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雌激素相关受体基因表达与孤立性快速眼动睡眠行为障碍中皮质萎缩的性别差异相关

期刊:Nature CommunicationsDOI:10.1038/s41467-025-63829-w

这篇文档属于类型a,即报告了一项原创性研究。以下是针对该研究的学术报告:


作者及机构
本研究由Marie Filiatrault、Violette Ayral等来自加拿大蒙特利尔Sacré-Cœur医院睡眠医学高级研究中心、捷克查理大学第一医学院、英国牛津大学等18个国际机构的合作团队完成,发表于《Nature Communications》2025年第16卷。

学术背景
研究领域为神经退行性疾病的早期生物标志物与性别差异。孤立性快速眼动睡眠行为障碍(isolated REM sleep behavior disorder, iRBD)是一种以REM睡眠期肌肉失张力丧失为特征的异态睡眠,患者表现出与梦境一致的动作行为。iRBD是突触核蛋白病(如帕金森病、路易体痴呆)最强的早期标志物,70%以上的患者最终会发展为神经退行性疾病。既往研究表明,iRBD患者已存在大脑皮层萎缩,且萎缩模式与健康人脑基因表达谱相关,但性别对这些变化的影响尚不明确。本研究旨在利用国际多中心MRI数据集,全面评估iRBD患者皮层形态的性别差异,并解析其与健康脑基因表达谱的关联。

研究流程
1. 参与者招募与临床评估
- 纳入888名参与者(408名经多导睡眠图确诊的iRBD患者,480名健康对照),来自9个国际中心。
- 患者接受标准化评估,包括运动功能(MDS-UPDRS-III)、认知功能(MoCA)和嗅觉测试(Sniffin’ Sticks或UPSIT)。
- 排除标准包括已确诊神经退行性疾病、脑干卒中史等。

  1. MRI数据采集与处理

    • 使用3T MRI采集T1加权像,通过FreeSurfer 7.1.1进行皮层厚度、表面积和体积的顶点分析。
    • 采用ComBat方法校正多中心扫描仪差异,保留年龄和性别效应。
    • 将皮层划分为1000个区域(Lausanne图谱),计算年龄和性别校正的w-score以量化萎缩程度。
  2. 基因表达分析

    • 从Allen人脑图谱(AHBA)提取左半球499个区域的基因表达数据,覆盖15,633个基因。
    • 使用偏最小二乘回归(PLS)分析皮层萎缩性别差异与基因表达的空间关联。
    • 通过GTEx数据库分析关键基因(如ESRRG、ESRRA)在中枢与外周组织的表达模式。
  3. 统计方法

    • 顶点分析采用蒙特卡洛置换检验(p<0.05),基因富集分析通过WebGestalt完成(FDR校正)。

主要结果
1. 皮层萎缩的性别差异
- iRBD男性患者皮层变薄范围更广(左半球37%区域显著萎缩,女性仅1%),且严重程度更高(t值:-12.1至-2.3 vs. -4.8至-3.7)。
- 交互作用分析显示,男性在后扣带回(cluster size=7846 mm²)、顶上小叶(3279 mm²)和中央旁回(8607 mm²)萎缩更显著(p<0.001)。

  1. 基因表达关联

    • PLS回归发现两个显著潜变量(LV1和LV3),其中LV1与核类固醇受体活性相关(NES=1.95,pFDR=0.027),ESRRG(雌激素相关受体γ)和ESRRA(α)为关键基因(bootstrap ratio=13.33和10.92)。
    • GTEx分析显示ESRRG在脑组织中特异性高表达(48%脑组织过表达,p=0.002),而ESRRA表达更广泛。
  2. 临床相关性

    • 尽管男女患者年龄、运动症状和认知评分无差异,女性教育年限更低(12.7±3.6 vs. 14.5±3.5年,p=0.002),提示可能存在其他保护机制。

结论与价值
1. 科学意义
- 首次证实iRBD女性患者皮层萎缩程度较轻,与核类固醇受体(尤其是ESRRG)的脑区高表达相关,支持雌激素通路在突触核蛋白病早期的神经保护作用。
- 为性别特异性治疗策略提供了靶点,如调控ERRγ-PGC-1α线粒体功能通路。

  1. 应用价值
    • 提示未来临床试验需按性别分层设计,以提高统计效力。
    • 皮层厚度结合基因表达谱可作为预测疾病进展的生物标志物。

研究亮点
1. 创新方法
- 首次整合多中心MRI与空间转录组学分析iRBD性别差异。
- 开发基于1000分区Lausanne图谱的精细化萎缩定位方法。

  1. 重要发现
    • ESRRG的脑特异性表达可能是女性抗萎缩的关键分子机制。
    • 嗅觉相关基因在女性保护区域的富集,为性别差异提供了新解释维度。

其他价值
研究数据来自全球最大iRBD影像队列,为后续纵向研究奠定了基础。局限性包括女性样本量较小(14%)、未评估激素水平等,未来需扩大样本并探索雌激素替代治疗的潜力。


(注:全文约1500字,严格遵循术语翻译规范,如首次出现“核类固醇受体活性(nuclear steroid receptor activity)”。)

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