阿尔茨海默病中血管生成素的性别特异性调控Sex-specific regulation of angiogenin in Alzheimer’s disease | Molecular Psychiatry

环球医讯 / 认知障碍来源:www.nature.com德国 - 英语2026-10-10 05:57:53 - 阅读时长22分钟 - 10601字
本研究发现血管生成素(ANG)在阿尔茨海默病(AD)中的表达和调控具有显著的性别差异:男性AD患者中ANG表达降低,而女性AD患者中ANG表达升高。在女性AD患者中,根据ANG表达水平可识别出三种不同的分子亚型,分别对应不同的炎症反应、氧化应激特征和临床结果。亚型3(高ANG表达)表现出较低的炎症水平、增强的抗氧化防御和较慢的认知衰退,提示ANG可能成为AD性别特异性治疗的新靶点,为阿尔茨海默病的精准医疗提供了重要线索。
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阿尔茨海默病中血管生成素的性别特异性调控

摘要

阿尔茨海默病(AD)是一种异质性神经退行性疾病,凸显了识别新型分子调控因子对有效治疗开发的必要性。血管生成素(ANG),一种通过生成5′-tRNA片段抑制凋亡的应激响应性核糖核酸酶,是其在AD中表达和调控尚未被理解的候选分子。本研究利用AD细胞和动物模型、死后人类脑组织以及转录组数据集(n=645)研究了ANG的表达和调控。我们发现ANG在AD中的失调具有性别依赖性,改变了下游5′-tiRNAGly-GCC的水平。我们的分析揭示了男性中不存在的女性特异性分子亚型:亚型1以低ANG水平、炎症增加和神经元死亡为特征;亚型2表现出较高的ANG表达和中度病理变化;亚型3以最高ANG水平为标志,表现出炎症减少、认知衰退较慢和生存期延长。这些发现将ANG定位为AD中神经炎症和凋亡的关键调节因子,突显了其作为治疗策略的潜力。

引言

阿尔茨海默病(AD)是一种进行性神经退行性疾病,以突触和神经元丧失、认知能力下降以及β-淀粉样蛋白(Aβ)斑块和tau蛋白病理的累积为特征。氧化应激失调、线粒体功能障碍和慢性神经炎症在AD发病机制中起核心作用,最终导致代谢损伤和神经退行性的恶性循环。越来越多的证据表明,疾病表现和认知衰退率的性别特异性差异是AD异质性的关键因素。女性AD患病风险更高,认知衰退更快,神经病理负担更重,包括即使在认知正常个体中也有更高的病理水平。这些显著的性别差异指向潜在的生物学变异,涉及应激响应和炎症途径;然而,驱动这些差异的分子机制仍不清楚。

鉴于这些观察结果,越来越多的研究关注识别可能调节AD中疾病异质性的尚不为人知的上游分子调节因子。其中一个候选分子是血管生成素(ANG),一种14.1 kDa的核糖核酸酶,在人类组织中广泛表达。除了最初描述的促血管生成功能外,ANG还调节核糖体RNA转录和细胞应激适应。在氧化应激下,ANG切割成熟tRNA,生成30-40个核苷酸的tRNA衍生片段(tiRNAs),调节翻译并促进应激颗粒形成。其中,5′-tiRNAGly-GCC特别丰富,已被证明通过干扰凋亡体形成抑制凋亡。应激诱导的ANG活性可以显著增加tiRNA水平并调节细胞命运决定。

ANG还与神经保护相关,降低其核糖核酸酶活性或结构稳定性的突变与肌萎缩侧索硬化症(ALS)、帕金森病(PD)以及潜在的AD等神经退行性疾病相关。然而,ANG在AD中的作用仍未明确,部分原因是其小分子质量(14.1 kDa)和碱性等电点(pI 9.5)限制了其在蛋白质组学工作流程中的检测,而低转录丰度和测序深度限制降低了其在大规模转录组数据集中的代表性。

