Pick病3R tau病理的转录组特征解析：从差异基因到新型转录本的发现

本研究针对罕见神经退行性疾病Pick病(PiD)的3R tau病理特征，通过整合短读长和长读长RNA测序技术，首次系统揭示了顶叶皮层中12个差异表达基因(DEGs)，其中CCL2与3R tau病理负荷呈最强关联。研究发现了AZGP1、CD44等基因的新型转录本，并揭示了mRNA加工、线粒体功能和免疫过程在疾病发生中的关键作用，为开发tauopathy特异性生物标志物和靶向治疗策略提供了新视角。

　　

在神经退行性疾病研究领域，Pick病(PiD)作为一种罕见的3-repeat(3R)tau蛋白病，其发病机制长期笼罩在迷雾中。这种以额颞叶萎缩和Pick小体形成为特征的疾病，不仅缺乏早期诊断标志物，更因脑组织样本获取困难而研究滞后。更棘手的是，现有研究多聚焦于阿尔茨海默病(AD)等常见tauopathy，对PiD这种"罕见病中的罕见病"的分子特征知之甚少。

为破解这一难题，来自Mayo Clinic的研究团队在《SCIENCE ADVANCES》发表了开创性研究。他们采用多组学策略，首先通过短读长RNA测序分析28例PiD和15例对照的顶叶皮层样本，发现12个显著差异基因；进而利用长读长测序(Iso-seq)在8例PiD中鉴定出AZGP1等基因的新型转录本；最后通过免疫组化(IHC)和RT-PCR验证关键发现。研究特别关注顶叶皮层这一既存在病理特征又保留较好RNA质量的脑区。

主要技术方法
研究整合了短读长RNA测序(检测28例PiD/15例对照)和长读长测序(8例PiD/4例对照)技术，采用STAR比对和SQANTI3分析流程。通过加权基因共表达网络分析(WGCNA)解析功能模块，使用免疫组化评估CCL2蛋白表达，并设计特异性探针验证新型转录本。所有样本来自Mayo Clinic脑库，经严格神经病理学确诊。

Characterization of the transcriptional profile of PiD in parietal tissue
研究发现12个显著差异基因，包括8个上调和4个下调基因。CCL2表达与3R tau病理负荷显著相关(β=0.79, P=0.006)，且在PiD中表达高于进行性核上性麻痹(PSP)。免疫组化证实PiD的CCL2蛋白负荷显著高于PSP(P=0.01)。SOCS3(β=0.77)和HSD11B2(β=0.35)同样与tau病理相关。

PiD pathology in the parietal cortex is linked to the dysregulation of genes involved in RNA metabolic processes and mitochondrial function
WGCNA分析揭示5个上调模块(如富含RNA代谢相关基因的magenta模块)和2个下调模块(如与线粒体功能相关的yellow模块)。IPA分析显示细胞因子生成和白细胞介素信号通路异常。

Differentially expressed protein-coding genes have greater transcript diversity in PiD cases compared to those in controls
长读长测序发现AZGP1、CD44等基因存在新型转录本：AZGP1_novel_tx_a在PiD中占比达49%(对照仅17%)，预测产生截短蛋白；HSD11B2_novel_tx_b编码21个氨基酸的异常蛋白。Kallisto分析验证了这些转录本在更大队列中的存在。

这项研究首次绘制了PiD的全面转录组图谱，其突破性发现体现在三个维度：诊断方面，CCL2等基因的3R tau特异性表达模式为开发PiD特异性生物标志物奠定基础；机制方面，新型转录本导致的蛋白功能异常揭示了tauopathy的新致病途径；治疗方面，免疫通路和RNA代谢的失调提示了潜在干预靶点。尤为重要的是，研究通过长读长测序突破了传统转录组研究的局限，发现AZGP1等基因的异常剪切变体可能通过"功能获得"或"功能丧失"机制参与疾病。这些发现不仅为理解PiD的分子机制打开新窗口，更为其他tauopathy如AD和PSP的研究提供了重要参照。随着Pick病国际联盟的建立，这些发现将在更大队列中得到验证，推动tau蛋白病精准诊疗时代的到来。