核蛋白TAR DNA/RNA结合蛋白43与小鼠肌萎缩侧索硬化症的关系

目的 利用HB9启动子构建小鼠脊髓运动神经元特异表达人类TAR DNA/RNA结合蛋白43(hTDP-43)突变转基因小鼠,建立肌萎缩侧索硬化症(ALS)疾病模型,探究hTDP-43突变导致ALS发生的机制.方法 体外构建HB9启动子连接突变hTDP-43载体,通过原核注射制备并筛选阳性转基因小鼠品系(Q331K位点和M337V位点突变各8～10只).通过步态分析、转棒疲劳仪实验和悬挂实验检测小鼠运动能力;通过免疫组织化学法、免疫荧光染色和 Western blotting 分别检测 hTDP-43、磷酸化 hTDP-43(p-hTDP-43),Caspase-3、剪切 Caspase-3(cleaved Caspase-3)、泛素蛋白、β-微管蛋白Ⅲ(Tuj1)、Ki67和细胞周期依赖性激酶5(CDK5)蛋白的表达情况.结果 脊髓运动神经元表达突变hTDP-43蛋白的转基因小鼠双后肢向躯干侧回缩,运动机能随月龄增加呈现进程性减退.转基因小鼠脊髓运动神经元可见hTDP-43,p-hTDP43,Caspase-3,cleaved Caspase-3阳性染色和泛素蛋白阳性包涵体,体外分离培养脊髓胸腰段运动神经元发现hTDP-43和泛素蛋白共定位于胆碱乙酰基转位酶(ChAT)阳性的运动神经元,并伴随CDK5异位表达.结论 小鼠脊髓运动神经元表达突变的hTDP-43蛋白,可促使分化的成熟神经元重新进入细胞周期,导致ALS发生.