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DMD 突变导致杜氏肌营养不良（DMD），患者常伴智力障碍等神经行为共病。研究人员绘制人类脑发育至成年期抗肌萎缩蛋白亚型表达图谱，发现新亚型表达及发育调控，揭示其在神经元的共表达及与突触信号的关联，为理解 DMD 神经病理提供关键信息。
杜氏肌营养不良（DMD）是一种由抗肌萎缩蛋白基因（DMD）突变引发的严重肌肉萎缩疾病，患者不仅面临肌肉功能的逐渐丧失，还常常伴随智力障碍、自闭症谱系障碍、注意力缺陷 / 多动障碍等神经行为共病。然而，与肌肉中主要表达单一抗肌萎缩蛋白亚型不同，人类大脑中存在多种抗肌萎缩蛋白亚型，但这些亚型在大脑不同区域和细胞中的具体分布及动态变化一直未被详细解析。这一知识缺口严重阻碍了人们对 DMD 患者神经病理机制的理解，也使得评估 DMD 小鼠模型临床前研究结果的可转化性变得困难重重。
为了填补这一空白，英国伦敦大学学院（University College London）的研究人员开展了一项针对人类大脑中抗肌萎缩蛋白亚型表达的全面研究。他们的研究成果发表在《Acta Neuropathologica Communications》上，为揭示 DMD 神经症状的分子基础提供了关键的时空数据。
研究人员主要运用了定量逆转录聚合酶链反应（RT-qPCR）、原位杂交（ISH，包括 RNAscope 和 Basescope 技术）以及免疫组织化学等技术。他们分析了从胚胎发育阶段到成年期的人类大脑样本，涵盖多个脑区的冰冻和福尔马林固定石蜡包埋（FFPE）组织。样本队列包括胚胎期卡内基阶段（CS17、CS23）、胎儿期（10-20 孕周）及成年期无神经肌肉病理的大脑组织，部分来自英国人类发育生物学资源库和爱丁堡脑库。
抗肌萎缩蛋白亚型在人类大脑中的时空表达模式
通过 RT-qPCR 分析，研究人员发现，在全长亚型中，浦肯野细胞特异性的 dp427p2 在胚胎和胎儿脑内高表达，成年后显著下调；皮质型 dp427c 在胚胎早期即高表达，并持续至成年，在海马、杏仁核和新皮质区域尤为显著；肌肉型 dp427m 在发育过程中广泛表达，成年脑内表达水平较低且呈区域差异。中间长度亚型 dp140 在胚胎和胎儿脑内广泛表达，成年后主要局限于小脑、海马和部分新皮质区域。短亚型 dp71 在全生命周期均高表达，而 dp40 仅在冰冻样本中检测到低水平表达。
抗肌萎缩蛋白转录本的细胞定位与共表达
RNAscope 和 Basescope 原位杂交显示，DMD 5′探针（识别全长亚型）信号在发育早期较弱，随发育进程增强，主要定位于神经元核内，提示转录热点；DMD 3′探针（识别成熟转录本）信号在胚胎期即广泛分布，定位于细胞质，代表成熟转录本。在成年小脑，浦肯野细胞同时表达 DMD 5′和 3′信号，而颗粒细胞主要表达 3′信号，暗示短亚型的特异性作用。此外，研究首次发现单个神经元内存在多种抗肌萎缩蛋白亚型共表达，如 dp427c 与 dp140 在海马和小脑中的共表达，约占神经元总数的 2%。
抗肌萎缩蛋白与神经元突触信号的关联
通过双重原位杂交结合 GAD1（GABA 能神经元标记）和 SLC17A7（谷氨酸能神经元标记），研究发现 DMD 转录本在 GABA 能和谷氨酸能神经元中广泛表达。在发育中的小脑，迁移的浦肯野细胞共表达 GAD1 和 DMD 3′信号；成年海马和新皮质的大多数锥体细胞共表达 DMD 3′和 SLC17A7，提示抗肌萎缩蛋白可能参与兴奋性和抑制性突触的信号传导。免疫组织化学显示，抗肌萎缩蛋白蛋白主要定位于神经元胞体和树突，在运动神经元（如贝茨细胞和脊髓前角细胞）中强表达，暗示其在运动系统中的潜在作用。
血管与非神经细胞中的表达及蛋白水平验证
抗肌萎缩蛋白亚型在脑血管中呈现特异性分布：dp427m 表达于软脑膜和皮质血管的平滑肌细胞，dp71 定位于脑实质毛细血管壁和胶质界膜。毛细血管 Western blot 显示，胚胎期 dp140 为主要蛋白亚型，成年期 dp71 占主导，与转录水平一致，且首次在小脑和前额叶检测到 dp116 蛋白表达，挑战了其仅存在于施万细胞的传统观点。
研究结论与意义
该研究首次全面绘制了人类大脑中抗肌萎缩蛋白亚型的时空表达图谱，揭示了其发育调控规律及单细胞共表达特征，证实了抗肌萎缩蛋白在 GABA 能和谷氨酸能神经元中的广泛分布，为理解 DMD 神经行为共病的机制提供了解剖和分子基础。研究结果提示，不同亚型缺失可能通过影响突触信号传导（如 GABAA受体聚集）和神经发育（如 Notch 信号调控）导致认知和行为异常。此外，脑血管中抗肌萎缩蛋白的表达可能与 DMD 患者脑血流异常相关。这些发现不仅为 DMD 的神经病理机制提供了新视角，也为开发靶向中枢神经系统的基因治疗策略提供了关键依据，有望改善 DMD 患者的整体生活质量。
