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羟基红花黄色素A干预脑缺血再灌注损伤后星形胶质细胞脂质运载蛋白2的表达

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中国组织工程研究 2024年第7期28卷 1063-1069页

作者：刘可心宋丽娟吴艺舸韩光远苗珠月魏汝恒肖保国马存根黄建军山西中医药大学国家中医药管理局多发性硬化益气活血重点研究室/神经生物学研究中心山西省晋中市030619 山西医科大学细胞生理学省部共建教育部重点实验室山西省太原市030001 国药同煤集团总医院神经外科山西省大同市037003 复旦大学神经病学研究所、脑科学研究院和医学神经生物学国家重点实验室上海市200025

背景:缺血性脑卒中严重威胁人类健康,缺血缺氧后星形胶质细胞大量表达脂质运载蛋白2加重脑损伤,但其具体机制并不清楚。羟基红花黄色素A具有抗缺血、抗氧化、抗血栓及抗炎等作用,其是否影响脑缺血缺氧后星形胶质细胞表达脂质运载蛋白2,... 详细信息

背景:缺血性脑卒中严重威胁人类健康,缺血缺氧后星形胶质细胞大量表达脂质运载蛋白2加重脑损伤,但其具体机制并不清楚。羟基红花黄色素A具有抗缺血、抗氧化、抗血栓及抗炎等作用,其是否影响脑缺血缺氧后星形胶质细胞表达脂质运载蛋白2,目前尚不清楚。目的:探究羟基红花黄色素A对脑缺血再灌注损伤后星形胶质细胞中脂质运载蛋白2表达的影响及机制。方法:(1)将30只成年SD大鼠随机分成3组:假手术组、大脑中动脉闭塞再灌注组、羟基红花黄色素A组,后2组建立大脑中动脉闭塞再灌注模型,羟基红花黄色素A组在再灌注后以12 mg/kg的剂量腹腔注射羟基红花黄色素A。采用Longa评分法评估神经功能缺损程度,采用TTC染色法测定脑梗死体积,Western blot和免疫荧光检测JAK2/STAT3通路及脂质运载蛋白2的表达,ELISA法检测白细胞介素1β、白细胞介素6、肿瘤坏死因子α水平。(2)将星形胶质细胞分为4组:正常组、糖氧剥夺复糖氧组、羟基红花黄色素A组、AG490组,后3组建立糖氧剥夺复糖氧模型,在糖氧剥夺期间分别用75μmol/L羟基红花黄色素A、10μmol/L酪氨酸磷酸化抑制剂AG490处理星形胶质细胞8 h,进一步验证羟基红花黄色素A对脂质运载蛋白2的作用机制。结果与结论:(1)与假手术组相比,大脑中动脉闭塞再灌注组大鼠脑梗死体积明显增加,并伴有神经功能损伤加重(P神经功能(P实验糖氧剥夺复糖氧组p-JAK2、p-STAT3、脂质运载蛋白2的表达高于正常组(P<0.01),加入AG490后JAK2、STAT3磷酸化降低,脂质运载蛋白2表达被抑制(P<0.01)。结果表明,羟基红花黄色素A可能通过调控JAK2/STAT3信号通路抑制缺血缺氧后星形胶质细胞中脂质运载蛋白2的表达,从而减轻脑损伤。

关键词：脑缺血星形胶质细胞羟基红花黄色素A 脂质运载蛋白2 JAK2 STAT3

脑型疟炎症微环境诱导星形胶质细胞活化及对神经元损伤的研究

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中国寄生虫学与寄生虫病杂志 2024年第2期42卷 160-168页

作者：仝国栋朱卿昊王军刘晓冉沈燕梁姣李英辉黄豫晓王一赵亚西北大学生命科学学院陕西西安710127 空军军医大学基础医学院微生物与病原生物学教研室陕西西安710032 空军军医大学基础医学院陕西西安710032

目的探索脑型疟发病过程中,星形胶质细胞被脑血管周炎性微环境诱导活化及其机制,及其对神经元损伤的影响。方法4~5周C57BL/6雄性小鼠经腹腔接种5×10^(6)个感染伯氏疟原虫ANKA株的红细胞,7~10 d后死亡,作为实验型脑型疟模型。新生3~5 d... 详细信息

