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帕金森病（PD）临床诊断依赖运动症状，男性患病率更高。为探究 DJ - 1 缺失早期分子变化，研究人员对 Park7-/-小鼠进行研究。发现 Park7 缺失导致雄性中脑出现性别特异性基因表达变化，通过 NRF2 - CYP1B1 轴影响相关通路，这有助于理解 PD 机制及性别差异。
帕金森病（Parkinson’s disease，PD）是一种常见的神经退行性疾病，严重影响患者的生活质量。目前，PD 的临床诊断主要依赖特定的运动症状，但许多非运动症状，如嗅觉减退、抑郁、焦虑等，可能在疾病确诊前 20 年就已出现。而且，PD 在 65 岁以上人群中的发病率不断上升，男性的患病率和发病率均高于女性。其中，中脑黑质致密部（substantia nigra pars compacta，SNpc）多巴胺能神经元的进行性丧失是 PD 的主要神经病理特征之一，氧化应激和线粒体功能障碍在这一过程中起着关键作用。
DJ - 1（由 Parkinsonism associated deglycase 或 PARK7 编码）是常染色体隐性遗传性早发性 PD 的致病基因，其功能丧失突变会导致 DJ - 1 蛋白功能缺失或减少。此前，利用小鼠和人类细胞系的研究表明，DJ - 1 能通过抑制 NRF2 与 KEAP1 的相互作用来稳定 NRF2。然而，关于 Park7 基因敲除小鼠模型在研究 PD 方面的结果并不一致，且部分研究未明确实验动物的性别，而性别可能是影响实验结果的关键变量。
为了深入了解 DJ - 1 缺失在体内引发的早期事件以及可能存在的性别特异性差异，卢森堡大学（University of Luxembourg）等机构的研究人员开展了一系列研究。他们的研究成果发表在《npj Parkinson's Disease》上，为理解 PD 的发病机制和性别差异提供了重要线索。
研究人员运用了多种关键技术方法。首先是 RNA 测序（RNA - seq）技术，对不同年龄、性别的 Park7-/-小鼠和野生型小鼠的中脑样本进行转录组分析，以确定基因表达的变化。其次，采用 RNA 干扰（RNAi）实验，在原代星形胶质细胞中敲低相关基因，研究基因之间的调控关系。此外，还利用免疫细胞化学、RNAscope 检测等技术，对基因表达和蛋白定位进行验证。实验样本包括小鼠的中脑、皮质组织，以及原代培养的星形胶质细胞、小胶质细胞、少突胶质细胞前体等，同时使用了携带 PARK7 突变的人类诱导多能干细胞（iPSC）衍生的星形胶质细胞。
研究结果如下：
- Park7 缺失诱导 8 月龄雄性小鼠中脑转录组变化：研究人员解剖 3 月龄和 8 月龄的 Park7-/-小鼠和野生型同窝对照小鼠的中脑，提取总 RNA 进行 RNA - seq 分析。结果发现，3 月龄时，雄性和雌性小鼠中差异表达基因（DEGs）较少；而 8 月龄时，雌性小鼠中 DEGs 增加到 101 个，雄性小鼠中则检测到超过 1200 个 DEGs，且变化幅度更大。进一步分析确认，746 个主要下调的 DEGs 存在于雄性小鼠中，且与雌性小鼠的 DEGs 重叠较少，表明 Park7 缺失导致中脑出现性别特异性基因表达变化，雄性受影响更明显。
- 雄性小鼠中 DJ - 1 缺失下调与上皮 - 间质转化、粘着斑和细胞外基质组成相关的基因：对雄性小鼠中 746 个 DEGs 进行富集分析，发现粘着斑在多个数据库中均为最富集的通路，细胞外基质（ECM） - 受体相互作用、ECM 调节等也在前列，同时上皮 - 间质转化（EMT）过程显著富集。与 EMT 相关的 58 个基因在雄性 Park7 小鼠中几乎都下调，如 E - cadherin（Cdh1 编码）和 Twist1 等，且这种下调在雄性中脑得到 RT - qPCR 和 RNAscope 验证，而在雌性或雄性皮质中未观察到。
- Park7 小鼠的性别特异性变化与 NRF2 信号降低有关：通过分析已知转录因子（TF）的靶基因，发现雄性 DEGs 中 NRF2（由 Nfe2l2 基因编码）的主要靶基因显著富集，且多数下调并与 EMT 过程相关。同时，抗氧化反应基因在 Park7 小鼠中下调，Nfe2l2 本身也有下调趋势，通过 RT - qPCR 和 RNAscope 验证了部分抗氧化基因和 Nfe2l2 在雄性中脑的下调，表明 NRF2 可能介导 DJ - 1 诱导的转录变化，导致 NRF2 介导的信号和抗氧化反应总体下降。
- 基因表达变化具有性别特异性：利用 Ingenuity Pathway Analysis（IPA）工具预测上游调节因子，发现 β - 雌二醇是解释雄性小鼠基因表达变化的主要上游调节因子，而雌性小鼠中未观察到。8 月龄野生型雄性和雌性中脑的差异基因表达分析显示，许多受 Park7 缺失影响的基因在基线时就存在性别差异，且野生型雄性小鼠在衰老过程中与抗氧化反应等相关基因表达增加，而 Park7 雄性小鼠中未出现。
- DJ - 1 - NRF2 - CYP1B1 轴调节小鼠星形胶质细胞中 Cdh1 的表达：在雄性中高表达且在 Park7 小鼠中显著降低的基因中，Cyp1b1 编码参与雌激素和维甲酸代谢的细胞色素 P450 家族酶。RNA - seq、RT - qPCR 和 RNAscope 分析表明，Cyp1b1 在雄性中脑下调，且主要在星形胶质细胞中表达。在原代星形胶质细胞中进行 RNAi 实验，发现敲低 Park7、Nfe2l2 或 Cyp1b1 会导致雄性星形胶质细胞中 Cdh1 下调，表明 EMT 通路改变可能发生在星形胶质细胞中，且涉及 NRF2 - CYP1B1 轴。
- Park7 缺失诱导的粘着斑和上皮 - 间质转化变化涉及星形胶质细胞中的 NRF2 和 CYP1B1：对雄性原代星形胶质细胞进行转录组分析，发现敲低 Park7、Nfe2l2 和 Cyp1b1 会诱导大量基因差异表达，且下调基因在粘着斑和 EMT 等通路显著富集。在携带 PARK7 突变的人类 iPSC 衍生的星形胶质细胞中，也观察到类似的 EMT 通路富集，表明这些发现可能与人类 PD 的诊断和疾病进展相关。
研究结论和讨论部分指出，该研究揭示了 Park7 缺失导致的性别特异性转录组变化，涉及中脑星形胶质细胞中 NRF2 和 CYP1B1 对 EMT、ECM 和粘着斑相关基因的调节。这些结果为探究 PD 进展机制及其性别差异开辟了新途径。一方面，有助于解释为什么男性 PD 患病率更高，可能与 DJ - 1 缺失后男性中脑的这些变化更易导致氧化应激和神经损伤有关。另一方面，为开发针对 PD 的个性化治疗策略提供了理论依据，未来或许可以针对 NRF2 - CYP1B1 轴等关键靶点进行药物研发，以改善 PD 患者的病情。总之，该研究成果对于深入理解 PD 的发病机制和临床治疗具有重要意义。