由于ANG与细胞应激反应紧密相关,越来越多的证据将其与AD中两个相关途径联系起来:NLRP3炎症小体介导的神经炎症和氧化防御途径。NLRP3炎症小体在小胶质细胞中的激活,可由Aβ聚集体触发,促进促炎细胞因子如白细胞介素-1β(IL-1β)的释放,导致AD中的神经炎症损伤。ANG衍生的tiRNA已被证明可抑制NLRP3激活,直接调节炎症信号。NLRP3信号抑制通过促进吞噬性、代谢活跃的小胶质细胞表型增强Aβ清除并保护认知功能。同时,ANG通过激活转录因子核因子E2相关因子2(Nrf2)部分支持神经元存活和抗氧化防御。Nrf2通过诱导靶基因(包括血红素加氧酶-1(HO-1)、NAD(P)H:醌氧化还原酶-1(NQO1)和过氧化氢酶(CAT))调节抗氧化能力,而Keap1作为Nrf2信号的负调节因子。除了抗氧化功能外,Nrf2还调节炎症反应,进一步将氧化应激和神经炎症联系在AD中。

基于这些观察,我们提出了三个关键问题,并使用各种AD细胞和动物模型、死后人类脑样本以及大规模转录组数据集进行了解答:(1) ANG的表达和tRNA片段的丰度在AD病理发生过程中是否以性别特异性方式改变?(2) 在此背景下调节ANG的分子机制是什么?(3) ANG调节如何与AD中的下游炎症和凋亡途径相关联?首次,我们的数据显示ANG蛋白表达在AD中以性别依赖方式失调,伴随着5′-tiRNAGly-GCC水平的改变以及女性中独特的炎症和氧化应激特征。值得注意的是,这些变化在男性中未观察到,表明ANG调节和疾病进展的性别特异性模式。

材料与方法

研究人群

死后皮层脑组织样本(n=26)来自荷兰脑库(NBB, Amsterdam)。此外,分析了先前发表的研究中的转录组数据(n=619)。所有程序均按照相应机构的道德指南和批准进行。数据访问的详细信息在相应的方法部分提供。

人类死后皮层脑样本

所有人类死后脑样本均来自荷兰脑库(NBB, Amsterdam, The Netherlands),项目编号1341。根据NBB道德指南,所有捐赠者或其近亲均提供了脑捐献和使用组织及临床数据进行研究的知情同意。共分析26个脑样本,包括8名女性和6名男性AD病例,以及6名女性和6名男性非痴呆对照(表1)。个体年龄范围为71至102岁。详细信息见补充信息(补充表S2)。

人类数据库

来自衰老、痴呆和创伤性脑损伤(ADTBI)研究的主要出版物:Miller J.A.等人的数据从

细胞培养

人胚胎肾(HEK293)细胞和稳定过表达APPwt的HEK293细胞按先前描述培养。详细方法见补充信息。

Aβ1-42寡聚化

对照HEK293细胞用100 nM寡聚Aβ1-42处理24小时,通过硫黄素T染色确认寡聚化。更多细节见补充信息。

蛋白质提取

用于Western blot分析的细胞被洗涤、在RIPA缓冲液中裂解,通过Bradford法测定蛋白浓度,补充信息中提供了更多详细信息。

RNA提取

从培养细胞和死后脑组织中使用TRI ReagentTM提取总RNA,补充信息中提供了更多详细信息。

tRNA片段杂交探针、tiRNA模拟物和抑制剂的合成

针对5'-tiRNAGly-GCC的合成DNA杂交探针、tiRNAGly-GCC模拟物和tiRNAGly-GCC抑制剂基于gtRNAdb中的tRNA参考序列设计,并由德国乌尔姆的biomers.net GmbH合成。探针以及tRNA模拟物和抑制剂序列在补充信息(补充表S1)中提供。

Western blot分析

蛋白质(每道20-40 μg)通过SDS-PAGE分离,转移到PVDF膜上,并按Heiser等描述进行处理。有关试剂、程序和抗体的详细信息见补充信息。

实时定量PCR (RT-qPCR)