目的探索脑型疟发病过程中,星形胶质细胞被脑血管周炎性微环境诱导活化及其机制,及其对神经元损伤的影响。方法4~5周C57BL/6雄性小鼠经腹腔接种5×10^(6)个感染伯氏疟原虫ANKA株的红细胞,7~10 d后死亡,作为实验型脑型疟模型。新生3~5 d的乳鼠,安乐死后分离脑皮层原代星形胶质细胞;24 h内的乳鼠,安乐死后分离脑皮层原代神经元。以20 ng/mlγ干扰素(IFN-γ)、1 ng/ml肿瘤坏死因子α(TNF-α)和感染疟原虫的小鼠红细胞(pRBC)诱导星形胶质细胞活化,作为活化组,同时设置未处理静息态细胞作为对照组。24 h后用细胞裂解提取液提取总RNA测序,聚类分析生成热图,选取代表性的数个基因绘制小提琴图。ELISA测定细胞培养上清中CXCL10表达水平。分离脑型疟小鼠脾脏CD8^(+)T细胞,与活化的星形胶质细胞共孵育,荧光显微镜下观察免疫突触及与CXCL10抗体共孵育后的CXCL10水平,流式细胞仪检测CD80等分子表达水平。原代神经元加入两组星形胶质细胞培养上清,在MAP2抗体中孵育,设置空白培养基作为空白组,乳酸脱氢酶(LDH)检测试剂盒检测神经元损伤程度,CCK-8试剂盒检测神经元活力。Western blotting检测STAT1、STAT3及其磷酸化分子水平,活化组加入STAT1通路抑制剂氟达拉滨,免疫荧光染色观察神经元形态。采用PRISM Graph Pad 8.0软件进行统计学分析,两两比较采用t检验。结果活化组星形胶质细胞形态由扁平星状变为长梭形,胶质纤维酸性蛋白(GFAP)相对含量为(1.36±0.03),高于对照组的(1.00±0.00)(t=13.33,P神经元相对死亡率为(50.2±2.4)%,高于空白组(0%)和对照组(0%)(t=20.62、20.62,均P神经元相对活力为0.52±0.03,低于空白组(1.00±0.00)和对照组(1.42±0.06)(t=18.92、16.65,均P神经元经活化星形胶质细胞上清刺激后β-淀粉样前体蛋白(β-APP)相对表达量为0.44±0.02,低于空白组(1.00±0.00)和对照组(0.55±0.02)(t=37.28、4.93,均P学意义(t=0.31、0.13,均P>0.05)。Western blotting结果显示,活化组胞浆中STAT1、p-STAT1蛋白相对表达量分别为3.40±1.08、4.00±0.82,均高于对照组(1)(t=3.13、5.13,均P学意义(t=0.27、0.52,均P>0.05)。在活化组胞核中p-STAT1蛋白相对表达量为1.78±0.21,高于对照组(1)(t=5.081,P学意义(t=1.38,均P>0.05)。对MAP2免疫荧光染色结果显示,活化组上清可造成明显的神经元损伤,经STAT1抑制剂处理后损伤得到缓解。结论脑型疟发病过程中血管周炎性微环境可通过STAT1分子诱导神经毒性星形胶质细胞产生,可导致神经元死亡。活化星形胶质细胞与活化的CD8^(+)T细胞相互作用,进一步加重中枢神经系统损伤。

关键词：脑型疟星形胶质细胞 CD8^(+)T细胞神经元炎性微环境

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三带双锯鱼(Amphiprion ocellaris)烟碱型乙酰胆碱受体基因的克隆及生物信息学分析

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基因组学与应用生物学 2024年第7期43卷 1236-1247页

作者：张文哲范瑜轩吴勇罗素兰广西特色生物医药重点实验室广西大学医学院

鱼类的许多生理过程都受到烟碱型乙酰胆碱受体(nicotinic acetylcholine receptors)的调节，如神经肌肉信号传递。在海洋环境中，三带双锯鱼(Amphiprion ocellaris)被芋螺(Conus)捕食的过程与烟碱型乙酰胆碱受体密切相关。本研究以三带... 详细信息

