证据表明，转录组介导因子在犬类认知功能障碍中可能与阿尔茨海默病有关

《Brain Pathology》：Evidence of emerging transcriptome mediators of Alzheimer's disease in canine cognitive dysfunction

犬认知功能障碍（CCD）与阿尔茨海默病（AD）的转录组相似性研究。通过RNA-seq分析年轻、老年健康及CCD犬的前额叶皮质和血浆外泌体（EVs）的转录组，发现CCD与AD在转座子（TEs）和microRNA表达上具有相似性，且部分miRNAs与认知评分显著相关。提示犬可作为AD的 translational模型，为AD机制及治疗提供新线索。

　　
该研究通过对比健康老年犬与CCD患病犬的前额叶皮层及血浆外泌体（EVs）的转录组特征，探讨了犬类认知功能障碍（CCD）与人类阿尔茨海默病（AD）在分子层面的相似性。研究采用RNA测序技术，结合免疫组化分析，系统评估了年龄、疾病状态对犬类脑组织及循环EVs RNA表达的影响，并进一步探究了这些变化与认知功能评分的关联性。

### 研究背景与意义
阿尔茨海默病（AD）的分子机制尚未完全阐明，传统动物模型存在遗传单一性、人工环境隔离等问题。犬类因其寿命与人类接近（平均12-15年）、遗传多样性高、自然暴露环境与人类相似，逐渐成为AD研究的新型模型。犬类认知功能障碍（CCD）在病理特征上与AD部分重叠，如β淀粉样蛋白（Aβ）沉积，但tau病理表现不稳定，这可能反映了AD的复杂性及其在物种间的差异。

本研究聚焦于两大新兴机制——转座子（TEs）和非编码RNA（如miRNAs）在循环EVs中的系统性分析。TEs作为基因组中的重复序列，在人类AD中被证实与基因组不稳定性、炎症反应相关。而EVs作为细胞间通信载体，携带的miRNAs可能通过血液运输影响远端组织，这一机制在AD中尤为重要。通过整合脑组织与血浆EVs的转录组数据，研究试图构建CCD与AD的分子桥梁。

### 关键发现
1. **脑组织转录组特征**
- 老年健康犬与年轻犬相比，前额叶皮层出现大量基因表达下调，涉及免疫应答和神经元功能维持；而CCD犬在老年组基础上表现出更显著的基因上调（如能量代谢相关基因）和下调（如突触信号相关基因）。
- 转座子（TEs）在CCD犬脑中的表达显著升高，与人类AD中TEs激活的表型一致，提示其在神经退行性病变中的潜在作用。

2. **血浆EVs的分子特征**
- EVs的RNA组成在年龄变化中差异较小，但CCD患病犬的EVs中检测到大量基因（192个）和TEs表达上调，且部分miRNAs（如cfa-mir-8862、cfa-mir-8904a）的表达与认知评分显著相关。
- 通过比较脑组织与EVs的共表达基因，发现约1%的基因在两者中呈现反向表达模式（如年龄增长时上调的基因在CCD中表达下调），提示EVs可能通过循环途径将特定RNA传递至脑组织。

3. **miRNAs的靶向调控机制**
- 部分在CCD犬EVs中升高的miRNAs（如cfa-mir-8862）其靶基因在前额叶皮层中表达下调，形成负反馈调控环路。这种跨组织的分子调控可能影响神经炎症和突触可塑性。

### 创新性与挑战
- **创新点**：首次系统比较CCD犬与AD患者的脑组织及血浆EVs转录组，发现TEs激活和特定miRNAs的循环异常在两种疾病中高度相似。此外，通过分析EVs与脑组织的共表达模式，揭示了跨循环的分子调控可能。
- **局限性**：样本量较小（每组3-4例），且未分离纯化特定类型的EVs（如神经元来源的EVs），可能影响结果特异性。此外，CCD犬的tau病理不显著，提示其作为AD模型的适用性存在边界条件。

### 理论价值与实践意义
1. **AD机制的新视角**
- TEs的异常表达在AD中被认为与基因组不稳定性和炎症微环境相关。本研究证实犬类模型中存在类似的TEs激活现象，为AD的分子机制提供了跨物种证据。
- miRNAs作为循环生物标志物，其与认知评分的强相关性（如r=0.84）提示可能成为早期诊断工具。例如，cfa-mir-8904a在CCD犬血浆EVs中表达升高，其靶基因下调与神经功能衰退直接相关。

2. **临床转化潜力**
- 研究发现血浆EVs中TEs和miRNAs的异常可能通过血液-脑屏障传递病理信号。未来可通过监测血液中的特定EVs RNA组合（如TEs和miRNAs的共表达模式）实现CCD/AD的动态监测。
- 靶向TEs沉默或调控miRNA循环运输（如通过纳米颗粒递送反义RNA）可能成为治疗新策略，需在后续研究中验证。

### 方法学亮点
1. **多组学整合分析**
结合脑组织RNA测序与血浆EVs RNA测序，利用重叠分析（如共享上调/下调基因）揭示跨组织调控网络。例如，通过比较脑组织与EVs中CD300LF的表达反向变化，推测EVs可能通过抑制小胶质细胞活化来加剧神经炎症。

2. **EVs RNA分析技术创新**
采用总RNA测序（而非传统的小RNA测序）结合多步骤分析流程（STAR比对→TEs特异性分析→miRNAs独立捕获），有效整合了基因、转座子和非编码RNA的全谱数据，避免了单一技术方法的局限性。

### 对未来研究的启示
1. **样本扩展与异质性分析**
需纳入更多犬种（如贵宾犬、拉布拉多等AD易感品种）、不同体型和年龄跨度样本，以解析遗传背景和表观遗传修饰对CCD的影响。

2. **EVs来源与功能验证**
使用L1CAM等神经元特异性EVs标记物进行纯化，结合共培养实验（如犬EVs与原代神经元相互作用）明确其病理作用机制。

3. **纵向研究设计**
建议开展队列追踪研究，从健康老年犬到CCD发展的全病程中，动态监测TEs和miRNAs的演化规律，识别早期生物标志物。

### 结论
本研究通过犬类CCD模型，证实了AD相关分子机制（TEs激活、miRNAs循环异常）在跨物种中的保守性，并提出了血液EVs作为CCD/AD生物标志物的潜力。犬模型在模拟人类AD病理动态（如Aβ沉积与tau病理的异步性）和复杂环境因素（如饲养方式、社交互动）方面具有独特优势，为开发非侵入性诊断工具和靶向治疗策略提供了新思路。后续研究需结合单细胞测序、空间转录组学等技术，深入解析脑-血液循环间的分子对话网络。