Spatial transcriptomics reveals the molecular signatures of prodromal and advanced α-synucleinopathy

科学分野:

• 神経科学
• 分子生物学
• 遺伝学

背景:

• α-シヌクレイン（aSyn）の凝集は、パーキンソン病（PD）の病態生理に関与している。
• aSyn誘発性神経変性の分子メカニズムを理解することは、効果的な治療法を開発するために不可欠である。

研究 の 目的:

• げっ歯類モデルにおけるaSyn病理に関連する遺伝子発現の時空間的変化を調査すること。
• 動物モデルとヒトPD患者の両方でaSyn進行と相関する分子マーカーを同定すること。

主な方法:

• aSyn誘発性病理のトランスジェニックM83^+/+マウスモデルの脳切片に空間トランスクリプトミクス（ST）を適用した。
• 4つの独立したパーキンソン病患者コホートからのマイクロアレイデータを解析した。

主要な成果:

• STは、げっ歯類の脳幹におけるaSyn病理誘導時のエネルギー代謝経路の上方制御を明らかにした。
• 後期段階では、ミトコンドリア経路の下方制御とmRNA翻訳機構の摂動が示された。
• 異常なオステオポンチン（SPP1）シグナル伝達とCREB結合タンパク質の発現増加は、げっ歯類モデルとPD脳の両方で一貫したマーカーとして同定された。

結論:

• 空間トランスクリプトミクスは、aSyn病理進行中の動的な分子変化に関する洞察を提供する。
• オステオポンチンシグナル伝達とCREB結合タンパク質は、PD進行のための貴重なバイオマーカーとして機能する可能性がある。
• これらの発見は、PDおよび関連疾患の新規治療戦略の開発を促進する可能性がある。