鱼类的许多生理过程都受到烟碱型乙酰胆碱受体(nicotinic acetylcholine receptors)的调节，如神经肌肉信号传递。在海洋环境中，三带双锯鱼(Amphiprion ocellaris)被芋螺(Conus)捕食的过程与烟碱型乙酰胆碱受体密切相关。本研究以三带双锯鱼肌肉、脑、肠道组织的cDNA作为模板，克隆三带双锯鱼烟碱型乙酰胆碱受体不同亚基的基因，在此基础上进行生物信息学分析，同时构建系统进化树。研究结果表明，从三带双锯鱼肌肉组织中克隆得到了烟碱型胆碱能受体α1亚基(cholinergic receptor nicotinic alpha1 subunit,chrna1)和烟碱型胆碱能受体ε亚基(cholinergic receptor nicotinic epsilon subunit,chrne)基因序列；从脑组织中克隆获得烟碱型胆碱能受体α10亚基(cholinergic receptor nicotinic alpha10 subunit,chrna10)基因序列。将得到的基因序列利用Colabfold软件对其编码蛋白的3D结构进行预测，所得结果与已经解析的烟碱型乙酰胆碱受体的结构高度相似。采用荧光定量PCR技术对chrna1、chrne、chrna10基因在三带双锯鱼肌肉、脑、肠组织中的表达水平进行检测，结果显示，chrna1、chrne基因在肌肉组织中的表达量非常高，在脑组织中的表达量非常低，肠道组织中没有检测到表达。chrna10基因在脑组织中的表达量较低，在肌肉、肠道组织中没有检测到表达。系统进化树结果表明不同物种间乙酰胆碱受体的蛋白序列高度保守，三带双锯鱼与模式生物斑马鱼(Danio rerio)几乎同源。

关键词：三带双锯鱼烟碱型胆碱能受体基因克隆生物信息学

三带双锯鱼（Amphiprion ocellaris）乙酰胆碱受体基因克隆及生物信息学分析

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基因组学与应用生物学 2024年

作者：张文哲范瑜轩吴勇罗素兰广西特色生物医药重点实验室广西大学医学院

鱼类的许多生理过程都受到烟碱型乙酰胆碱受体（nicotinic acetylcholine receptors）调节，如神经肌肉信号和副交感神经传递。在海洋环境中，三带双锯鱼（Amphiprion ocellaris）被芋螺（Conus）捕食与烟碱型乙酰胆碱受体密切相关。本... 详细信息

鱼类的许多生理过程都受到烟碱型乙酰胆碱受体（nicotinic acetylcholine receptors）调节，如神经肌肉信号和副交感神经传递。在海洋环境中，三带双锯鱼（Amphiprion ocellaris）被芋螺（Conus）捕食与烟碱型乙酰胆碱受体密切相关。本研究以三带双锯鱼各组织的cDNA作为模板，克隆三带双锯鱼烟碱型乙酰胆碱受体不同亚基的基因，在此基础上进行生物信息学分析，同时构建系统进化树。研究结果表明，从三带双锯鱼肌肉组织中克隆得到了肌肉型烟碱乙酰胆碱受体α1（cholinergic receptor nicotinic alpha1 subunit， chrnα1）和乙酰胆碱受体ε （cholinergic receptor nicotinic epsilon subunit， chrne）基因序列；从脑组织中克隆获得神经性烟碱乙酰胆碱受体α10（cholinergic receptor nicotinic alpha10 subunit， chrnα10）基因序列。将得到的基因序列利用Colabfold软件对其编码蛋白的3D结构进行预测，结果与已经解析的烟碱型乙酰胆碱受体的结构高度相似。采用荧光定量PCR技术对chrna、chrne、chrna10基因在三带双锯鱼肌肉、脑、肠组织中的表达水平进行检测，结果显示，肌肉组织中chrna、chrne基因表达量非常高，而chrna10基因在脑组织中的表达量较低，在肌肉、肠道中均没有表达。进化树结果表明不同物种间乙酰胆碱受体序列高度保守，与模式生物斑马鱼（Danio rerio）几乎同源。

