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B6-hTARDBP小鼠在漸凍癥ALS研究TDP-43蛋白病模型中的應(yīng)用

瀏覽次數(shù):410 發(fā)布日期:2024-3-14  來源:本站 僅供參考,謝絕轉(zhuǎn)載,否則責(zé)任自負(fù)
本期新品上架欄目介紹的是TDP-43蛋白病研究模型—B6-hTARDBP小鼠(產(chǎn)品編號(hào):C001418),全文字?jǐn)?shù)較多,對(duì)小鼠感興趣的朋友們可以直接下滑至后半部分查看相關(guān)介紹!

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(jìn)展中發(fā)揮了關(guān)鍵作用,是一種廣泛性的病理標(biāo)志和極具潛力的治療靶點(diǎn)。

漸凍癥
肌萎縮性脊髓側(cè)索硬化癥(ALS),俗稱“漸凍癥”,是一種致命的神經(jīng)退行性疾病,其主要特征是控制肌肉運(yùn)動(dòng)和呼吸的上下運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元(MNs)在中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)逐漸退化和死亡,導(dǎo)致肌肉逐步衰弱和萎縮。大多數(shù)ALS患者在癥狀首次出現(xiàn)后的三到五年內(nèi)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(fā)性ALS病例與基因突變相關(guān),包括SOD1、TARDBP、ALS2、C9ORF72和FUS等基因[3]。
 

B6-hTARDBP小鼠
根據(jù)上下運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元(UMN&LMN)不同的功能障礙類型,對(duì)ALS亞型和FTD的發(fā)展階段進(jìn)行劃分[3]


TDP-43蛋白聚集與ALS的關(guān)系
TAR DNA結(jié)合蛋白43(TDP-43)是由TARDBP基因編碼的核蛋白,參與RNA的加工、轉(zhuǎn)運(yùn)和代謝,以及蛋白質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞核、晝夜節(jié)律和蛋白穩(wěn)定性的調(diào)節(jié)。TDP-43通常定位于細(xì)胞核,并能在細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)之間穿梭。在部分ALS和FTD患者中,TARDBP基因突變會(huì)導(dǎo)致TDP-43蛋白從細(xì)胞核轉(zhuǎn)移到細(xì)胞質(zhì),并形成包涵體團(tuán)塊,這些團(tuán)塊會(huì)干擾TDP-43的正常功能,產(chǎn)生毒性并阻礙細(xì)胞過程,最終導(dǎo)致細(xì)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(shí)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(guān)鍵作用,是一種廣泛性的病理標(biāo)志和極具潛力的治療靶點(diǎn)[5]
 
圖1 根據(jù)上下運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元(UMN&LMN)不同的功能障礙類型,對(duì)ALS亞型和FTD的發(fā)展階段進(jìn)行劃分[3]
TDP-43蛋白失調(diào)導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元(MN)功能障礙和神經(jīng)肌肉接頭(NMJ)破壞的潛在機(jī)制[5]


TDP-43靶向治療
與其他神經(jīng)退行性疾病的治療現(xiàn)狀相似,ALS的藥物研發(fā)面臨著重大挑戰(zhàn)。目前,研究的重點(diǎn)之一是針對(duì)TARDBP基因或TDP-43蛋白,但尚未有針對(duì)TDP-43的療法能成功減緩或逆轉(zhuǎn)疾病進(jìn)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(dǎo)病理性TDP-43的降解。此外,還有一些相關(guān)策略,如應(yīng)激顆粒(SG)動(dòng)力學(xué)調(diào)節(jié)、激活自噬、TDP-43蛋白核胞質(zhì)穿梭調(diào)控、RNA代謝修復(fù)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(shù)進(jìn)行基因治療[9-11]。
 

B6-hTARDBP小鼠
已進(jìn)入臨床階段的TDP-43靶向ALS療法[6]


在進(jìn)行臨床試驗(yàn)之前,每種治療方法都需要經(jīng)過嚴(yán)格的臨床前動(dòng)物評(píng)估,且不同的治療方法需要使用不同類型的動(dòng)物模型。在TDP-43蛋白病和肌萎縮性脊髓側(cè)索硬化癥(ALS)研究領(lǐng)域,賽業(yè)生物可提供多種轉(zhuǎn)基因、過表達(dá)或點(diǎn)突變的疾病模型,以滿足抗體、小分子和多肽等傳統(tǒng)藥物的研發(fā)評(píng)估需求。賽業(yè)生物已成功開發(fā)出小鼠Tardbp基因人源化的B6-hTARDBP小鼠模型(產(chǎn)品編號(hào):C001418),此模型可用于構(gòu)建熱門致病點(diǎn)突變的人源化模型,以適應(yīng)CRISPR、ASO、siRNA和miRNA等新興療法的研究需求。以下是該模型的詳細(xì)信息。