RT-qPCR按照制造商协议进行。补充材料中提供了更多方法细节。

放射性[32P]-标记Northern blotting

每个样本的10 μg总RNA通过变性PAGE分离,转移到膜上,固定,并为杂交做准备。有关程序、探针标记、检测和数据分析的详细协议见补充信息。

Caspase-Glo® 3/7测定

根据制造商协议测量caspase活性。补充材料中提供了更多方法细节。

转录组分析

基因表达数据通过Synapse.org (

人类死后脑组织的mRNA测序

从NBB死后脑组织中提取总RNA,如前所述。RNA文库制备和批量mRNA测序外包给Novogene (Novogene GmbH, Germany)。

GO通路分析

基因本体(GO)通路分析的详细协议见补充信息。

生存率和风险比

使用对数秩检验生成并比较具有95%置信区间的Kaplan-Meier生存曲线,而风险比通过Cox比例风险模型估计;补充信息中提供了更多方法细节。

统计分析

所有数据均使用GraphPad Prism v10.4.2 (GraphPad Software, La Jolla, CA, USA)中的标准统计程序进行分析。更多信息见补充信息。

图表和图形

所有插图使用BioRender.com(包括出版许可的高级计划)创建。所有图表使用GraphPad Prism 10.4.2. (GraphPad Software, La Jolla, CA, USA)创建。

结果

AD中ANG mRNA、蛋白和tRNA衍生片段表达的性别特异性变化

ANG通过促进tRNA裂解成小片段(如5′-tiRNAGly-GCC)发挥保护性细胞应激反应,有助于抑制全局翻译、限制氧化损伤和支持应激条件下的细胞存活。尽管ANG功能已被充分描述,但它在AD背景下的研究尚不系统。因此,我们首先询问在AD中ANG表达和下游5′-tiRNAGly-GCC水平是否以性别特异性方式改变。为此,我们对来自荷兰脑库(NBB)的死后皮层脑组织进行了RT-qPCR、Western blotting和[32P]-Northern blotting,包括来自非痴呆老年人(非痴呆对照,NDC)和被诊断为轻度认知障碍(MCI)或AD的患者以及AD小鼠模型的样本。为验证我们的发现,我们还分析了来自衰老、痴呆和TBI (ADTBI)研究和Rush Orders Study和Memory and Aging Project (ROSMAP)队列的大规模RNA-seq数据,总计645名个体。

ANG的基本机制涉及成熟tRNA裂解以生成功能性5′-tiRNAs。这些tRNA半片段通过抑制细胞色素c介导的凋亡体形成抑制凋亡,同时在应激条件下促进全局翻译抑制和神经保护。

我们首先询问ANG表达是否在AD进展过程中改变。ANG mRNA水平在来自NDC和AD患者的死后皮层组织中通过RT-qPCR评估,并按性别分层。虽然未检测到统计学显著差异,但在男性中观察到ANG mRNA降低的趋势,在女性中则升高,女性队列显示出包括ANG水平极高和极低个体的显著范围。

Western blot分析显示,与各自NDC相比,男性AD患者的ANG蛋白显著降低,而女性AD患者的ANG蛋白显著升高,表明存在独特的、可能是性别特异性的表达模式。为进一步探索这一现象,将男性和女性AD患者的ANG蛋白水平在同一印迹上分析,以允许直接观察与NDC比较无关的性别相关差异,揭示了相对于女性AD病例,男性AD病例中ANG水平持续较低。

鉴于我们AD队列的样本量有限,我们通过分析来自ADTBI和ROSMAP数据集的大规模RNA-seq数据进一步验证了这些发现,应用相同的性别分层方法。与各自NDC相比,男性AD患者中ANG mRNA水平显著降低,女性AD患者中显著升高,证实了AD中ANG的性别特异性失调。

此外,将ROSMAP和ADTBI队列中男性和女性AD患者的ANG mRNA表达数据直接相互绘制,而不归一化为NDC样本,以可视化转录水平的性别依赖性差异。

为深入探讨这一现象,我们使用5×FAD家族性AD小鼠模型,该模型在神经元特异性Thy1启动子下过表达人APP和PSEN1,包含五个AD突变。这些小鼠在2-4个月大时发展出Aβ斑块,在5-6个月时表现出神经炎症和神经退行性变。我们评估了3个月和12个月大5×FAD小鼠和野生型对照的皮层组织中的ANG蛋白水平。虽然在3个月时未观察到ANG水平差异,但在12个月时,与野生型对照相比,ANG水平在雄性中显著降低,在雌性中显著升高,与在人类样本中观察到的独特的性别特异性模式相匹配。