关键词：三带双锯鱼基因克隆烟碱型乙酰胆碱受体

卡马西平对三叉神经痛大鼠三叉神经节及血清中BDNF表达变化的影响

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中南大学学报（医学版） 2024年第1期49卷 11-20页

作者：宋玉丰周敏熊嘉文黄若瑜沈文浩占婷谢玉婷高云熊伟南昌大学附属口腔医院预防保健科江西省口腔生物医学重点实验室江西省口腔疾病临床医学研究中心南昌330006 南昌大学基础医学院生理教研室南昌330006

目的:三叉神经痛(trigeminal neuralgia,TN)是一种严重的慢性神经病理性疼痛,主要影响三叉神经分布区域,临床治疗效果不佳。TN的治疗方法众多,但目前临床上主要是通过服用卡马西平(carbamazepine,CBZ)来抑制疼痛。脑源性神经营养因子(br... 详细信息

目的:三叉神经痛(trigeminal neuralgia,TN)是一种严重的慢性神经病理性疼痛,主要影响三叉神经分布区域,临床治疗效果不佳。TN的治疗方法众多,但目前临床上主要是通过服用卡马西平(carbamazepine,CBZ)来抑制疼痛。脑源性神经营养因子(brain-derived neurotrophic factor,BDNF)和慢性痛密切相关。本研究通过慢性压迫性损伤眶下神经(chronic constriction injury of the infraorbital nerve,ION-CCI)大鼠模型观察CBZ处理对TN大鼠三叉神经节(trigeminal ganglion,TG)和血清中BDNF表达的影响。方法:建立雄性SD大鼠ION-CCI模型,并将其随机分为假手术(sham)组、TN组、TN+低剂量(20 mg/kg)CBZ处理组、TN+中剂量(40 mg/kg)CBZ处理组、TN+高剂量(80 mg/kg)CBZ处理组。在手术前后定时测量各组大鼠的面部机械痛阈(mechanical pain threshold)。使用实时聚合酶链反应技术测定各组大鼠TG中BDNF及酪氨酸激酶受体B(tyrosine kinase receptor B,TrkB)的mRNA含量,免疫荧光技术观察各组大鼠TG中BDNF蛋白质在神经元上的表达情况,蛋白质印迹法检测各组大鼠TG中BDNF、TrkB、细胞外调节蛋白激酶(extracellular regulated protein kinases,ERK)及磷酸化的细胞外调节蛋白激酶(phospho-extracellular regulated protein kinases,p-ERK)的蛋白质表达变化,酶联免疫吸附试验(enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)检测各组大鼠血清中BDNF的表达变化。结果:行为学检测结果表明:手术前,各组大鼠右侧面部感觉区域的机械痛阈差异均无统计学意义(均P>0.05);术后第3天开始,TN组大鼠机械痛阈与sham组相比均明显降低(均P神经元特异性核蛋白(neuron-specific nuclear protein,NeuN)主要共表达在神经元上,与sham组比较BDNF和NeuN水平升高(P<0.05),TN+20 mg/kg CBZ处理组、TN+40 mg/kg CBZ处理组、TN+80 mg/kg CBZ处理组与TN组大鼠比较二者表达均降低(均P<0.05)。ELISA检测结果显示:TN组大鼠血清中BDNF的水平较sham组显著升高(P<0.05),TN+20 mg/kg CBZ处理组、TN+40 mg/kg CBZ处理组、TN+80 mg/kg CBZ处理组均较TN组大鼠降低(均P<0.05)。Spearman相关分析显示血清中BDNF水平与机械痛阈呈负相关(r=−0.650,P<0.01)。结论:CBZ处理可以抑制TN大鼠TG中BDNF及其受体TrkB的表达,降低TN大鼠血清中BDNF水平及ERK信号通路磷酸化水平,进而抑制TN。可以考虑将血清中BDNF水平作为诊断TN和评估预后的指标。

