额叶皮层剪接景观分析揭示FTLD-TDP亚型特异性模式与隐秘剪接机制

这篇研究通过大规模RNA测序分析，揭示了额颞叶变性伴TDP-43蛋白沉积（FTLD-TDP）患者额叶皮层的剪接异常特征。研究发现1881个差异剪接事件和892个独特基因，其中C9orf72重复扩增携带者表现出最显著的剪接改变。重点鉴定出STMN2和ARHGAP32基因的隐秘外显子（CE）在患者中高表达，并发现17个跨研究一致的TDP-43蛋白病潜在生物标志物。此外，16个剪接事件在FTLD-TDP与阿尔茨海默病（AD）中共享，提示神经退行性疾病的共同调控通路。

　　

额叶皮层剪接分析揭示FTLD-TDP亚型特异性模式

引言
TAR DNA结合蛋白43（TDP-43）是一种参与RNA转录、剪接和运输的关键蛋白，其功能失调与肌萎缩侧索硬化（ALS）、额颞叶变性（FTLD）和阿尔茨海默病（AD）等多种神经退行性疾病相关。FTLD-TDP是FTLD最常见的亚型，占病例的50%，但其剪接异常的全转录组特征尚未完全阐明。

材料与方法
研究团队对127例FTLD-TDP患者（包括A、B、C亚型及GRN和C9orf72突变携带者）和22例对照的额叶皮层（FCX）组织进行了短读长RNA测序（RNAseq），并利用Leafcutter进行差异剪接分析（DSA）。此外，通过长读长cDNA测序验证了9例FTLD-TDP和7例对照的剪接事件，并分析了公开的AD患者RNAseq数据（MayoRNAseq、MSBB和ROSMAP研究）。

结果

1. 剪接改变特征

   • 共鉴定1881个差异剪接事件，涉及892个基因，其中C9orf72重复扩增携带者的剪接改变最显著。
   • 细胞类型比例调整后，STMN2、ARHGAP32和SYNJ1等基因的剪接异常仍显著，提示其与TDP-43功能丧失直接相关。

2. 亚型特异性模式

   • FTLD-TDP A型和GRN突变携带者共享大量剪接事件，而B型患者差异最小。
   • C9orf72携带者与FTLD-TDP C型患者均显示NOTCH1及其互作基因（如KAT5、MIB2）的剪接异常，暗示Notch信号通路失调。

3. 隐秘剪接事件

   • 发现30个新型隐秘剪接事件，其中STMN2和ARHGAP32的隐秘外显子在患者中表达量最高，且与疾病发病年龄负相关。
   • 长读长测序证实16个基因的隐秘转录本在患者中高表达，如STMN2（P=0.002）和PPP1R3F（P=0.008）。

4. 跨疾病共性

   • 16个剪接事件在FTLD-TDP和AD患者中共享，如DLG3和PLEKHA6，可能反映神经退行性疾病的共同机制。

讨论
本研究首次系统描绘了FTLD-TDP的剪接图谱，揭示了亚型特异性差异和潜在生物标志物。STMN2和ARHGAP32的隐秘外显子因高丰度和TDP-43依赖性成为诊断候选靶点，而共享剪接事件则提示AD与FTLD-TDP可能存在共同的RNA结合蛋白（RBP）调控异常。未来需通过单细胞测序进一步验证细胞特异性剪接变化，并探索隐秘肽的转化潜力。