散发性肌萎缩侧索硬化发病机制探讨:谷氨酸受体2Q/R部位RNA无效编辑和病理性TDP-43

谷氨酸受体2(glutamate receptor A2,Glu A2)Q/R部位编辑率降低以及相关的RNA2的次黄嘌呤腺苷脱氨酶(adenosine deaminase acting on RNA2,ADAR2)的异常与病理性反式激活应答DNA结合蛋白43(transactivation response DNA-binding protein 43-k D,TDP-43)可同时发生在肌萎缩侧索硬化(amyotrophic lateral sclerosis,ALS)患者的运动神经元中,提示在ALS患者中,这些异常分子病变之间可能存在关联。条件性敲除ADAR2基因的ALS小鼠可表现为运动神经元的缓慢死亡。因为缺乏ADAR2可引起TDP-43的异常分布和聚集,引发神经细胞毒性,继而加速运动神经元变性及死亡。本文总结了Glu A2 Q/R部位RNA无效编辑的规律和病理性TDP-43在ALS发病中的作用,并讨论了可能影响ADAR2介导的RNA无效编辑的相关因素,以期为研发新的ALS治疗方法提供参考依据。     

TAR DNA结合蛋白43在肌萎缩侧索硬化症中致病机制的研究进展

肌萎缩侧索硬化症(ALS)是一种主要累及上、下运动神经元的神经系统退行性疾病。TAR DNA结合蛋白43(TDP-43)蛋白是大部分ALS患者中特征性的病理性聚集蛋白。TDP-43蛋白致ALS的机制尚不明确,可归纳为以下两种假说:"功能缺失"和"功能获得"。相关机制有:①TDP-43蛋白稳态与自噬密切相关;②TDP-43蛋白与RNA结合,干扰RNA代谢,并与应激颗粒的形成密切相关;③TDP-43蛋白聚集与线粒体功能障碍相互影响;④TDP-43蛋白异常聚集影响细胞骨架结构,致轴突运输异常,并引起神经肌肉肉接头功能障碍;⑤外泌体能降解胞浆TDP-43蛋白聚集并促进其在细胞之间的扩散等。本文就TDP-43蛋白致ALS的机制的最新进展做一综述。     

肌萎缩性侧索硬化症和兴奋性氨基酸

以α-氨基-3-羟基-4异恶唑-丙酸(AMPA)受体介导的Ca~(2+)通透性增加,Ca~(2+)流入比例增大而导致神经细胞死亡的理论已经明确。AMPA受体的谷氨酸受体2(GluR2)亚基的Q/R部位编辑率低下是散发性肌萎缩性侧索硬化(ALS)运动神经元死亡的主要原因。变异的铜-锌超氧化物歧化酶(SOD1)相关的家族性ALS(ALS1)是以AMPA受体含GluR2亚基的比例减少为基础;以延髓脊髓性肌萎缩症(SMBA)为代表运动神经元的死亡,不是AMPA受体所介导。ALS GluR2 Q/R部位核糖核酸(RNA)编辑的恢复可以考虑成为ALS治疗的特异方法,而AMPA受体拮抗剂可以防止ALS1运动神经元的变性。     

TAR DNA结合蛋白43在肌萎缩侧索硬化症中致病机制的研究进展

肌萎缩侧索硬化症（ALS）是一种主要累及上、下运动神经元的神经系统退行性疾病。TAR DNA结合蛋白43（TDP-43）蛋白是大部分ALS患者中特征性的病理性聚集蛋白。TDP-43蛋白致ALS的机制尚不明确,可归纳为以下两种假说："功能缺失"和"功能获得"。相关机制有：①TDP-43蛋白稳态与自噬密切相关;②TDP-43蛋白与RNA结合,干扰RNA代谢,并与应激颗粒的形成密切相关;③TDP-43蛋白聚集与线粒体功能障碍相互影响;④TDP-43蛋白异常聚集影响细胞骨架结构,致轴突运输异常,并引起神经肌肉肉接头功能障碍;⑤外泌体能降解胞浆TDP-43蛋白聚集并促进其在细胞之间的扩散等。本文就TDP-43蛋白致ALS的机制的最新进展做一综述。     

肌萎缩侧索硬化症相关TDP-43降解机制的研究

目的探索肌萎缩侧索硬化症(ALS)相关TDP-43的降解机制。方法用瞬时转染的方法在运动神经元样细胞系NSC-34中过表达野生型(role of wild-type,WT)WT TDP-43,与家族型ALS相关的Q331K TDP-43、M337V TDP-43突变蛋白、TDP-43的两种C末端片段TDP-25和TDP-35,再给予自噬、蛋白酶体通路的特异性诱导剂和阻断剂,通过蛋白印迹方法检测5种TDP-43以及自噬标记物LC3-Ⅱ的表达水平。结果在自噬诱导剂作用下,各组LC3-Ⅱ的表达升高,同时两种突变TDP-43及其C末端片段的表达明显减少,在自噬通路和蛋白酶体阻断剂作用下突变TDP-43及其C末端片段表达水平明显增多,而WT TDP-43的蛋白表达水平仅在蛋白酶体阻断剂作用时增多。结论 WT TDP-43主要经由蛋白酶体途径降解,Q331K TDP-43、M337V TDP-43及其C末端片段经由蛋白酶体途径和自噬两种途径降解。     

