突触微小RNA失调驱动22q11.2缺失综合征人源神经元模型中的异常谷氨酸能传递

由 root 提交于 周日, 10/18/2026 - 20:47
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22q11.2缺失综合征(22q11DS)是人类最常见的染色体微缺失疾病(每约4,000名活产儿中有1例),由22号染色体上1.5–3.0 Mb区域的半合子缺失所致。值得注意的是,20%–30%的22q11DS个体在成年早期即罹患精神分裂症(SCZ),使22q11DS成为SCZ最强的遗传风险因素之一。然而,22q11.2缺失扰乱神经元功能并驱动22q11DS精神病性表现的机制仍不明确。本研究利用临床表征明确的22q11DS个体来源的诱导多能干细胞(iPSCs),构建了人二维皮质神经元和三维皮质类器官。细胞学和电生理分析表明,22q11DS神经元表现出兴奋性增高、谷氨酸能突触传递减弱以及稳态突触可塑性受损,这些病理生理学特征可能与患者的临床、认知和心理生理学特征相关。对22q11DS皮质类器官中的神经元和突触体进行转录组分析,揭示了免疫通路和突触基因网络的失调。整合mRNA–微小RNA网络分析发现,突触处hsa-miR-185-5p和hsa-miR-128-3p协同下调,导致免疫及突触相关转录本的异常调控。在对照神经元中实验性敲低这些微小RNA,重现了22q11DS神经元的分子和功能表型,从而确立了其与突触功能障碍及可塑性受损之间的机制性联系。总体而言,这些发现勾勒出一个多模态机制框架,将22q11DS中的遗传易感性、突触病理与精神病外显率联系起来,并将失调的突触微小RNA作为神经发育网络的枢纽调控因子及潜在治疗靶点。

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22q11.2 缺失综合征(22q11DS)是人类最常见的染色体微缺失疾病(每约 4,000 名活产儿中有 1 例),由 22 号染色体上 1.5–3.0 Mb 区域的半合子缺失所致。值得注意的是,20%–30% 的 22q11DS 个体在成年早期即会罹患精神分裂症(SCZ),因此,22q11DS 是 SCZ 最强的遗传风险因素之一。然而,22q11.2 缺失如何扰乱神经元功能并导致 22q11DS 个体出现精神病性表现,其机制仍不明确。在本研究中,我们利用来源于临床……的诱导多能干细胞(iPSCs),生成人类二维皮质神经元和三维皮质类器官

经过充分表征的22q11缺失综合征(22q11DS)个体。细胞和电生理分析显示,22q11DS神经元表现出过度兴奋性、谷氨酸能突触传递减弱以及稳态突触可塑性受损,这些病理生理学特征可能与患者的临床、认知和心理生理学特征相关。对22q11DS皮质类器官中的神经元和突触体进行转录组分析,揭示了免疫通路和突触基因网络的调控失常。mRNA–微RNA整合网络分析发现,突触处的hsa-miR-185-5p和hsa-miR-128-3p协同下调,导致免疫和突触相关转录本的调控异常。在对照神经元中实验性敲低这些微RNA,重现了22q11DS神经元的分子和功能表型,从而确立了其与突触功能障碍及可塑性受损之间的机制性联系。总体而言,这些发现勾勒出一个多模态机制框架,将22q11DS的遗传易感性、突触病理和精神病外显率联系起来,并将调控失常的突触微RNA定位为神经发育网络的枢纽调控因子和潜在治疗靶点。

利益冲突声明

作者声明不存在利益冲突。

已声明的资助方信息

美国国立卫生研究院(NIH)共同基金,

https://ror.org/001d55x84

,R01MH139822

,R01MH121102

,R01AG065611

,R21MH132012

,R01MH117315

,UL1TR002378

脑与行为研究基金会(BBRF)

,33517

结节性硬化症联盟,

https://ror.org/02gegq725

,1340014

埃默里大学医学院精神病学与行为科学系一般支持基金

版权

本预印本的版权持有人为作者/资助方,其已授予bioRxiv许可,以

永久展示该预印本。

本预印本依据

CC-BY-NC-ND 4.0 国际许可协议

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关键词:22q11.2缺失综合征 · 突触微小RNA · 谷氨酸能突触传递 · 稳态突触可塑性 · 皮质类器官 · 精神分裂症

原文链接:https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.10.13.758925v1?rss=1