​脑科学研究 | 中国科学院吴立刚组合作发现用于检测帕金森病和特发性快速眼动睡眠行为障碍的胞外囊泡miRNA生物标志物

1月10日，国际学术期刊npj Parkinson’s Disease在线发表了中国科学院分子细胞科学卓越创新中心（生物化学与细胞生物学研究所）吴立刚研究员与上海交通大学医学院附属瑞金医院刘军教授的最新合作研究成果“Candidate biomarkers of EV-microRNA in detecting REM sleep behavior disorder and Parkinson’s disease”。该研究利用实验室前期开发的高灵敏度small RNA测序方法，绘制了特发性快速眼动睡眠行为障碍和帕金森病患者血浆细胞外囊泡中的非编码小RNA的表达谱，发现了两组EV来源的miRNA生物标志物用于iRBD和PD患者的诊断。

PD是第二大退行性神经系统疾病。iRBD是一种睡眠异常的行为，被认为是α突触核蛋白病（α-synucleinopathie）如PD、阿尔兹海默病、多系统萎缩病的前驱期。国际运动障碍协会PD诊断指南对于PD的早期诊断十分关注，迫切需要寻找一种灵敏度、特异性均较高的可靠生物标志物用于PD和iRBD的诊断和早期干预。EV是细胞释放到胞外间隙的膜结构，可以携带多种蛋白质、脂质、DNA、mRNA和sncRNA，具有物质运输与信息交流的功能。

由于EV获取的便捷性和体内存在的广泛性，大量研究证实EV可以作为疾病诊断的生物标志物，在疾病早期诊断方面具有极大的应用前景。与未受保护或游离的miRNA相比，EV来源的miRNA作为标志物更为可靠，具有可捕获、稳定、有生物活性、检测实时等优点。因此，随着测序技术和生物标志物的研究发展，开发更加精准和特异的生物标志物，以帮助患者更早发现和治疗PD成为当务之急。

目前关于血浆EV miRNA作为iRBD或PD诊断标志物的研究存在以下不足：（1）目前常用的small RNA测序文库构建方法灵敏度较低，并且文库构建过程中产生的大量副产物导致测序数据质量较差，无法全面绘制EV中微量的sncRNA高质量图谱；（2）已发表的PD诊断研究只挑选了已报道的在PD脑组织中表达失调的miRNA作为候选分子，使用qRT-PCR等低通量检测方法对患者血浆EV-sncRNA做进一步筛选，可检测sncRNA数量非常有限，难以鉴定到更加全面、精准的分子标志物。

血浆胞外囊泡（EV）sncRNA用于帕金森病的诊断

针对以上问题，研究团队建立了适用于临床应用的稳定、可靠且操作较简单的分离纯化EV以及EV RNA的流程，对EV-sncRNA的文库构建方法学进行了优化，还运用Cas9-sgRNA系统去除文库中高丰度但与疾病相关性较小的内源性sncRNA以及外源性污染RNA片段，建成了EV small-seq高通量测序技术。基于EV small-seq高通量测序技术，研究团队对60名健康对照者（healthy）、56名iRBD患者和53名PD患者的血浆进行分析，获得EV相关的sncRNA图谱。通过机器学习算法，发现两组miRNA分类器可以分别用于区分iRBD患者（AUC， 0.969；95 % CI，0.966-0.973）和PD患者（AUC，0.913；95 % CI，0.907-0.92）。

此外，还发掘了20个随着healthy-iRBD-PD疾病发展进程持续增长或降低的miRNA，以及与iRBD转化相关的4个miRNA。相比之前很多用qPCR方法找到的miRNA，本研究中发现的miRNA标志物具有更优秀的灵敏度、特异性以及AUC值。以上研究结果为利用血浆EV中的非编码小RNA对 iRBD和PD患者进行筛查和诊断提供了一种新的无创检测方法。

来源：中国科学院分子细胞科学卓越创新中心

文章链接：

https://www.nature.com/articles/s41531-023-00628-4

转自：“威斯腾生命科学研究院”微信公众号

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