为评估组织特异性,我们分析了野生型和5×FAD动物的外周器官(肝、肾、肺、脾)中的ANG蛋白水平。在年轻或老年转基因动物中,与野生型对照相比,在相应器官中未观察到显著变化,表明ANG失调可能特异性地限于中枢神经系统。

鉴于ANG已知的对tRNAs的核糖核酸酶活性,我们使用[32P]-Northern blotting评估了死后脑样本中5′-tiRNAGly-GCC水平作为ANG活性的代理。tRNAGly-GCC是ANG裂解的主要靶标和特征明确的应激诱导tiRNA。在男性AD患者中,与NDC相比,5′-tiRNAGly-GCC水平显著降低,而女性则显示出上升趋势。这些结果与观察到的ANG蛋白变化一致,支持AD进展过程中ANG-tiRNA轴存在性别特异性调节模式。

氧化应激抑制ANG表达并降低其抗凋亡功能

在证明AD皮层中ANG失调后,我们使用AD相关细胞模型研究其潜在的调控机制。我们首先评估了氧化应激(AD的重要标志)诱导下ANG的表达,随后分析了在直接Aβ暴露下的表达。为模拟细胞氧化应激,我们用人胚胎肾(HEK293)细胞处理线粒体复合物I抑制剂鱼藤酮,该抑制剂通过损害氧化磷酸化诱导线粒体功能障碍。

为深入研究ANG调控,我们首先检查了ANG蛋白表达随不同鱼藤酮孵育时间的变化。对鱼藤酮处理的HEK293细胞的Western Blot和RT-qPCR分析显示ANG mRNA和蛋白水平降低,表明线粒体应激在转录和翻译水平上抑制ANG表达。维生素C的共同处理恢复了ANG蛋白水平,表明ROS是ANG下调的关键介质。

我们随后研究了ANG失调的功能后果,重点关注其在细胞应激下调节凋亡的作用。使用caspase-3/7活性作为凋亡信号的标志,我们发现人重组ANG(rANG)的处理显著降低了HEK293细胞中的caspase活性,支持其抗凋亡功能。相反,诱导线粒体功能障碍的鱼藤酮处理增加了caspase活性,与增强的凋亡一致。为确定ANG是否能保护免受鱼藤酮诱导的凋亡,我们测量了不同ANG处理条件下的caspase-3/7活性。我们发现,鱼藤酮暴露前用rANG预处理以及鱼藤酮暴露后用rANG后处理均显著减弱了鱼藤酮诱导的caspase活性增加。这些发现表明ANG不仅能预防还能从氧化应激诱导的凋亡中拯救细胞。

为确定5′-tiRNAGly-GCC水平是否受线粒体功能障碍影响,我们通过[32P]-Northern blotting评估其丰度。如预期,鱼藤酮处理后5′-tiRNAGly-GCC水平显著降低,支持ANG下调限制应激诱导的tiRNA生成的观点。这些结果与我们在AD男性脑样本中的观察结果一致。

Aβ暴露通过氧化应激依赖机制下调ANG水平

接下来,我们研究了在AD死后脑组织中观察到的ANG表达的性别特异性差异是否由寡聚Aβ驱动。基于氧化应激在分子水平上降低ANG水平的假设,我们也期望Aβ有助于这种降低,导致5′-tiRNAs水平降低和凋亡增加,至少在男性模型中是这样。

为模拟Aβ负担,我们采用两种方法:使用表现出约10倍增加的APP衍生Aβ1-40肽水平的HEK293 APPwt AD细胞模型,或用寡聚Aβ1-42处理HEK293对照细胞。