关键词：三叉神经痛三叉神经节脑源性神经营养因子酪氨酸激酶受体B 卡马西平

模式生物果蝇在中医药现代研究中的优势与应用前景

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中国中药杂志 2024年

作者：何丽张永宣李泊潼秦玉洁吴依凡刘永琦修明慧和建政甘肃中医药大学公共卫生学院甘肃中医药大学基础医学院敦煌医学与转化教育部重点实验室

中医药具有多种活性成分，生物活性多样，毒副作用小且不宜耐药，被广泛应用于防治各种疾病。经典模式生物黑腹果蝇以其生命周期短、生理结构简单、培养成本低及操作简便等优势，借助转基因和基因定点敲除等基因调控技术在中医药现代研... 详细信息

中医药具有多种活性成分，生物活性多样，毒副作用小且不宜耐药，被广泛应用于防治各种疾病。经典模式生物黑腹果蝇以其生命周期短、生理结构简单、培养成本低及操作简便等优势，借助转基因和基因定点敲除等基因调控技术在中医药现代研究中得到了广泛应用。该文以炎症性肠病、衰老、肿瘤、神经退行性疾病、睡眠障碍等疾病为例概述果蝇在中医药现代研究中的研究进展，以期为模式生物果蝇在中医药领域的研究应用提供新的方法和技术。

关键词：黑腹果蝇中医药现代研究炎症性肠病衰老肿瘤神经退行性疾病睡眠障碍

基于空间域与频域特征自适应融合和类间边界区域增强的三维海马分割

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解剖学报 2024年第1期55卷 73-81页

作者：白贺滕野冯蕾孟海伟汤煜春刘树伟山东大学基础医学院解剖学与神经生物学系断层解剖学与数字人研究院济南250012 山东大学脑与类脑科学研究院济南250012

目的海马萎缩是诊断阿尔茨海默病等诸多精神疾病的临床重要标志,因此准确分割海马是一个重要的科学问题。随着深度学习的发展,人们提出了大量先进的自动分割方法。然而,由于MRI中各种噪声的影响以及海马不同类别之间不清晰的边界,三维... 详细信息

目的海马萎缩是诊断阿尔茨海默病等诸多精神疾病的临床重要标志,因此准确分割海马是一个重要的科学问题。随着深度学习的发展,人们提出了大量先进的自动分割方法。然而,由于MRI中各种噪声的影响以及海马不同类别之间不清晰的边界,三维海马分割仍然具有挑战性。因此本文旨在提出新的自动分割方法来更精确地分割海马头、体、尾。方法为了克服这些挑战,本文提出了两个策略。一种是空间域与频域特征自适应融合策略,通过快速傅立叶变换和卷积自动选择合适的频率组合,减少噪声对特征提取的影响。另一种是类间边界区域增强策略,它允许网络通过加权每个类之间边界区域的损失函数来增强对边界区域的学习,以达到精确定位边界和调节海马头、体、尾大小的目的。结果在50例青少年大脑MRI数据集上进行的实验表明,我们的方法实现了较先进的海马分割,海马头、体、尾相较于现有的方法都取得了一定的提升。消融实验证明我们提出的两种策略有效,我们还在260例Task04_Hippocampus数据集上验证了网络具有强大的泛化能力,说明本文提出的方法可用于更多的海马分割场景。结论我们提出的方法可以帮助临床医生更清楚地观测海马萎缩,并完成更精确的病情诊断和追踪。

关键词：空间域与频域特征自适应融合类间边界区域增强医学图像分割海马分割人

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产热脂肪细胞中线粒体代谢适应的调节

中国生物化学与分子生物学报 2024年第7期40卷 897-906页

作者：崔轩施亭潘东宁上海交通大学医学院附属第一人民医院临床研究院上海200080 复旦大学基础医学院代谢分子医学教育部重点实验室上海200030

伴随经济的快速发展和人类生活水平的提高,肥胖、2型糖尿病、非酒精性脂肪肝等各种代谢功能紊乱疾病已成为我国重要的公共卫生问题。产热脂肪细胞含有丰富的线粒体以及解偶联蛋白1(uncoupling protein 1,UCP1),可通过消耗甘油三酯和葡... 详细信息

