阐明帕金森病的发病机制提供了新的数据来源。
RiboTag小鼠原理及MPTP模型翻译组图谱构建流程
中山医学院黎明涛教授和马珊珊副教授为本论文的共同通讯作者，特聘副研究员黄巧莹和硕士生陈聪敏为本文共同第一作者。本研究得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划、广东省重点领域研发计划、广州市科技计划的支持。
