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背景：通过在体获取深部脑组织，可能有助于理解帕金森病（PD）表型异质性的分子基础。深部脑刺激（DBS）手术提供了一个独特机会：穿过丘脑底核（STN）的微电极在撤出时会携带黏附的脑组织，从而在无需额外侵入性操作的情况下，为活体患者提供来自皮质下区域的RNA来源。 目的：开发并验证一种基于DBS微电极的低输入RNA提取及转录组分析方案，并在人类尸检后脑组织中加以应用；确认回收RNA来源于脑组织而非血液；表征其亚区域及细胞类型特征。 方法学：将DBS微电极在无影像引导且不使用导管的条件下插入3例未经固定的人类尸检后脑组织中，目标为STN轨迹。在临床实践中，导管可使电极免受皮质组织污染；本研究中未使用导管，这意味着完整插入轨迹上的组织均可能对回收RNA产生贡献。采用单个与混合两种策略，对38根微电极进行了评估。使用经改良的RNeasy Micro低输入方案提取RNA；采用NEBNext Single Cell/Low Input RNA Library Kit制备文库，并在Illumina NovaSeq 6000平台上进行测序（双端，2 × 150 bp）。通过与GTEx v10（54种组织）及Allen Human Brain Atlas（ABA，19个皮质下区域，包括STN）进行比较，采用Pearson相关分析、置换检验（1,000次置换）及BH-FDR校正，对组织来源进行验证。定量评估了皮质下与皮质参考区域之间的转录重叠，并实施了皮质下富集基因筛选。 结果：从38根微电极中获得了25份RNA分离物；经Bioanalyzer评估的样本中，54.5%达到了RIN ≥ 5（中位数7.1；范围：5.9–7.8）。共有15个文库通过测序质控（平均测序深度为4300万±1410万读段对；平均Q30为83.2 ± 5.6%）。对rlog转换后的表达数据进行主成分分析（PCA）后，样本可按供体身份分离。基于GTEx τ指数组织特异性相关分析（n = 996个脑和血液特异性标志基因），所有样本均证实来源于脑组织。脑组织相关性最高的区域为额叶皮质（平均r = 0.683 ± 0.072）、前扣带皮质（平均r = 0.658 ± 0.069）、杏仁核（平均r = 0.615 ± 0.068），以及包括尾状核（平均r = 0.553 ± 0.059）、壳核（平均r = 0.546 ± 0.059）和伏隔核（平均r = 0.544 ± 0.057）在内的基底神经节；所有结果均满足BH-FDR深部脑刺激微电极作为人类皮层下RNA来源：低输入转录组学方案的验证 | bioRxiv
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深部脑刺激微电极作为人类皮层下RNA来源：低输入转录组学方案的验证
Sandeep Sandeep， Arti Saini， Vivek Chouhan， Sanskriti Rai， Divya Madathiparambil Radhakrishnan， Umran Yaman， Arunmozhimaran Elavarasi， Divyani Garg， Animesh Das， Thyagarajan Radhakrishnan， Anu Gupta， Mamta Bhushan Singh， Venugopalan Yamuna Vishnu， Saroj Kumar， Abhishek Yadav， Ajay Garg， Rohit Bhatia， Ahmadulla Shariff， Achal Kumar Srivastava， Lata Rani， Dattaraj Savarakar， Rajinder Kumar， Manmohan Singh， Kanwaljeet Garg， Kailash Bhatia， Henry Houlden， Poodipedi Sharat Chandra， Roopa Rajan
doi： https://doi.org/10.64898/2026.07.27.740887
Sandeep Sandeep 1 印度新德里全印度医学科学院神经内科；
Arti Saini 1 印度新德里全印度医学科学院神经内科； Arti Saini 的 ORCID 记录
Vivek Chouhan 1 印度新德里全印度医学科学院神经内科；
Sanskriti Rai 2 印度新德里全印度医学科学院生物物理学系；
Divya Madathiparambil Radhakrishnan 1 印度新德里全印度医学科学院神经内科；
Umran Yaman 3 土耳其伊斯坦布尔伊斯坦布尔-杰拉赫帕夏大学神经科学研究所认知神经科学系；
Arunmozhimaran Elavarasi 1 印度新德里全印度医学科学院神经内科；
Divyani Garg 1 印度新德里全印度医学科学院神经内科；
Animesh Das 1 印度新德里全印度医学科学院神经内科；
Thyagarajan Radhakrishnan 1 印度新德里全印度医学科学院神经内科；