在未编辑的谷氨酸受体2 Q/R部位促使RNA2的次黄嘌呤腺苷脱氨酶丢失引起运动神经元的缓慢死亡

目的研究小鼠未编辑的谷氨酸受体2(GluR2)Q/R部位缺失RNA2的次黄嘌呤腺苷脱氨酶(ADAR2)是否引起缓慢的运动神经元死亡。方法利用Cre/loxP重组系统制作一个条件性基因敲除ADAR2小鼠品系(AR2),利用基因组PCR和反转录PCR技术,将AR2小鼠的运动神经元ADAR2基因条件性定位,观察及检测AR2小鼠、携带内源性GluR2等位基因的未编辑GluR2 Q/R小鼠(AR2res)和对照组小鼠的GluR2 Q/R部位编辑率、行为特征、电生理以及组织形态。结果 AR2小鼠GluR2 Q/R部位编辑率降低,脊髓与脑运动神经核细胞显示因ADAR2缺乏引起的运动神经元死亡,并且出现运动神经功能衰退症状,而GluR2 Q/R部位的编辑率在动眼神经核无明显减少。当失去ADAR2活性的AR2小鼠携带内源性的GluR2等位基因时,细胞和表型的变化可以被阻止。结论 ADAR2失活可以引起运动神经元α-氨基-3-羟基-5甲基-4异恶唑-丙酸受体介导的死亡,而在未编辑的GluR2 Q/R部位缺乏ADAR2可以引起运动神经元缓慢死亡。     

利美尼定促进肌萎缩侧索硬化相关蛋白质TDP-43降解的研究

目的探索利美尼定(RIL)对肌萎缩侧索硬化(ALS)相关蛋白质TAR DNA结合蛋白43(TDP-43)降解的影响.方法用瞬时转染的方法在运动神经元样细胞系NSC-34中过表达WT TDP-43,与家族型ALS相关的Q331K TDP-43、M337V TDP-43突变蛋白、TDP-43的两种C末端片段TDP-25和TDP-35,再给予利美尼定干预16h,通过蛋白印迹方法检测5种TDP-43的表达水平.结果在自噬诱导剂RIL的作用下,两种突变TDP-43及其C末端片段的表达明显减少,而WT TDP-43的蛋白质表达水平无明显变化.在自噬阻断剂3-MA的干预下,RIL降解异常蛋白质的作用也被阻断.结论RIL可经由自噬通路降解Q331K TDP-43、M337V TDP-43及其C末端截短片段.     

肌萎缩侧索硬化患者血浆TDP-43含量及与病程关系的研究

目的检测肌萎缩侧索硬化(ALS)患者与健康人血浆中TAR DNA结合蛋白43(TDP-43)水平,探讨血浆TDP-43浓度变化与ALS病程之间的关系。方法收集散发性ALS患者和健康人血浆,利用ELISA法测定血浆中TDP-43浓度,使用SPSS软件进行统计学分析。结果散发性ALS患者血浆中TDP-43浓度显著高于健康人,随着病程的进展,血浆中TDP-43浓度没有明显的变化。结论 TDP-43是散发ALS的一个重要生化指标,其在ALS患者血浆中含量增加,但与疾病病程无关。     

运动神经元病的谷氨酸中毒学说

肌萎缩侧索硬化 (AmyotrophicLateralSclerosis,ALS)是选择性侵犯上下运动神经元的神经系统变性疾病 ,病因不明 ,目前尚无有效治疗。主要的发病机制假说之一为谷氨酸中毒学说。目前已经证实肌萎缩侧索硬化存在谷氨酸代谢、摄取异常 ,认为其选择性运动神经元损伤可能是通过Ca2 + -AMPA/Kanait受体介导的兴奋性中毒发生的 ,此外运动神经元保护机制异常可能也发挥了一定作用     

