神经退行性疾病（NDs）是一类以神经元进行性损伤、认知与运动功能衰退为特征的复杂疾病，包括阿尔茨海默病、帕金森病、肌萎缩性脊髓侧索硬化症等。随着人口老龄化加剧，这类疾病的发病率持续上升，给全球健康带来沉重负担。由于其致病机制涉及多因素交织的复杂网络，传统单一维度的研究难以全面解析。多组学技术通过整合基因组学、转录组学、蛋白质组学、代谢组学等多层级数据，为破解疾病本质、开发新型诊疗策略提供了全新视角。
一、神经退行性疾病的病理特征：多组学研究的核心对象
神经退行性疾病的病理机制呈现高度复杂性，涉及多个相互关联的生物学过程，这些过程共同构成了多组学技术的研究靶标。
1. 蛋白质异常聚集
蛋白质的错误折叠与聚集是这类疾病的标志性特征。例如，阿尔茨海默病中 β 淀粉样蛋白形成的斑块和 tau 蛋白过度磷酸化形成的缠结；帕金森病中 α- 突触核蛋白聚集形成的路易小体；肌萎缩性脊髓侧索硬化症中 TDP-43 蛋白的胞内沉积等。这些异常蛋白不仅直接破坏神经元结构与功能，还会通过触发一系列连锁反应加剧病变。
2. 神经炎症与免疫失衡
神经炎症是疾病进展的关键驱动因素。小胶质细胞和星形胶质细胞的异常激活会释放大量促炎因子，引发慢性炎症反应。这种炎症环境一方面直接损伤神经元，另一方面抑制内源性修复机制，形成 “炎症 - 损伤” 的恶性循环。例如，阿尔茨海默病患者脑内的异常蛋白沉积可激活免疫相关信号通路，促进促炎因子释放，加速突触丢失和认知衰退。
3. 代谢紊乱与能量失衡
线粒体功能异常导致的能量代谢紊乱是疾病的早期事件。神经元对能量需求极高，线粒体功能障碍会直接导致能量生成不足、活性氧积累，进而引发氧化应激和细胞凋亡。研究发现，多种神经退行性疾病中均存在代谢异常，如葡萄糖代谢率降低、神经递质合成紊乱等，这些变化与疾病进展密切相关。
二、多组学技术在神经退行性疾病研究中的协同应用
多组学技术通过联合分析不同层级的分子数据，从基因、RNA、蛋白质、代谢物等多个维度构建疾病的分子图谱，克服了单一组学的局限性。
1. 基因组学与表观基因组学：解析遗传基础
基因组学研究已发现多个与神经退行性疾病相关的风险基因，这些基因的变异可能影响蛋白质功能或表达调控。表观基因组学则进一步揭示了 DNA 甲基化、组蛋白修饰等表观遗传调控在疾病中的作用。例如，某些基因的甲基化异常可导致蛋白质过度产生，而组蛋白修饰的改变可能影响相关基因的表达水平。二者结合不仅能明确遗传风险位点，还能阐明环境因素如何通过表观调控影响疾病进展。
2. 转录组学：捕捉基因表达动态
转录组学可全面反映疾病状态下基因表达的变化，包括 mRNA 和非编码 RNA 的表达异常。例如，在阿尔茨海默病中，与蛋白剪切相关的基因表达上调，而突触功能相关基因表达下调。单细胞转录组学的应用更实现了细胞异质性的解析，通过分离不同类型的脑细胞，可发现特定细胞群体中基因表达的特异性变化，为靶向细胞亚型的治疗提供依据。此外，环状 RNA、microRNA 等非编码 RNA 的调控作用也通过转录组学被逐步揭示。
3. 蛋白质组学：揭示蛋白网络失衡
蛋白质组学可系统鉴定疾病中的异常蛋白及其翻译后修饰（如磷酸化、泛素化）。例如，定量蛋白质组学发现某些疾病患者脑脊液中特定蛋白的水平变化，这些变化已成为临床诊断的重要参考；而蛋白质翻译后修饰的异常可能与其聚集能力或功能异常密切相关。通过分析蛋白质相互作用网络，还可发现关键调控节点，为理解疾病机制提供线索。
4. 代谢组学：捕捉小分子代谢特征
代谢组学通过分析血液、脑脊液或脑组织中的小分子代谢物（如氨基酸、脂质、神经递质），反映疾病状态下的代谢变化。例如，某些疾病中可见葡萄糖代谢异常、神经递质前体水平改变等，这些代谢特征不仅可作为疾病进展的监测指标，还能揭示能量代谢、神经递质合成等通路的异常。
三、多组学数据整合：从基础研究到临床应用
多组学的核心价值在于数据整合，通过构建 “基因 - 转录 - 蛋白 - 代谢” 的调控网络，实现从分子机制到临床应用的跨越。
1. 发现新型生物标志物
单一标志物的诊断效能往往有限，而多组学整合可筛选出具有高特异性和敏感性的标志物组合。例如，联合基因组特征、蛋白质水平和代谢物变化，可显著提高疾病早期诊断的准确率，为尽早干预提供可能。
2. 揭示疾病亚型与异质性
神经退行性疾病存在显著的临床异质性，多组学可通过分子特征对患者进行分型。不同亚型可能对应不同的治疗响应和预后，这为个体化治疗奠定了基础，有助于制定更精准的治疗策略。
3. 指导治疗靶点开发
多组学网络分析可识别疾病关键调控节点，为药物研发提供新靶点。例如，通过整合多组学数据，发现某些参与炎症信号通路或代谢调控的分子可能成为潜在治疗靶点，为开发新型药物提供方向。
四、挑战与展望
尽管多组学技术为神经退行性疾病研究带来突破，但其应用仍面临挑战：样本异质性、数据标准化不足、分析算法复杂等。未来，随着单细胞多组学、空间多组学技术的发展，将实现更精细的分子解析；结合人工智能算法的深度挖掘，有望进一步提升数据整合效率和临床转化价值。
多组学技术正逐步打破神经退行性疾病研究的壁垒，通过系统解析疾病的分子网络，为早期诊断、精准分型和靶向治疗提供全新策略。随着技术的不断成熟，其在这类疾病防治中的应用将迎来更广阔的前景。
乐备实是国内专注于提供高质量蛋白检测以及组学分析服务的实验服务专家，自2018年成立以来，乐备实不断寻求突破，公司的服务技术平台已扩展到单细胞测序、空间多组学、流式检测、超敏电化学发光、Luminex多因子检测、抗体芯片、PCR Array、ELISA、Elispot、多色免疫组化等30多个，建立起了一套涵盖基因、蛋白、细胞以及组织水平实验的完整检测体系。
我们可提供从样本运输、储存管理、样本制备、样本检测到检测数据分析的全流程服务。凭借严格的实验室管理流程、标准化实验室操作、原始数据储存体系以及实验项目管理系统，已经为超过3000家客户单位提供服务，年检测样本超过100万，受到了广大客户的信任与支持。
沪公网安备31011502400759号
营业执照(三证合一)