Anu Gupta 1 印度新德里全印度医学科学院神经内科；
Mamta Bhushan Singh 1 印度新德里全印度医学科学院神经内科；
Venugopalan Yamuna Vishnu 1 印度新德里全印度医学科学院神经内科；
Saroj Kumar 2 印度新德里全印度医学科学院生物物理学系；
Abhishek Yadav 4 印度新德里全印度医学科学院法医学与毒理学系；
Ajay Garg 5 印度新德里全印度医学科学院神经影像与介入神经放射学系；
Rohit Bhatia 1 印度新德里全印度医学科学院神经内科；
Ahmadulla Shariff 6 印度新德里全印度医学科学院解剖学系；
Achal Kumar Srivastava 1 印度新德里全印度医学科学院神经内科；
Lata Rani 7 印度新德里全印度医学科学院基因组学平台；
Dattaraj Savarakar 8 印度新德里全印度医学科学院神经外科与伽玛刀科；
Rajinder Kumar 8 印度新德里全印度医学科学院神经外科与伽玛刀科；
Manmohan Singh 8 印度新德里全印度医学科学院神经外科与伽玛刀科；
Kanwaljeet Garg 8 印度新德里全印度医学科学院神经外科与伽玛刀科；
Kailash Bhatia 9 英国伦敦大学学院神经学研究所 Sobell 运动神经科学系；
Henry Houlden 10 英国伦敦大学学院神经学研究所神经肌肉疾病系
Poodipedi Sharat Chandra 8 印度新德里全印度医学科学院神经外科与伽玛刀科；
Roopa Rajan 1 印度新德里全印度医学科学院神经内科； Roopa Rajan 的 ORCID 记录
通讯作者： rooparajan{at}aiims.edu
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摘要
背景：对帕金森病（PD）表型异质性分子基础的理解，或可通过体内获取深部脑组织而得到改善。深部脑刺激（DBS）手术提供了一个独特机会：穿越丘脑下核（STN）的微电极在撤出时会携带附着的脑组织，从而在无需额外侵入性操作的情况下，为活体患者提供来自皮层下区域的RNA来源。
目的：开发并验证一种利用 DBS 微电极在死后人脑中进行低输入 RNA 提取和转录组分析的方案，以确认回收的 RNA 来源于脑组织而非血液，并表征其亚区域及细胞身份。
方法学：在 3 例未经固定的死后人脑中，未使用影像引导或导管，将 DBS 微电极沿 STN 轨迹插入。临床实践中，导管可保护电极免受皮质组织接触；持有人为作者/资助方，其已授予 bioRxiv 永久展示该预印本的许可。 本文依据 CC-BY 4.0 国际许可协议 公开提供。
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发表于 2026 年 7 月 30 日。 下载 PDF 补充材料 电子邮件
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bioRxiv 2026.07.27.740887； doi： https://doi.org/10.64898/2026.07.27.740887
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深部脑刺激微电极作为人类皮质下 RNA 的来源：低输入转录组方案的验证 Sandeep Sandeep， Arti Saini， Vivek Chouhan， Sanskriti Rai， Divya Madathiparambil Radhakrishnan， Umran Yaman， Arunmozhimaran Elavarasi， Divyani Garg， Animesh Das， Thyagarajan Radhakrishnan， Anu Gupta， Mamta Bhushan Singh， Venugopalan Yamuna Vishnu， Saroj Kumar， Abhishek Yadav， Ajay Garg， Rohit Bhatia， Ahmadulla Shariff， Achal Kumar Srivastava， Lata Rani， Dattaraj Savarakar， Rajinder Kumar， Manmohan Singh， Kanwaljeet Garg， Kailash Bhatia， Henry Houlden， Poodipedi Sharat Chandra， Roopa Rajan
bioRxiv 2026.07.27.740887； doi： https://doi.org/10.64898/2026.07.27.740887
📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.07.27.740887v1?rss=1
🏷️ 深部脑刺激 低输入RNA测序 转录组学 皮质下脑组织 帕金森病