帕金森病的确切病因仍然未知，但是科学家在帕金森病病理学中已经确定了几种分子机制，其中包括神经炎症、线粒体功能障碍、蛋白质降解功能障碍和α-突触核蛋白（α-synuclein）病理学。该疾病的主要特征包括多巴胺能神经元的丢失以及路易小体和路易神经突起的出现。多巴胺能神经元的丢失以及随之而来的多巴胺水平的降低，是引起帕金森病典型运动症状的原因。目前尚无治疗帕金森病的方法，目前的治疗目标是通过多巴胺替代疗法和手术来缓解运动症状。

帕金森病的最大危险因素是衰老，但是一些环境因素，如毒素和杀虫剂，也会增加帕金森病的风险。就发病年龄，疾病进展和运动症状而言，与LRRK2相关的帕金森病在临床上最接近于散发性疾病。此外，GBA（葡萄糖基神经酰胺酶β）基因突变是迄今为止发现的帕金森病最重要危险因素。GBA突变导致患病风险增加的分子机制是当前大量研究工作的重点。

星形胶质细胞是神经胶质细胞，是人脑中最丰富的细胞类型。长期以来人们一直认为星形胶质细胞仅作为神经元的支持细胞，但如今人们知道星形胶质细胞的作用要广泛得多。迄今为止，只有少数研究使用了从帕金森病患者体内获得的iPSC衍生星形胶质细胞。

在这项研究中，科学家使用了来自两名患有LRRK2基因突变的帕金森病患者的iPSC衍生星形胶质细胞，其中一名患者还伴有GBA突变，以进一步表征帕金森病星形胶质细胞表型。

帕金森病患者的星形胶质细胞产生的α-突触核蛋白（α-synuclein）水平显著升高，这种蛋白在帕金森病患者的大脑中积累。由α-突触核蛋白积累引起的关键病理特征之一是钙稳态的破坏，并且该研究表明在帕金森病中，星形胶质细胞中钙水平升高。

由于炎症是帕金森病病理的重要因素，因此该团队研究了星形胶质细胞对炎症刺激的反应。研究发现，与对照组星形胶质细胞相比，帕金森病患者的星形胶质细胞对炎症刺激高度敏感，并对炎症激活也更为敏感。此外，帕金森病星形胶质细胞线粒体功能改变，线粒体DNA拷贝数减少，而且帕金森病星形胶质细胞的多胺和多胺前体水平增加，而溶血磷脂酰乙醇胺水平降低，这两种情况在关于帕金森病患者大脑的研究中均有报道。

研究结果表明LRRK2和GBA突变型星形胶质细胞可能会导致帕金森病的发展，并为了解星形胶质细胞在帕金森病发病机理中的作用提供了新的见解。

比较基因组学及分子进化中的统计分析方法研究背景

比较基因组学是从进化的角度分析不同物种的基因组数据，并分析基因功能、疾病和表型的遗传机制。随着高通量测序技术的发展和海量基因组数据的积累，越来越多的物种在种内水平上拥有多个样本种群基因组数据。如果能将多物种群体水平的遗传多态性与物种水平的进化结合起来，将有助于分析物种(尤其是近缘种)生产过程中的适应性进化和表型形成机制。如何运用统计学模型和方法有效地进行数据挖掘和比较基因组分析，成为制约进化基因组学发展的关键因素。

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课程大纲

案例图示

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