Western blotting显示,与对照相比,APPwt细胞中ANG水平显著降低,表明Aβ可能有助于ANG抑制。为确认Aβ特异性效应,APPwt细胞用寡聚Aβ1-42或γ-分泌酶抑制剂DAPT(1 μM, 24 h)处理,后者阻断Aβ产生。符合我们的假设,寡聚Aβ1-42处理进一步抑制了ANG蛋白水平,而DAPT将ANG量恢复到对照水平的73%,表明Aβ本身调节ANG表达。值得注意的是,维生素C也在APPwt细胞中挽救了ANG水平,强化了Aβ诱导的氧化应激在ANG下调中的作用。

鉴于ANG通过应激诱导的成熟tRNA裂解成功能性tRNA衍生片段抑制细胞色素c介导的凋亡体形成的既定作用,我们接下来研究了rANG处理是否能减弱我们AD模型中的caspase-3/7激活,随后评估其对5′-tiRNAGly-GCC水平的影响。

与对照相比,HEK APPwt细胞中的caspase-3/7活性显著升高,但在rANG处理后降低。与ANG蛋白水平下调一致,5′-tiRNAGly-GCC水平在APPwt细胞中相对于对照也显著降低。

为评估5′-tiRNAGly-GCC下调是否导致ANG保护作用在AD中的丧失,我们合成了5′-tiRNAGly-GCC模拟物和互补的反义抑制剂。用tiRNA模拟物处理HEK APPwt细胞显著降低了caspase-3/7活性,表明抗凋亡作用。相反,使用反义寡核苷酸抑制内源性5′-tiRNAGly-GCC增加了caspase活性,将凋亡水平恢复到未处理APPwt细胞的水平。

这些发现共同表明5′-tiRNAGly-GCC作为ANG细胞保护活性的下游效应物发挥作用,在氧化和淀粉样蛋白应激条件下减轻凋亡。

总的来说,这些来自HEK AD和鱼藤酮处理细胞模型的结果与我们在NBB、ADTBI和ROSMAP队列中男性AD患者的观察结果一致,但与女性AD患者不一致。ANG和5′-tiRNAGly-GCC的并发下调可能通过损害细胞应激反应、减弱抗凋亡信号并最终损害ANG在这些个体中的保护功能,导致增加的神经元脆弱性。

炎症小体相关炎症基因表达在男性和女性AD患者之间存在差异并与ANG水平相关

在将ROS与ANG蛋白水平降低、5′-tiRNAGly-GCC丰度减少和凋亡增加联系起来后,我们接下来研究了在女性AD脑中观察到的ANG上调。为解释与ROS介导的ANG抑制的这种对比,我们首先探索了激素对ANG的影响,随后研究了炎症的影响。

寡聚Aβ1-42处理显著降低了ANG蛋白水平,与HEK衍生模型中的发现一致。然而,17β-雌二醇处理(单独或与Aβ1-42一起)也抑制了ANG表达。这表明雌激素信号不太可能直接介导女性AD中的ANG上调,这可能是对神经退行性变的补偿性反应。

鉴于ANG通过tiRNA片段抑制炎症小体激活的已知作用,我们检查了女性中升高的ANG和5′-tiRNAGly-GCC水平是否与减少的神经炎症相关,重点关注NLRP1和NLRP3作为关键标志物。我们假设ANG表达与NLRP激活在女性中呈负相关。

在男性AD死后脑组织中,NLRP1未改变,而NLRP3显著上调,表明炎症小体活性增加。相比之下,女性AD患者显示出NLRP1和NLRP3表达降低的趋势。为验证这一点,我们分析了来自更大ROSMAP队列的转录组数据,检查NLRP1、NLRP3、IL-1β和iNOS作为额外的炎症标志物。与我们的组织发现一致,男性AD患者显示出大多数炎症基因的升高表达,而女性AD患者NLRP1、NLRP3、IL-1β和iNOS水平显著降低。

相关性分析进一步揭示了ANG表达与这些炎症标志物在女性中的强负相关,控制性别和相关协变量后,显示高ANG水平的个体炎症基因表达显著低于ANG水平极低的个体。这些发现支持我们的假设,即ANG及其裂解产物5′-tiRNAGly-GCC介导女性AD患者的抗炎作用,可能通过抑制炎症小体和促炎细胞因子,从而促进神经保护。相比之下,男性AD患者中增加的氧化应激似乎驱动ANG下调,可能损害其保护功能并促进炎症。

