基于多组学整合分析揭示血清素转运体作为特发性震颤治疗新靶点

《Molecular & Cellular Proteomics》：Transcriptomics and Proteomics Identify Serotonin Transporter as a Promising Therapeutic Target for Essential Tremor

本研究针对特发性震颤(ET)治疗靶点匮乏的临床难题，通过整合转录组学与蛋白质组学技术，系统解析了哈尔明碱诱导震颤小鼠小脑分子调控网络。研究发现血清素转运体(SERT)在 cerebellar cortex 中特异性上调，并通过药理学抑制和基因敲低实验证实SERT调控5-HT水平及Purkinje细胞兴奋性，为ET的精准治疗提供了新靶点。

　　

当双手不受控制地颤抖时，一杯水都难以平稳端起——这正是特发性震颤(Essential Tremor， ET)患者日常面临的困境。作为最常见的运动障碍疾病之一，ET影响着全球数百万人的生活质量，其特征是8-12Hz的节律性震颤。目前临床主要使用普萘洛尔和扑米酮等药物，但疗效有限且副作用明显，平均仅能缓解约50%的症状。更令人困扰的是，由于对小脑功能障碍的分子机制了解不足，针对ET的靶向治疗发展一直步履维艰。

在ET研究领域，哈尔明碱诱导的小鼠震颤模型被广泛认可为药物筛选的重要工具。这种β-卡琳生物碱能够在注射后3-10分钟内诱发与ET患者相似的8-12Hz震颤，但其精确的病理机制至今尚未完全阐明。传统观点认为哈尔明碱通过激活下橄榄核的爬行纤维，导致小脑皮层浦肯野细胞(Purkinje cells， PC)异常兴奋，但这一过程的分子细节仍如迷雾般难以窥清。

为了揭开这层迷雾，上海交通大学医学院瑞金医院的研究团队在《Molecular》杂志上发表了一项突破性研究。他们创新性地将转录组学(RNA-Seq)与蛋白质组学(LC-MS/MS)技术相结合，对哈尔明碱处理的小鼠小脑皮层进行了系统分析。研究人员选取8周龄雄性C57BL/6小鼠，通过腹腔注射30mg/kg哈尔明碱建立震颤模型，并在30分钟后采集小脑组织样本。实验组与对照组各3只小鼠的小脑样本被分别用于转录组和蛋白质组检测，确保了数据的可比性。

关键技术方法包括：利用Illumina Novaseq 6000/MGISEQ-T7平台进行转录组测序，基于Q Exactive质谱仪的LC-MS/MS蛋白质组分析，全细胞膜片钳记录培养小脑皮层神经元电活动，AAV介导的5-HT3.0传感器光纤光度法实时监测5-HT动态变化，以及Western blot、ELISA和免疫荧光等分子生物学验证手段。

研究结果揭示了令人振奋的发现：

震颤小鼠模型的节律活动检测

研究人员成功建立了哈尔明碱诱导的小鼠震颤模型，在注射后3分钟即出现明显的8-20Hz震颤，30分钟达到峰值，并通过功率谱分析确认了震颤的特异性。

转录组与蛋白质组工作流程及总体特征

组学分析共鉴定到35125个基因和5661个蛋白质，其中614个基因和469个蛋白质显著上调。两组学数据呈现弱正相关性，为后续整合分析奠定了基础。

通过转录组学与蛋白质组学整合分析鉴定小脑中共同发生的改变

创新性的整合分析识别出5194个相关编码分子，其中19个呈现显著上调。聚类分析显示这些分子在震颤模型中表达模式高度一致。

小脑皮层血清素转运体在哈尔明碱诱导震颤中的关键作用

KEGG富集分析突出显示了血清素突触和GABA突触通路的重要性。Western blot验证发现SERT蛋白水平显著升高，而GAT变化不显著。通过ELISA和光纤记录技术，研究人员证实哈尔明碱处理导致小脑5-HT水平下降，这与SERT上调导致5-HT摄取增加的理论相符。

靶向抑制SERT逆转哈尔明碱诱导的兴奋性和震颤

行为学实验显示，预先给予SERT抑制剂DSP-1053可显著减轻震颤严重程度。电生理记录进一步表明，DSP-1053能够逆转哈尔明碱引起的浦肯野细胞兴奋性增高。免疫荧光证实SERT在浦肯野细胞的树突和胞体中富集，且在震颤模型中表达上调。通过AAV载体介导的SERT基因敲低实验，研究人员从遗传学角度验证了SERT在震颤发生中的核心作用。

这项研究的讨论部分深入剖析了发现的意义。传统上，血清素系统主要与情绪障碍相关，而本研究首次将其与ET的病理机制紧密联系。尽管此前有零星临床报道称5-羟色胺再摄取抑制剂可能改善ET症状，但缺乏直接的机制解释。本研究通过多组学整合分析、药理学和遗传学干预实验，建立了从SERT上调到5-HT耗竭，再到神经元超兴奋性和震颤发生的完整信号通路。

值得注意的是，本研究也回应了学术界关于SSRI类药物可能加重震颤的争议观点。研究人员指出，这种差异可能源于药物对不同脑区5-HT水平的区域特异性影响，以及药物多靶点作用的复杂性。相比之下，本研究聚焦小脑特异性机制，为靶向治疗提供了更精确的理论基础。

从转化医学视角来看，SERT作为已有多年临床使用经验的药物靶点，其抑制剂的安全性数据相对完善，这将大大加速针对ET的疗法开发进程。研究人员建议，未来可在更大样本的多种ET动物模型中验证SERT靶向治疗的效果，并探索外周血5-HT水平作为ET辅助诊断生物标志物的可能性。

这项研究不仅为ET的病理机制提供了全新见解，更重要的是开辟了一条从基础研究到临床应用的快速通道。正如研究人员在结论中所展望的，针对SERT的干预策略有望成为ET治疗的新突破，让数百万震颤患者看到稳定双手的新希望。