基于新型流式分选技术的人脑基底外侧杏仁核少突胶质细胞谱系与髓鞘特征研究及其在抑郁症中的意义

【字体: 时间:2025年07月25日 来源:Psychiatry Research 4.2

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  本研究针对人脑基底外侧杏仁核(BLA)少突胶质细胞(OL)谱系研究的技术空白,开发了基于SOX10/CRYAB抗体的流式核分选(FANS)新方法,成功分离OL前体细胞(OPC)与成熟OL核群体。通过对抑郁症自杀者(伴/不伴童年虐待史)与对照组的比较分析,发现童年虐待组OL中MOBP表达显著降低,揭示了应激相关髓鞘基因调控的特异性改变,为精神疾病髓鞘可塑性研究提供了重要方法学突破和基线数据。

  

在神经精神疾病研究中,基底外侧杏仁核(BLA)作为情绪调控的关键脑区,其少突胶质细胞(OL)谱系和髓鞘特征长期缺乏系统研究。这主要受限于两大技术瓶颈:一是传统方法难以从冻存人脑组织中分离OL前体细胞(OPC)和成熟OL核群体;二是啮齿类与人类OL存在显著基因表达差异,动物研究结果难以直接转化。更值得注意的是,抑郁症患者特别是伴有童年虐待(CA)病史的亚群,往往表现出更严重的临床症状和治疗抵抗性,而OL/髓鞘异常可能是其潜在神经生物学基础。前期研究发现前扣带回皮层存在CA特异的髓鞘改变,但BLA这一情绪中枢的OL谱系特征及其在抑郁和CA中的作用仍属未知。

Douglas Hospital Research Centre的研究团队在《Psychiatry Research》发表创新性研究,建立了基于SOX10/CRYAB双标记的荧光辅助核分选(FANS)技术,首次实现了<100mg冻存人脑灰质样本中OPC(SOX10+/CRYAB-)与OL(SOX10+/CRYAB+)核群体的高效分离。研究采用三组对照设计:无精神疾病的猝死者(CTRL)、无CA史的抑郁症自杀者(DS)、有CA史的抑郁症自杀者(DS-CA),通过定制纳米弦(NanoString)panel检测40个OL谱系相关基因,结合RNAscope原位杂交和免疫荧光,系统评估了BLA区OPC/OL密度及髓鞘覆盖面积分数(M2系数)。

关键技术包括:1)优化核分离流程,使用30μm滤网和梯度离心纯化核悬液;2)建立SOX10/CRYAB双抗体FANS分选策略,85μm喷嘴低速分选保证核完整性;3)设计跨外显子纳米弦探针组,兼容降解RNA检测;4)RNAscope定量PDGFRα+ OPC和MYRF+ OL密度;5)NF-H/MBP双标免疫荧光结合Otsu算法计算髓鞘覆盖率。

研究结果验证部分显示:分选获得的OPC和OL核群体呈现预期转录特征,PCA分析显示第一主成分(75.9%方差)完美区分两类细胞。OPC高表达PDGFRα、CSPG4等前体标志物,OL则富集PLP1、MOG等髓鞘基因,CRYAB表达差异达20倍(图2)。值得注意的是,在OL组分中,童年虐待组(DS-CA)的MOBP表达显著低于对照组,该基因编码髓鞘相关碱性蛋白,提示CA可能特异性影响髓鞘稳定性。但其他髓鞘基因如MBP、PLP1未显示组间差异,与小鼠慢性社交挫败模型中的广泛下调模式形成对比。

细胞密度分析发现:BLA区平均OPC密度为31.6±1.4个/mm2,OL密度为111.3±13.8个/mm2,OL/OPC比值约3.78,与人类杏仁核snRNA-seq数据高度一致。虽然组间差异未达统计学显著性,但DS和DS-CA组的OL密度及髓鞘覆盖率(M2=0.335)均呈现低于对照组的趋势。特别重要的是,髓鞘覆盖与OL密度呈强正相关(r=0.68),证实了OL数量直接决定髓鞘化程度的结构功能关系。

年龄相关分析揭示:OPC中BCAS1、CNTN1等7个基因随年龄下调,IL5、MASH1等6个基因上调;OL中ENPP6、UGT8等多数基因表达衰减,仅BCAN呈现年龄正相关。这种细胞类型特异性的衰老转录程序,为理解人脑灰质OL谱系终生可塑性提供了新视角。

这项研究具有多重突破意义:方法学上,建立的FANS分选方案仅需100mg冻存组织即可获得高纯度OL谱系核群体,解决了人脑区域研究样本量受限的难题;基础研究方面,首次系统描绘了人BLA区OL谱系的密度基准和髓鞘覆盖特征,填补了边缘系统髓鞘研究的空白;临床关联性上,发现MOBP在童年虐待组特异性下调,为CA相关抑郁的髓鞘异常假说提供了分子证据。尽管样本量限制可能掩盖部分组间差异,但建立的技术平台和基线数据,为后续大规模精神疾病髓鞘研究奠定了坚实基础。未来研究可延伸至右半球BLA及中央杏仁核,并结合单核RNA测序等非靶向技术,全面解析OL谱系异质性在精神疾病中的作用。

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