來自美國梅奧診所(Mayo Clinic)的科學家們構建出了一種新型小鼠,其顯示出與肌萎縮側索硬化癥(ALS,又稱漸凍人癥)和額顳癡呆(FTD)最常見的遺傳形式相關的一些癥狀和神經退行性變。ALS和FTD這兩種疾病都是由于C9ORF72基因突變引起。這項研究發布在近期的《科學》(Science)雜志上。
美國有3萬多ALS患者,ALS破壞了控制包括說話、行走、呼吸和吞咽等基本動作的神經。而FTD位列在阿爾茨海默氏癥之后,是最常見的早發性癡呆形式。性格、行為和語言改變是該病的特征,其是由大腦額、顳葉神經元損失所導致。C9ORF72基因突變的患者表現與這兩種疾病相關的所有或部分癥狀。
論文的資深作者、梅奧診所神經科學系教授Leonard Petrucelli博士說:“我們的小鼠模型顯示出在攜帶C9ORF72突變的患者中看到的一些ALS和FTD癥狀及病理。這些小鼠有可能大大增進我們對ALS和FTD的認識,加速開發出有效的治療方法。”
為了構建出這一模型,Petrucelli研究組成員、梅奧診所研究所Jeannie Chew將一種致病版本的C9ORF72基因注入到新生小鼠腦內。隨著小鼠年齡的增長,它們變得過度活躍、焦慮和孤僻,此外還顯示出與患者的某些癥狀相似的運動問題。這些小鼠的大腦比正常要小,控制受累行為的腦區域有著較少的神經元。科學家們還發現這些小鼠的大腦具有兩種疾病的一些關鍵標志,包括有毒的RNA聚集體及TDP-43——很早以前人們就已經知道TDP-43蛋白在大多數的ALS和FTD病例中出錯。
NIH下屬國家神經疾病與中風研究所項目主任Margaret Sutherland博士說:“這是該領域取得的一個重大的進展。科學家們一直試圖構建出小鼠來精確地模擬與這些形式的ALS和FTD相關的病理學。這一小鼠模型將成為有價值的工具用于開發針對這些破壞性疾病的治療方法。”
C9ORF72基因是由6個DNA堿基的重復序列編碼。致病C9ORF72使得這一重復序列過長而導致RNA累積,或簇聚成為稱作RNA凝集體(RNA foci)的結構,或導致患者大腦和脊髓中生成異常的c9RAN蛋白。科學家們在這些小鼠的大腦中發現了這兩種物質。他們還發現了攜帶C9ORF72突變的患者的另一個病理學標志——TDP-43蛋白質團塊(包涵體)。
Petrucelli說:“在這些小鼠中發現TDP-43出乎我們的意外。盡管我們還不知道RNA凝集體和c9RAN蛋白與TDP-43異常的關聯,但借助于我們的新動物模型,我們現在找到了一條途徑來闡明它。”
Petrucelli博士和他的研究小組認為,這些研究結果是朝著開發出針對這些形式的ALS、FTD以及其他神經退行性疾病的治療方法邁出的重要一步。
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