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抑郁症(MDD)自杀风险高,机制不明。研究人员对非精神疾病对照、MDD 非自杀和 MDD 自杀者的海马体样本进行转录组反卷积分析。发现不同细胞类型转录组模式不同,为干预 MDD 自杀风险提供依据。
在精神健康领域,抑郁症(Major Depressive Disorder,MDD)如同一片笼罩在无数人头顶的阴霾,不仅严重影响着患者的身心健康,更可怕的是,它还与极高的自杀风险紧密相连。据统计,全球超过 2.8 亿人饱受 MDD 的折磨,每年有超 70 万人因自杀离世,MDD 已成为自杀风险最高的精神疾病之一。尽管科学家们一直在努力探索,但 MDD 的发病机制仍迷雾重重,这使得预防和治疗工作困难重重。以往对 MDD 和相关自杀的研究虽有发现,如在死后大脑基因表达研究中,发现了与多种生物系统相关的基因表达异常,以及海马体在 MDD 病理生理中的重要作用,但由于大脑细胞类型多样、组织异质性强,仅依靠传统的批量转录组分析,难以精准揭示背后的细胞和分子机制。因此,深入了解 MDD 和自杀的分子及细胞机制迫在眉睫,这对于评估风险、制定有效干预措施至关重要。
为了揭开这层神秘的面纱,来自国外的研究人员开展了一项极具意义的研究。他们的研究成果发表在《Biological Psychiatry Global Open Science》杂志上。研究人员通过对人类死后海马体样本进行转录组反卷积分析,试图从细胞层面解析 MDD 和自杀的分子机制。
在研究过程中,研究人员主要运用了以下关键技术方法:首先,收集了非精神疾病对照(n = 29)、MDD 非自杀(n = 15)和 MDD 自杀(n = 29)受试者的海马体样本;接着,利用单细胞核 RNA 测序(snRNA - Seq)分析建立反卷积的参考基因表达谱;然后,借助 MuSic2 软件评估各类细胞的比例,使用 bMIND 从批量转录组中估算细胞类型特异性基因表达;最后,通过差异表达分析研究不同样本组细胞类型特异性基因调控模式。
研究结果主要如下:
- 细胞类型鉴定与比例评估:通过 snRNA - Seq 分析,在海马体中鉴定出 11 种主要细胞类型,并整合为五类,即锥体、GABA 能、小胶质、大胶质和内皮细胞。研究发现不同样本组间细胞类型比例存在差异,例如 MDD 自杀(D + S)样本中锥体神经元平均比例最高。
- 差异表达基因分析:在不同细胞类型和样本组间,基因表达反卷积呈现出明显的模式差异。细胞类型水平的差异表达分析显示,与批量转录组相比,能识别出更多差异表达基因(Differentially Expressed Genes,DEGs),且不同比较组和细胞类型间存在差异。如在 D - S 与 C 比较中,大胶质细胞的 DEGs 数量最多;在 D + S 与 C 比较中,锥体神经元有 590 个显著 DEGs,且下调基因居多;在 D - S 与 D + S 比较中,锥体神经元的 DEGs 数量最多。
- 功能分析:对 DEGs 进行功能富集分析发现,不同细胞类型的 DEGs 在生物过程和通路方面存在差异。例如,在锥体神经元中,D - S 组与轴突和微管相关的通路富集,而 D + S 组则与免疫相关通路富集。
- 特定基因分析:研究还鉴定出 MDD、自杀和 MDD 自杀特异性基因。在锥体神经元中,MDD 特异性基因与神经元发育相关,自杀特异性基因与免疫系统相关,MDD 自杀特异性基因则与神经炎症和血清素神经传递相关。
在研究结论与讨论部分,此次基于反卷积的海马体转录组数据分析,为深入理解 MDD 和 MDD 患者自杀倾向的分子机制提供了重要依据。研究揭示了不同临床表型中失调基因的差异,表明不同的通路和网络参与了抑郁症和自杀行为的发生发展。这些通过反卷积分析及后续研究鉴定出的基因,为理解 MDD 和自杀的复杂性、识别相关风险提供了基础框架。未来,利用人类海马体的 sc/snRNA - Seq 数据对研究结果进行验证至关重要,同时评估其他脑区、采用综合多组学方法,将进一步加深对疾病机制的理解,有助于寻找潜在的治疗靶点,为攻克抑郁症和降低自杀风险带来新的希望 。