ANG表达定义了女性AD患者中的分子上不同的亚型

基于ANG与女性AD中减少炎症的相关性,我们进一步表征了女性ROSMAP队列,以探索ANG表达是否定义了生物上不同的亚组。使用均匀流形近似和投影(UMAP)对来自NDC、MCI和AD参与者的转录组数据进行分析,我们识别出组之间的清晰分离,反映不同的分子特征。

为评估组内异质性,我们在UMAP上应用了层次密度基于空间聚类应用与噪声(HDBSCAN)聚类。在NDC或MCI组中未找到子簇,但在女性AD队列中出现了三个不同的簇,表明分子异质性。

ANG表达在这些簇之间显著不同,簇1显示最低水平(均值簇1=0.89),簇2和簇3显示逐渐升高的表达(均值簇2=1.35,均值簇3=1.47)。

为确定这种效应是否特异于女性AD队列,我们在男性中进行了相同的分析。有趣的是,在男性的NDC、MCI或AD组中使用HDBSCAN无法检测到聚类,表明女性AD队列中的转录组现象具有特异性。

ANG相关亚型显示不同的炎症和抗氧化信号谱

接下来,我们评估了这些ANG基础簇是否与关键AD过程(如炎症和氧化应激反应)相关联。我们首先分析了炎症基因、经典小胶质细胞标志物和抗氧化酶的表达,使用来自ROSMAP研究的RNA-seq数据。

ANG水平最低的簇1表现出促炎基因(NLRP1、NLRP3、IL-1β、iNOS、CXCL10)的强烈上调,以及急性期蛋白(SAA1)和趋化因子(CCL3)的上调。相反,ANG表达较高的簇2和簇3表现出减弱的炎症特征。

同样,稳态小胶质细胞标志物(TMEM119、TREM2)在簇1中下调,但在簇2和簇3中相对保留。参与抗氧化防御的基因(Nrf2、CAT、SOD、HO-1、NQO1、GCLC、GCLM、TXNRD1)在簇1中也表现出显著较低的表达,表明低ANG状态下的氧化应激反应受损。相比之下,这些抗氧化基因在簇2中部分上调,在簇3中强烈上调,表明增强的氧化还原稳态。

从机制上讲,这种抗氧化系统的激活可能由Nrf2表达增加驱动,伴随着簇2和簇3中Nrf2抑制剂Keap1的相应下调。这些模式支持一种模型,即升高的ANG表达与减少的炎症、保留的小胶质细胞稳态和增强的氧化应激弹性相关的神经保护性转录谱相关。

为评估这些亚型是一般性的还是特异于女性AD和ANG水平,我们分析了两性中NDC、MCI和AD组的小胶质细胞和抗氧化标志物表达。男性在任何疾病阶段均未显示显著变化。在女性中,大多数标志物保持不变,除了TMEM119和SALL1,它们显示出阶段特异性表达。

鉴于这种女性AD中的特异性暗示,我们在两个独立队列中重复了相同的聚类分析:死后皮层脑组织的mRNA-seq数据(队列2)和ADTBI研究(队列3)。重要的是,指定簇中的ANG表达水平在所有独立队列中显示可比模式,与ROSMAP数据集中的观察结果一致。炎症、小胶质细胞和抗氧化标志物的簇特异性表达模式在队列间基本保守。

使用组合数据集(n=199)进行表型分型导致我们进行。生成的热图显示了三种稳健的亚型,与原始簇相匹配:亚型1的特征是高炎症和低抗氧化信号,而亚型3显示减少的炎症和上调的抗氧化防御。亚型2代表中间表型,小胶质细胞和抗氧化反应途径部分激活。

这种亚型特异性表达模式表明,女性AD患者中ANG上调可能源于增强的抗氧化信号,可能将Nrf2激活与更保护性表型联系起来。

为了解已识别AD亚型的生物学,对女性AD队列的基因本体(GO)生物学通路分析揭示了不同的亚型特异性关联。亚型1的特征是富集的炎症和免疫反应、升高的氧化应激、减少的抗氧化机制和增加的神经元凋亡。相反,亚型3显示神经元凋亡信号减少和抗氧化防御通路的强烈激活。亚型2显示中间谱,促炎通路相对于亚型1下调,但抗氧化富集不如亚型3显著,表明部分保护性激活。

