B6-hTARDBP小鼠在漸凍癥ALS研究TDP-43蛋白病模型中的應用
漸凍癥病例中，TDP-43蛋白的病理性異常幾乎普遍存在，無論TARDBP基因是否突變。這表明，TDP-43在漸凍癥進展中發揮了關鍵作用，是一種廣泛性的病理標志和極具潛力的治療靶點。
漸凍癥
肌萎縮性脊髓側索硬化癥（ALS），俗稱“漸凍癥”，是一種致命的神經退行性疾病，其主要特征是控制肌肉運動和呼吸的上下運動神經元（MNs）在中樞神經系統內逐漸退化和死亡，導致肌肉逐步衰弱和萎縮。大多數ALS患者在癥狀首次出現后的三到五年內因無法自主呼吸而死亡[1-2]。約三分之二的家族性ALS病例和十分之一的散發性ALS病例與基因突變相關，包括SOD1、TARDBP、ALS2、C9ORF72和FUS等基因[3]。
根據上下運動神經元（UMN&LMN）不同的功能障礙類型，對ALS亞型和FTD的發展階段進行劃分[3]
TDP-43蛋白聚集與ALS的關系
TAR DNA結合蛋白43（TDP-43）是由TARDBP基因編碼的核蛋白，參與RNA的加工、轉運和代謝，以及蛋白質進入細胞核、晝夜節律和蛋白穩定性的調節。TDP-43通常定位于細胞核，并能在細胞核和細胞質之間穿梭。在部分ALS和FTD患者中，TARDBP基因突變會導致TDP-43蛋白從細胞核轉移到細胞質，并形成包涵體團塊，這些團塊會干擾TDP-43的正常功能，產生毒性并阻礙細胞過程，最終導致細胞死亡[4-5]。更為重要的是，無論是否存在TARDBP突變，幾乎所有的ALS病例中都能觀察到TDP-43蛋白的病理性異常。實際上，TDP-43蛋白是ALS患者死后組織中蛋白聚集體的主要成分，這表明TDP-43在多種形式的ALS中都起著關鍵作用，是一種廣泛性的病理標志和極具潛力的治療靶點[5]。
![圖1 根據上下運動神經元（UMN&LMN）不同的功能障礙類型，對ALS亞型和FTD的發展階段進行劃分[3]](/imgatl/2024/2024031956896180.png)
TDP-43蛋白失調導致運動神經元（MN）功能障礙和神經肌肉接頭（NMJ）破壞的潛在機制[5]
TDP-43靶向治療
與其他神經退行性疾病的治療現狀相似，ALS的藥物研發面臨著重大挑戰。目前，研究的重點之一是針對TARDBP基因或TDP-43蛋白，但尚未有針對TDP-43的療法能成功減緩或逆轉疾病進程。TDP-43蛋白靶向治療主要采取兩種策略：一是抑制TDP-43蛋白聚集體的形成或清除已形成的聚集體，二是誘導病理性TDP-43的降解。此外，還有一些相關策略，如應激顆粒（SG）動力學調節、激活自噬、TDP-43蛋白核胞質穿梭調控、RNA代謝修復以及異常剪接事件糾正等[6-8]。而新興的研究方向則包括利用小核酸藥物糾正TARDBP基因的致病突變，通過AAV載體遞送正確的TARDBP基因拷貝，以及利用CRISPR等技術進行基因治療[9-11]。
已進入臨床階段的TDP-43靶向ALS療法[6]
在進行臨床試驗之前，每種治療方法都需要經過嚴格的臨床前動物評估，且不同的治療方法需要使用不同類型的動物模型。在TDP-43蛋白病和肌萎縮性脊髓側索硬化癥（ALS）研究領域，賽業生物可提供多種轉基因、過表達或點突變的疾病模型，以滿足抗體、小分子和多肽等傳統藥物的研發評估需求。賽業生物已成功開發出小鼠Tardbp基因人源化的B6-hTARDBP小鼠模型（產品編號：C001418），此模型可用于構建熱門致病點突變的人源化模型，以適應CRISPR、ASO、siRNA和miRNA等新興療法的研究需求。以下是該模型的詳細信息。
B6-hTARDBP小鼠成功表達人源TARDBP基因
RT-qPCR檢測結果顯示，與野生型小鼠相比，B6-hTARDBP小鼠成功表達人源TARDBP基因且不表達小鼠Tardbp基因。
野生型小鼠（WT）和B6-hTARDBP小鼠（hTARDBP）體內基因表達的檢測
B6-hTARDBP小鼠大腦成功表達人源TDP-43蛋白
Western Blot檢測結果表明，B6-hTARDBP小鼠腦部存在顯著的人源TDP-43蛋白表達。其表達水平與在神經系統中過表達TARDBP*A315T突變基因的Tg(TARDBP*A315T)轉基因小鼠相近。
大腦組織中人源TDP-43蛋白（hTDP-43）表達的檢測
B6-hTARDBP小鼠脊髓廣泛分布著人源TDP-43蛋白
免疫組化（IHC）檢測結果顯示，野生型（WT）小鼠的脊髓不表達人源TDP-43蛋白，而在B6-hTARDBP小鼠和Tg(TARDBP*A315T)小鼠的脊髓中，可以檢測到人源TDP-43蛋白的顯著表達及廣泛分布。
脊髓組織中人源TDP-43蛋白的表達和分布檢測
總 結
B6-hTARDBP小鼠模型（產品編號：C001418）能夠有效地表達人源TARDBP基因，而不表達小鼠內源性Tardbp基因。在其腦部和脊髓中，都有顯著的人源TDP-43蛋白表達，其表達水平和分布情況與經典的轉基因模型相似。因此，B6-hTARDBP小鼠模型可用于研究肌萎縮性脊髓側索硬化癥（ALS）和額顳葉癡呆（FTD）等TDP-43蛋白相關的神經退行性疾病。
此外，賽業生物基于自主研發的TurboKnockout融合BAC重組的技術創新，可以提供基于該模型構建的熱門點突變疾病模型，并可根據不同點突變提供定制服務，以滿足廣大研發人員對ALS和FTD疾病藥物篩選和藥效學等實驗的需求。
神經肌肉疾病研究模型推薦：
參考文獻：
[1] Hardiman O, Al-Chalabi A, Chio A, Corr EM, Logroscino G, Robberecht W, Shaw PJ, Simmons Z, van den Berg LH. Amyotrophic lateral sclerosis. Nat Rev Dis Primers. 2017 Oct 5;3:17071.
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[9] ALS News Today. (n.d.). ALS Gene Therapy SOL-257 Targeting TDP-43 Shows Promise in Mouse Model. Retrieved from https://alsnewstoday.com/news/als-gene-therapy-sol-257-targeting-tdp-43-shows-promise-mouse-model/
[10] ALS News Today. (n.d.). Vectory Raises Millions to Advance ALS Antibody Therapy TDP-43. Retrieved from https://alsnewstoday.com/news/vectory-raises-millions-advance-als-antibody-therapy-tdp-43
[11] ALS News Today. (n.d.). Takeda Acquires License for ALS Therapy Aimed at Toxic TDP-43. Retrieved from https://alsnewstoday.com/news/takeda-acquires-license-als-therapy-aimed-toxic-tdp-43/