核质转运障碍在肌萎缩侧索硬化-额颞痴呆发病机制中的研究进展

肌萎缩侧索硬化(amyotrophic lateral sclerosis,ALS)和额颞痴呆(frontotemporal dementia,FTD)是以选择性、进行性神经元死亡为主要特征的神经系统变性疾病,给社会和家庭带来沉重负担。越来越多的证据表明,ALS与FTD的临床表现、病理特征和遗传特征有所重叠。与单纯的ALS或FTD相比,ALS-FTD(ALS合并FTD)的疾病进展速度更快,患者的生存期也更短。目前,尚未阐明ALS和FTD的发病机制。许多研究揭示,ALS与FTD存在共同的病理基础:神经系统残存的神经元及胶质细胞内存在反式激活应答DNA结合蛋白43(transactivation response DNA-binding protein 43 k Da,TDP-43)阳性包涵体。研究发现,ALS和FTD患者中枢神经系统内的TDP-43蛋白失去正常的细胞核定位,而在细胞质内聚集形成包涵体。由此推测,TDP-43蛋白的核内转入机制缺陷导致其正常功能丢失及获得性神经毒性可能是ALS-FTD发病的始动因素之一。本文对核质转运障碍在ALS-FTD发病机制中的最新研究进展进行综述。     

反式激活应答DNA结合蛋白-43及其相关疾病的研究进展

反式激活应答DNA结合蛋白-43(TDP-43)是近年发现的一种病理沉积蛋白,常见于多种神经变性疾病,如肌萎缩侧索硬化、额颞叶变性、阿尔茨海默病等,这一类以病理性TDP-43沉积为主的神经变性疾病统称为TDP-43蛋白病。研究发现TDP-43在这些疾病中既有相同(均有TDP-43异常沉积),又有差异(不同的形态、分布而导致不同的症状),其作用机制至今仍有许多未明。这一异常蛋白的发现不仅为研究TDP-43蛋白病的发病机制及相关疾病间的联系提供了新途径,同时为探索新的诊断方法、治疗方案提供了方向。     

肌萎缩侧索硬化的锌指蛋白512B基因和转化生长因子-β研究进展

肌萎缩侧索硬化(ALS)是运动神经元病的最常见临床类型,是一种选择性累及运动神经元和进行性恶化的神经系统变性疾病,生存期较短,从症状出现到死亡一般不超过5年。文中回顾ALS发病以及预后相关的基因,评估从全基因组关联研究中收集到的信息。并详细介绍近年ALS基因研究中新的热点基因——锌指蛋白512B(ZNF512B),包括其发现历程及与临床预后的相关性,并探讨该基因如何影响ALS发病及进展。     

Irf5对肌萎缩侧索硬化细胞模型的毒性作用

目的 观察干扰素调节因子5 (interferon-regulatory factor 5,Irf5)对肌萎缩侧索硬化(amyotrophic lateral sclerosis,ALS),TDP-25细胞模型的影响。方法 利用慢病毒感染的方法,建立过表达Irf5的TDP-25稳转细胞株,在基因及蛋白水平鉴定其表达效率,倒置显微镜下观察细胞的形态学变化,通过实时荧光定量PCR方法比较过表达Irf5后对TDP-25细胞的影响,包括细胞凋亡、细胞周期以及炎症因子的产生。结果 过表达Irf5后,与细胞凋亡有关的指标Caspase-3、Caspase-8和Bak1都较对照组有所增加。细胞周期调控蛋白,P21的表达增加。炎症因子包括肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor α,TNF-α)、白细胞介素-6 (interleukin-6,IL-6)、白细胞介素-12p40(IL-12p40)的表达都有所增加,与对照组相比,差异有统计学意义。结论 Irf5促进TDP-25细胞的凋亡、细胞周期阻滞,以及产生促炎细胞因子,加速了细胞的死亡。     

2003/帕金森病大鼠模型中诱导性的减少体内转基因表达避免多巴胺过多产生

背景：基因治疗是用于恢复和保护黑质神经功能的一个有效治疗方法。候选基因有增加多巴胺合成的基因如酪氨酸羟化酶（TH）、芳香族L-氨基酸脱羧酶（AADC）或减少多巴胺能神经元的基因如神经营养因子和抗凋亡蛋白等。目的:基因表达的调控是基因治疗避免由于转基因产物的过度合成导致的副作用所必需的。设计一种病毒载体介导的体内调节系统,依据诱导性Cre重组酶来减少基因表达。方法:重组腺相关病毒（AAV）载体表达的Cre重组酶融合到雌激素受体的配体结合区,与AAV载体表达的多巴胺合成酶一起转导到帕金森病大鼠模型中。用合成的雌激素受体调节剂他莫昔芬(tamoxifen)处理。结果：诱导位于LoxP侧面的酪氨酸羟化酶（TH）序列选择性的敲掉,导致多巴胺的合成减少,而AADC的表达不受影响,从而保持左旋多巴的疗效。结论:我们的结果证明应用AAV载体编码的TH基因在Cre-ERT2基因调控系统的控制下,在诱导剂他莫昔芬的处理中,可持续、有效的控制基因产物的生成,在体内和体外对转基因表达进行时空调控,从而增加基因治疗的安全性。     

