HMGCR基因变异与西班牙帕金森病队列脂质代谢及早发性发病的关联性研究

【字体: 时间:2025年10月04日 来源:Journal of Neurology 4.6

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  本期推荐一项针对帕金森病(PD)脂质代谢通路关键基因HMGCR的遗传学研究。研究人员通过对1162例西班牙PD患者开展靶向测序,发现HMGCR基因变异(如rs5908和剪接位点突变c.278-1G>A)与早发性帕金森病(EOPD)显著相关,并揭示其与GBA相关PD共享脂质-溶酶体通路紊乱机制,为PD亚型分型及代谢靶向治疗提供新方向。

  
帕金森病(Parkinson’s disease, PD)作为最常见的神经退行性运动障碍疾病,其病理特征包括黑质多巴胺能神经元的进行性丢失以及α-突触核蛋白(α-Syn)在路易体中的异常聚集。近年来,脂质代谢异常在PD发病机制中的作用日益受到关注。胆固醇作为神经生理过程中的关键分子,其代谢紊乱可能直接影响突触功能、神经传递乃至神经元存活。尤其值得注意的是,LRRK2、GBA等关键PD相关基因均被证实与胆固醇平衡调控相关,而路易体中亦富含脂质成分,提示脂质调控异常可能是PD发生的重要推手。
尽管胆固醇代谢在阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease, AD)等神经退行性疾病中已有较深入的研究——例如APOE作为脑内主要胆固醇转运蛋白,是AD最强的遗传风险因子——但HMGCR(3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶)这一胆固醇合成通路中的限速酶,其在PD中的作用仍属未知。由于AD与PD在临床与病理上存在交叉表现(如痴呆、帕金森综合征),研究人员推测HMGCR遗传变异也可能影响PD的易感性或表型表达,尤其在早发性帕金森病(early-onset PD, EOPD)中更为显著。
为此,由Rafael Díaz-Belloso、Miguel Martín-Bornez等来自西班牙塞维利亚大学医院(Hospital Universitario Virgen del Rocío)及塞维利亚生物医学研究所(Instituto de Biomedicina de Sevilla, IBiS)的研究团队,在《Journal of Neurology》发表了首项针对HMGCR基因在PD中遗传变异的系统研究。该研究基于西班牙南部1162例PD患者队列,采用靶向测序技术分析HMGCR基因所有编码区及剪接区域,并尝试在436例来自国际帕金森病进展标志物计划(PPMI)的白人队列中进行验证。
在研究过程中,团队运用了多种关键技术方法:包括基于Illumina NextSeq 500平台的靶向基因组测序(targeted genome sequencing, TGS)、Sarek流程进行变异调用与注释、SpliceAI与Human Splicing Finder(HSF)评估剪接影响、连锁不平衡(LD)分析(使用LDpop与HaploReg工具)、以及罕见变异负荷检验(CoCoRV法)。西班牙队列所有患者均经运动障碍专科医师依据UKPDSBB或MDS临床诊断标准确诊,并排除了已知PD相关基因(如PRKN、PINK1、SNCA)的致病变异干扰。
研究团队在HMGCR中共识别出21个不同变异,包括错义、同义、剪接区、内含子及3′ UTR变异。结果显示,一名携带剪接受体位点突变c.278-1G>A(评级为可能致病)的EOPD患者,发病年龄50岁,表现为震颤主导型PD,快速进展为幻觉和认知障碍,并伴有严重血脂异常(高胆固醇血症与高甘油三酯血症)及糖尿病。该变异经预测会破坏正常剪接,可能影响HMGCR酶功能。
另一方面,常见变异rs5908在西班牙队列中与EOPD显著相关(等位基因模型OR=2.22, p=0.025),且在遗传分析中发现其与可能具有调控功能的内含子变异rs115169875完全连锁(r2=1)。尽管在PPMI队列中未重复出显著关联,研究人员认为这与该队列中EOPD比例较低、已知致病突变携带率较高相关。
在机制探讨层面,该研究指出HMGCR功能障碍可能通过与GBA相关PD(GBA-PD)相似的脂质-溶酶体通路影响PD发病。具体而言,GBA突变引起溶酶体中葡萄糖脑苷脂酶(GCase)活性下降,导致脂质(尤其是胆固醇)积聚于溶酶体内,引发内质网应激与自噬功能障碍,进而加速α-Syn聚集与神经退行。与此类似,HMGCR活性下降也可能导致胆固醇合成异常,从而影响神经元膜的完整性及突触功能。
研究结论强调,HMGCR是PD——尤其是早发型及伴代谢异常亚型——的潜在候选基因。其遗传变异通过调控胆固醇生物合成与脂质稳态,可能与其他遗传、环境因素(如他汀类药物使用)交互作用,共同促进PD发生与发展。这一发现不仅深化了对PD脂质代谢层面的理解,也为开展以代谢通路为靶点的个性化治疗提供理论依据。未来需在更多人群中进行验证,并进一步结合体外与体内模型明确HMGCR在神经元中的具体作用机制。

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