伴随经济的快速发展和人类生活水平的提高,肥胖、2型糖尿病、非酒精性脂肪肝等各种代谢功能紊乱疾病已成为我国重要的公共卫生问题。产热脂肪细胞含有丰富的线粒体以及解偶联蛋白1(uncoupling protein 1,UCP1),可通过消耗甘油三酯和葡萄糖并以非颤抖性产热的方式来维持哺乳动物核心体温,鉴于产热过程增加体内能量消耗,因此,激活产热脂肪成为防治糖脂代谢紊乱性疾病的重要研究方向。线粒体作为产热脂肪细胞中功能高度保守的细胞器,在产热激活和失活过程中出现代谢适应性的改变以响应产热能力的变化,而产热脂肪细胞中线粒体代谢适应的失调则可能造成产热能力损伤,甚至全身代谢紊乱。本文概述了近年来报道的产热脂肪细胞线粒体多方面的灵活重塑,包括线粒体动力学变化、磷脂和嵴的重塑以及线粒体活性氧水平和氧化应激等方面,全面地总结了相关的调控因子,最后对脂肪细胞产热能力的维持提供了深入的见解,展望了未来有关产热脂肪细胞线粒体的研究方向,以期为开发靶向新药以激活脂肪产热来对抗代谢性疾病提供理论参考。

关键词：产热脂肪组织线粒体动力学蛋白质质量控制嵴线粒体应激

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正常和帕金森病患者基底神经节的转录差异分析

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解剖学报 2024年第4期55卷 482-492页

作者：俎高钰李凤娇咸伟伟郭旸洋赵百成李文生尤琳雅复旦大学基础医学院人体解剖学与组织学胚胎学系上海200032 上海市医学图像处理与计算机辅助手术重点实验室上海200032

目的分析人基底神经节各核团的分子标志物以及不同核团间、不同性别、疾病相关的差异表达,探讨差异表达基因的生物学功能。方法针对来源于10具人尸脑45个基底神经节核团样本,按是否有神经疾病分为对照组和帕金森病组,对照组按性别分为... 详细信息

目的分析人基底神经节各核团的分子标志物以及不同核团间、不同性别、疾病相关的差异表达,探讨差异表达基因的生物学功能。方法针对来源于10具人尸脑45个基底神经节核团样本,按是否有神经疾病分为对照组和帕金森病组,对照组按性别分为女性和男性组,提取各样本RNA进行高通量转录组测序。生物信息学分析鉴定对照组各核团的分子标志物、不同核团间、不同性别以及帕金森病相关的差异表达基因,并对差异表达基因进行基因富集分析和功能注释。结果测序分析发现,top差异表达基因包含尾状核的DRD1、FOXG1、FAM183A;黑质的SLC6A3、EN1、SLC18A2、TH;苍白球的MEPE、FGF10;底丘脑的SLC17A6、PMCH、SHOX2等。其中,壳核top差异表达基因与尾状核存在部分重叠,如DRD1、FOXG1等。对照组不同核团间鉴定出大量差异表达基因,尾状核与苍白球间存在数量最多的差异表达基因(9321),其次是壳核与苍白球间(6341),尾状核与黑质间(6054)。黑质与底丘脑间存在数量最少的差异表达基因(44)。基因富集分析发现,尾状核与苍白球间下调基因显著富集在神经元髓鞘形成、细胞迁移调节等;壳核与苍白球上调基因富集在化学突触传递、膜电位调节、金属离子转运、神经递质转运等,而下调基因富集在神经元髓鞘形成、细胞黏附等;尾状核与黑质上调基因富集在化学突触传递、轴突传导等,而下调基因富集在神经元髓鞘形成等。另外,尾状核、壳核、黑质、苍白球和底丘脑分别鉴定到性别差异上调基因468、548、1402、333和341个,以及下调基因756、988、2532、444和1372个。基因富集分析发现,上调基因大多富集在免疫反应相关通路,下调基因富集在化学突触传递等。最后,尾状核、壳核、黑质、苍白球和底丘脑分别鉴定出帕金森病特异上调基因709、852、276、507和416个,以及下调基因830、2014、1218、836和1730个。基因富集分析发现,上调基因大多富集在凋亡信号调节,下调基因大多富集在化学突触传递、动作电位调节等。结论我们发现并分析了人基底神经节不同核团的分子标志物、核团间差异、性别差异和帕金森病的相关差异。

关键词：基底神经节帕金森病高通量转录组测序差异表达分析人