ANG相关女性AD亚型在生存和临床结果上存在差异

为评估转录组亚型在临床进展和总体结果上是否存在差异,我们分析了女性AD患者的总体生存和纵向简易精神状态检查(MMSE)评分。

排除缺少临床信息(AD诊断时年龄)的个体,以确保对生存时间的准确评估。亚型1在AD诊断后表现出最短的平均生存期(1.5年)。亚型2的平均生存期适度增加,风险比(HR)为0.78(表明与亚型1相比死亡的瞬时风险降低22%);然而,这种差异在统计学上不显著(p=0.39)。相比之下,亚型3显示最长的平均生存期为2.8年,几乎是亚型1的两倍(p=0.04),死亡风险显著降低(HR=0.47),相当于与亚型1相比风险降低53%。

在认知方面,亚型1表现出最强的认知衰退,在死亡前最后一次就诊时平均MMSE评分为13,平均损失9分。相比之下,亚型2(平均MMSE最后一次就诊=14;平均损失7分)和亚型3(平均MMSE最后一次就诊=16;平均损失6分)表现出较慢的认知衰退,尽管亚型之间的差异在统计学上不显著。只有在研究纳入时、AD诊断时和死亡前有记录MMSE评分的个体才包括在分析中,以允许跨时间点的比较。

其他临床参数(ApoE基因型、患者来源、死后延迟、Braak分期)显示无显著相关性。相比之下,对男性AD患者的分析显示平均生存时间为1.58年,死亡时平均MMSE评分为13。这些特征与同样显示降低ANG水平的女性亚型1相似。

总体而言,这些发现表明ANG表达将女性AD患者分为生物上和临床上不同的亚组。这些亚型表现出不同的炎症和抗氧化特征、小胶质细胞激活状态、生存率和认知衰退率。

讨论

在这项研究中,我们调查了阿尔茨海默病中ANG及其tRNA衍生片段的性别依赖性调控,发现男性AD患者中ANG mRNA和蛋白水平降低,女性AD患者中ANG mRNA和蛋白水平升高。我们的分析表明,男性中存在与增加氧化应激信号一致的表型,而在女性中,我们确定了三种具有不同炎症反应、氧化应激通路、小胶质细胞激活和临床结果的分子亚型,包括生存和认知衰退差异。

基于此,我们提出女性亚型的功能分类:亚型1可能代表具有增加神经元凋亡过程的神经炎症谱,与男性表型有相似之处。亚型2似乎是中间的、部分保护性亚型,具有独特的小胶质细胞激活模式。相比之下,亚型3似乎显示保护性、稳态特征,其特征是活跃的小胶质细胞吞噬参与和延长的总体生存。

我们实验中受限于死后样本量的ANG mRNA和蛋白表达的观察到的性别特异性失调与先前有限的研究一致。Kim等人报告了主要为男性的队列中血清ANG降低,而Wu等人观察到主要为女性的队列中ANG mRNA水平升高。这些跨横断面数据集的一致趋势表明,ANG mRNA表达的性别特异性差异可能有助于观察到的蛋白水平变化,可能进一步受转录后调控影响。然而,这些发现应解释为关联性而非因果性。

ANG相关RNA应激通路可能对阿尔茨海默病分子异质性有贡献的概念框架,以及对理解AD中性别和亚型特异性脆弱性的潜在重要性,强调了在未来的机制和治疗调查中采用分层方法的潜力。

尽管存在个体亚组样本量较小的限制,特别是生存和认知分析,这些发现应被解释为假设生成性的,我们的数据将ANG和5′-tiRNAGly-GCC生成与氧化应激、炎症小体信号和凋亡通路联系起来,跨越实验系统和人类队列,表明ANG相关RNA应激特征可能有助于阿尔茨海默病分子异质性的概念框架。

【全文结束】