肌萎缩侧索硬化症的干细胞和基因治疗进展

肌萎缩侧索硬化症(ALS)是一种运动神经元的进行性变性疾病。其发病机制未明,目前尚无十分满意的治疗方法。因此针对该病的治疗研究进展,我们将近年基因治疗(转入神经营养因子、基因沉默抑制突变SOD1表达等)和干细胞治疗的研究结果予以综述。     

氧化还原活性铁在肌萎缩侧索硬化发病和治疗中的作用

肌萎缩侧索硬化(amyotrophie lateral sclerosis,ALS)是一种进行性、致死性疾病,以大脑皮质、脑干和脊髓运动神经元变性为特征.ALS发病率约1/10万,分为散发性ALS ( sporadic ALS,sALS)和家族性ALS( familial ALS,fALS),其中fALS约占全部病例的10％.目前,该病发病机制不明,缺乏有效的治疗方法,患者一般于发病后3～5年死亡.目前证据表明ALS运动神经元变性是由于一些复杂的相互作用的机制所致,包括氧化应激、兴奋性毒作用、线粒体功能不良、细胞骨架异常、蛋白聚集以及遗传因素等[1-2].研究表明这些机制之间并不是相互排斥的,在导致运动神经元死亡的不同机制中氧化应激可能起中心作用.     

通用腺相关病毒载体构建及表达报告基因GFP的研究

目的　构建基因治疗通用型 AAV载体并检测它转导外源基因作用。方法　使用限制性内切酶切出p SSV9int-质粒中的 AAV病毒 Rep和 Cap基因元件后 ,插入了重组腺病毒专用穿梭质粒 -p ACCMVp L p A的含有CMV启动子、多克隆位点 (MCS)和多聚腺苷酸信号 (Poly A)的表达盒 ,构建了重组 AAV通用载体质粒 p SSHG-CMV。在该质粒 MCS插入 GFP基因后 ,我们使用 p SSHG-CMV-GFP、p GF14 0和 p AAV/Ad 3种质粒共转染 2 93包装细胞 ,制备 GFP重组 AAV,应用斑点杂交实验检测重组病毒滴度度 ,并将该病毒感染新生大鼠星形胶质细胞 ,荧光显微镜观察 GFP表达。结果　重组 AAV的滴度在浓缩前可达 2× 10 11,浓缩后可达 2× 10 13 ,表明成功的构建了重组 AAV载体 ,插入外源基因 GFP后 ,在包装病毒和辅助质粒的联合作用下 ,能产生具有感染性的重组AAV。感染了重组 GFP-AAV的大鼠星形胶质细胞表达了明显的 GFP荧光。结论　本文构建的重组 AAV通用载体 p SSHG-CMV,可转导外源基因 ,用于基因治疗的研究     

肌萎缩侧索硬化的研究进展

肌萎缩侧索硬化(ALS)是最常见的运动神经元病,表现为上下运动神经元同时受累症状、体征.继SOD1之后,又发现多个ALS相关基因,新近的C9orf72六核苷酸重复突变考虑影响RNA加工过程致病.该病诊断依赖临床表现及神经电生理结果,Criteria认为束颤电位与纤颤电位、正尖波有同等价值,增加了诊断灵敏性,且特异性不受影响.利鲁唑是目前唯一一个国际公认的可延缓病情进展的药物,对症治疗可改善患者生存质量.     

PGRN介导蛋白质TDP-43以半胱天冬酶依赖性方式裂解的研究

科学家最近发现PGRN基因突变与痴呆症患者死亡脑细胞内蛋白质TDP-43之间存在关联。据他们称．这是首次揭示痴呆症患者脑细胞死亡的具体病变途径，这些死亡的脑细胞来源于罹患额颞叶痴呆（FTD）和肌萎缩性侧索硬化症（ALS）的病人。该发现可能对新药的开发具有指导性意义。     

肉瘤融合基因与肌萎缩侧索硬化

肌萎缩侧索硬化(amyotrophic lateral sclerosis,ALS)是一种少见的神经变性病,病情呈进行性进展,平均生存期仅3～5年.ALS可分为散发性ALS(sporadic ALS,sALS,约占90％)和家族性ALS(familial ALS,fALS,约占10％).约有20％的fALS和1％的sALS与超氧化物歧化酶1(SOD1)基因突变相关,但关于SOD1究竟如何选择性地引起运动神经元过早凋亡,目前尚未明确[1].2009年有研究者发现肉瘤融合基因(fused in sarcoma,FUS)或脂肪肉瘤易位基因(translocation in liposarcoma,TLS)可引起fALS[2-4],对ALS发病机制有了新的认识.沈定国[5]曾对反式激活反应-DNA 结合蛋白-43蛋白以及FUS基因突变在ALS发病机制中的作用进行过阐述,本文现进一步,就FUS基因的特征在不同人种中的分布,及其对ALS临床表现的影响综述如下.