B6-hTARDBP小鼠成功表達(dá)人源TARDBP基因
RT-qPCR檢測(cè)結(jié)果顯示,與野生型小鼠相比,B6-hTARDBP小鼠成功表達(dá)人源TARDBP基因且不表達(dá)小鼠Tardbp基因。
 

B6-hTARDBP小鼠
野生型小鼠(WT)和B6-hTARDBP小鼠(hTARDBP)體內(nèi)基因表達(dá)的檢測(cè)


B6-hTARDBP小鼠大腦成功表達(dá)人源TDP-43蛋白
Western Blot檢測(cè)結(jié)果表明,B6-hTARDBP小鼠腦部存在顯著的人源TDP-43蛋白表達(dá)。其表達(dá)水平與在神經(jīng)系統(tǒng)中過表達(dá)TARDBP*A315T突變基因的Tg(TARDBP*A315T)轉(zhuǎn)基因小鼠相近。
 

B6-hTARDBP小鼠
大腦組織中人源TDP-43蛋白(hTDP-43)表達(dá)的檢測(cè)


B6-hTARDBP小鼠脊髓廣泛分布著人源TDP-43蛋白
免疫組化(IHC)檢測(cè)結(jié)果顯示,野生型(WT)小鼠的脊髓不表達(dá)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(cè)到人源TDP-43蛋白的顯著表達(dá)及廣泛分布。
 

B6-hTARDBP小鼠
脊髓組織中人源TDP-43蛋白的表達(dá)和分布檢測(cè)


總  結(jié)
B6-hTARDBP小鼠模型(產(chǎn)品編號(hào):C001418)能夠有效地表達(dá)人源TARDBP基因,而不表達(dá)小鼠內(nèi)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(dá),其表達(dá)水平和分布情況與經(jīng)典的轉(zhuǎn)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(cè)索硬化癥(ALS)和額顳葉癡呆(FTD)等TDP-43蛋白相關(guān)的神經(jīng)退行性疾病。

此外,賽業(yè)生物基于自主研發(fā)的TurboKnockout融合BAC重組的技術(shù)創(chuàng)新,可以提供基于該模型構(gòu)建的熱門點(diǎn)突變疾病模型,并可根據(jù)不同點(diǎn)突變提供定制服務(wù),以滿足廣大研發(fā)人員對(duì)ALS和FTD疾病藥物篩選和藥效學(xué)等實(shí)驗(yàn)的需求。

神經(jīng)肌肉疾病研究模型推薦:

參考文獻(xiàn):
[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.

[2] Gregory, J.M., Fagegaltier, D., Phatnani, H. et al. Genetics of Amyotrophic Lateral Sclerosis. Curr Genet Med Rep 8, 121–131 (2020).
[3] Feldman EL, Goutman SA, Petri S, Mazzini L, Savelieff MG, Shaw PJ, Sobue G. Amyotrophic lateral sclerosis. Lancet. 2022 Oct 15;400(10360):1363-1380.
[4] Suk TR, Rousseaux MWC. The role of TDP-43 mislocalization in amyotrophic lateral sclerosis. Mol Neurodegener. 2020 Aug 15;15(1):45.
[5] Lépine S, Castellanos-Montiel MJ, Durcan TM. TDP-43 dysregulation and neuromuscular junction disruption in amyotrophic lateral sclerosis. Transl Neurodegener. 2022 Dec 27;11(1):56.
[6] Hayes LR, Kalab P. Emerging Therapies and Novel Targets for TDP-43 Proteinopathy in ALS/FTD. Neurotherapeutics. 2022 Jul;19(4):1061-1084.
[7] Francois-Moutal L, Scott DD, Khanna M. Direct targeting of TDP-43, from small molecules to biologics: the therapeutic landscape. RSC Chem Biol. 2021 Jun 21;2(4):1158-1166.
[8] Buratti E. Targeting TDP-43 proteinopathy with drugs and drug-like small molecules. Br J Pharmacol. 2021 Mar;178(6):1298-1315.
[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/

來源:賽業(yè)(蘇州)生物科技有限公司
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標(biāo)簽: 小鼠模型 漸凍癥 ALS
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