渐冻症基因突变危机，早期预警信号大揭秘！

标题：TARDBP (TDP-43) Knock-in Zebrafish Display a Late-Onset Motor Phenotype and Loss of Large Spinal Cord Motor Neurons

期刊：ANN NEUROL.（IF7.7，中科院1区TOP）

DOI：10.1002/ana.78012

发表时间：2025.8.3

研究背景

肌萎缩侧索硬化（ALS），俗称“渐冻症”，是一种罕见的累及大脑皮质、脑干和脊髓运动神经元的神经系统变性疾病；额颞叶痴呆（FTD）也是遗传度很高的神经退行性疾病。研究表明，TARDBP（TDP-43）突变是ALS和FTD的明确病因。其中，TARDBP A382T是撒丁岛人最常见基因突变，占ALS-FTD约1/3；G348C则主要导致ALS。然而，既往转基因过表达模型，常因破坏TDP-43自身mRNA负反馈调控，而无法真实反映患者病理，因此，构建保留内源调控机制的敲入模型对解析致病机制至关重要。

关键发现

本研究构建了TARDBP A382T和G348C同源突变的斑马鱼基因敲入模型，并追踪评估长达3年的表型演化，发现突变均再现迟发性运动表型和脊髓大运动神经元丢失等ALS样表型，但存在显著差异：

生存与运动表型：两种斑马鱼模型均显示中位生存期显著缩短；运动行为也存在明显的突变差异，G348C模型在1～1.5岁出现运动亢进，自由泳速度增高，而A382T模型在2岁时表现为运动迟缓；最大泳速测试证实两种纯合子均从1.5岁起出现运动耐力下降，提示共同的迟发性运动功能障碍；

神经肌肉病理特征：肌肉萎缩早于运动症状，1岁起快缩肌纤维面积减小，G348C累及慢缩肌；斑马鱼老年期2.35-3岁时，出现脊髓大直径运动神经元选择性丢失，且A382T模型运动神经元中Tdp-43胞质弥散增加，但两种均无蛋白聚集体形成；

转录组分析：1岁症状前的RNA-seq分析显示，两种模型均上调nfkb等神经炎症通路；但G348C模型独有突触功能syn2a/b、syt2a、stxba和昼夜节律per1a、cry2基因显著下调，且tardbp mRNA水平降低，提示该突变干扰自身自动调控；

基因剂量与补偿效应：斑马鱼存在TARDBP旁系同源基因tardbpl可补偿表达。在tardbpl缺失背景下，两种突变体生存进一步恶化，且 Tdp-43 蛋白水平下降，表明旁系同源基因对表型具有缓冲作用，这也解释了杂合子间表型差异。

研究意义

· 通过构建TDP-43突变斑马鱼基因敲入模型，揭示同一蛋白不同突变通过早期转录紊乱和选择性神经元丢失驱动迟发性变性、且聚集非必需的突变特异性致病机制，为研究渐冻症等致病机制、个体化治疗策略提供新平台。

#斑马鱼基因编辑 #渐冻症 #斑马鱼基因突变 #环特生物