利用二维和三维hiPSC神经元模型解析与Parkin（PRKN）相关的帕金森病的转录组特征

《Communications Biology》：Dissecting the transcriptome of Parkin (PRKN)-linked Parkinson’s disease using 2D and 3D hiPSC-neuronal models

　　

摘要

Parkin（PRKN）基因的突变是已知的最常见的常染色体隐性早发帕金森病（PD）的病因，而Parkin功能异常则是特发性帕金森病的风险因素。Parkin是一种E3泛素连接酶，参与蛋白质质量控制以及受损线粒体的清除。在本研究中，我们采用了二维分化方案以及基于将hiPSCs封装在小的海藻酸/纤维蛋白珠中的新型三维方法，来培育出由人类诱导多能干细胞衍生的中脑多巴胺能神经元。我们在神经元发育阶段及分化过程中，分析了携带PRKN突变的帕金森病患者细胞的转录特征。通过对突变相关基因集及通路的研究，我们发现了与PRKN相关病理机制相关的多种生物学过程，包括突触和代谢功能、炎症反应以及细胞内物质运输，这些均反映了疾病的渐进式发展过程。这些数据揭示了在明显的神经退行性变化出现之前，Parkin在帕金森病早期发病机制及进展中的作用。