基于患者来源中脑类器官的miRNA特征谱揭示散发性PSP-RS与PD的分子鉴别标志物

本研究针对进行性核上性麻痹-理查森综合征(PSP-RS)与帕金森病(PD)临床鉴别困难的问题，通过诱导多能干细胞(iPSC)构建三维中脑类器官模型，结合时序小RNA测序技术，首次系统鉴定了miR-5683、miR-873-5p等疾病特异性microRNA标志物。研究发现PSP-RS类器官呈现tau蛋白过度磷酸化特征，PD类器官则显示α-突触核蛋白聚集，通过GO分析揭示两类疾病分别影响细胞骨架重塑和线粒体稳态通路，为早期鉴别诊断提供了新型分子靶标。

　　

神经退行性疾病的精准诊断一直是临床神经科学领域的重大挑战，特别是进行性核上性麻痹-理查森综合征(PSP-RS)与帕金森病(PD)这两种临床表现相似但病理机制迥异的疾病。PSP-RS作为罕见的tau蛋白病以tau蛋白异常磷酸化为特征，而PD则与α-突触核蛋白(a-synuclein)聚集密切相关。由于早期症状高度重叠，约30-50%的PSP-RS患者被误诊为PD，导致治疗时机延误。更棘手的是，目前缺乏能在活体患者中准确区分这两种疾病的分子标志物，而直接从中枢神经系统获取样本又存在伦理和技术限制。

意大利卡坦扎罗"Magna Graecia"大学实验与临床医学系的研究团队创新性地采用患者特异性诱导多能干细胞(iPSC)技术，构建了三维中脑类器官模型。这些类器官不仅重现了人类中脑的细胞组成和空间结构，更关键的是成功模拟了PSP-RS的神经纤维缠结和PD的路易小体等病理特征。研究人员对来自散发性PSP-RS、PD患者和健康对照的类器官进行了纵向小RNA测序，在长达120天的发育过程中系统绘制了microRNA(miRNA)动态表达图谱，并通过生物信息学分析和功能验证，揭示了疾病特异的分子指纹。

研究主要运用了四项关键技术：1)多患者来源iPSC的混合培养构建中脑类器官，模拟人类中脑发育；2)时序小RNA测序技术追踪miRNA表达动态；3)免疫荧光和Western blot验证tau磷酸化及α-synuclein寡聚体等病理标志物；4)基因本体论(GO)和KEGG通路分析预测miRNA靶基因网络。

中脑类器官重现关键分子和细胞特征

通过形态学观察和免疫标记证实，类器官在第60天已形成成熟的多巴胺能神经元，表达酪氨酸羟化酶(TH)、NURR1等标志蛋白。PD类器官显示α-synuclein Ser129位点磷酸化(pS129)显著增加，并出现约55kDa和238kDa的寡聚体，同时TH表达降低，成功模拟了PD的分子病理特征。

时序miRNA谱揭示进行性、疾病特异性表达特征

小RNA测序发现：PSP-RS vs 健康对照在120天内差异miRNA从293个增至448个，PD vs 对照从426个增至496个，而PSP-RS vs PD的差异miRNA从278个增至393个。通过严格筛选获得9个PSP-RS特异性上调miRNA（如miR-5683、miR-3085-3p）和33个PD相关miRNA（如miR-133b、miR-1-3p）。

稳定疾病特征性miRNA标志物区分PSP-RS和PD

miR-5683在PSP-RS中持续高表达（平均log₂FC=2.88），其靶基因CCNB1、POLQ显著抑制；而PD类器官中miR-1-3p（log₂FC=6.22）导致GJA1等突触相关基因下调。特别值得注意的是，miR-219家族（miR-219a-2-3p和miR-219b-5p）被鉴定为PSP-RS特异性标志物。

基因本体分析揭示疾病特异性调控程序

PSP-RS相关miRNA主要调控染色体分离、微管附着等细胞周期过程，而PD相关miR-133b、miR-199a-5p等影响ERK/JNK信号和氧化应激反应。KEGG分析显示miR-124-3p与PI3K-Akt通路相关，miR-219a-2-3p特异性富集p53通路。

氧化应激和线粒体动力学异常

PD类器官显示抗氧化基因SOD2、NRF2显著下调，线粒体分裂蛋白DRP1上调；PSP-RS类器官则表现为融合蛋白MFN2减少。两种疾病均出现BAX/BCL-XL比例升高和TUNEL阳性细胞增加，但PD的凋亡程度更显著。

这项研究首次在三维人类模型中系统描绘了PSP-RS和PD的miRNA特征谱，不仅为理解两种疾病的分子机制提供了新视角，更重要的是发现了具有诊断潜力的生物标志物。特别是miR-5683和miR-219家族在PSP-RS中的特异性表达，以及miR-133b在PD中的异常调控，为开发基于外周体液的无创诊断方法奠定了理论基础。研究还证实iPSC-derived类器官能有效模拟tau蛋白病和突触核蛋白病的分子病理特征，为未来药物筛选提供了可靠平台。值得注意的是，这些发现与临床样本研究（如miR-133b在PD患者血浆中的变化）高度吻合，增强了转化医学价值。该成果为破解神经退行性疾病"异病同症"的临床困境提供了分子水平的解决方案。