學者成功構建漸凍癥樣豬模型，助力藥物研發

10月23日，記者從暨南大學獲悉，該校研究員閆森、教授李曉江團隊在肌萎縮側索硬化癥（ALS，俗稱漸凍癥）動物模型研究領域取得重大突破，成功構建出能快速穩定模擬人類ALS多種核心特征的豬模型。相關成果發表于《美康》（MedComm）。

論文通訊作者閆森向《中國科學報》介紹，研究團隊借助過表達TDP-43(M337V)的病毒載體，高效且穩定地構建出全新的ALS豬模型。該模型精準復現了ALS的多種標志性病理特征，為深入探究ALS中突變TDP-43驅動的致病機制，以及這些病理事件在疾病進展中的相互作用，提供了獨特且寶貴的研究平臺。

記者了解到，ALS作為一種極具破壞性的神經退行性疾病，主要累及上下運動神經元，患者會經歷進行性肌肉無力與萎縮，病情迅速惡化，最終導致癱瘓甚至死亡。對于ALS患者而言，時間就是生命，然而，缺乏能真實模擬人類疾病的動物模型，始終是新藥研發進程中的最大阻礙。

耳靜脈注射突變AAV-TDP-43(M337V)病毒可在豬中產生了嚴重的ALS樣運動障礙和行為缺陷。研究團隊供圖

TDP-43蛋白是ALS的罪魁禍首之一，在超過95%的ALS患者中，這種本應待在細胞核內的蛋白錯誤地跑到細胞質中并聚集成塊，導致運動神經元逐漸死亡，大腦指令無法傳達到肌肉，最終使人陷入“冰凍”狀態。多年來，科學家們主要依靠轉基因小鼠來研究ALS。

但小鼠模型存在明顯局限：疾病進程太快，無法模擬人類的慢性病程；大腦結構簡單，難以觀察復雜變化；最重要的是，許多在小鼠身上有效的藥物，在人類臨床試驗中紛紛折戟沉沙。因此，我們急需一個更接近人類的“替身”來幫助我們測試藥物。

大動物模型因與人類大腦結構和生理功能更為相似，成為理想選擇。例如，TDP-43相關的豬模型和猴模型中，均存在與患者相似的TDP-43胞質異常定位現象。相較于非人靈長類動物，豬模型具備快速大規模繁殖的優勢，能夠為ALS病理研究和治療開發提供充足的樣本。

為此，研究團隊將AAV-TDP-43(M337V)病毒遞送至新生豬體內。該病毒攜帶的SYN啟動子，可確保分布在中樞神經系統的病毒成功表達外源性的突變TDP-43(M337V)。

在行為層面，豬模型出現了進行性后肢無力、步履蹣跚、肌肉萎縮以及纖維化增加等癥狀，與患者的運動功能退化過程高度相似。病理檢查發現，其脊髓和大腦的運動神經元中，呈現出典型的TDP-43病理特征：細胞核內的TDP-43消失，取而代之的是細胞質中堆積的有毒蛋白團塊，同時伴有磷酸化TDP-43的積累。細胞水平上，豬模型的上下運動神經元大量丟失，還伴有顯著的神經炎癥反應，轉錄水平也與ALS患者相近。此外，研究團隊發現該TDP-43豬模型呈現出其他ALS動物模型未曾出現的神經退行性疾病共同特征。

例如，TMEM106B作為多種神經退行性疾病的風險基因，會影響溶酶體功能，導致細胞內TDP-43清除受阻，促進TDP-43異常聚集。研究發現，TDP-43豬脊髓和運動皮層中TMEM106B表達水平顯著升高，且細胞質內出現TMEM106B聚集體。超氧化物歧化酶1（SOD1）作為關鍵抗氧化酶和首個被發現的ALS主要遺傳風險因子，在疾病發生發展中作用關鍵。

該研究發現TDP-43豬脊髓及腦組織中SOD1水平顯著升高，成功復現了ALS的這一重要病理特征。載脂蛋白E（APOE）的APOE4亞型與TDP-43病理密切相關，可能加劇TDP-43積聚，但現有動物模型尚未直接證實二者的機制關聯。此次研究在過表達TDP-43的豬模型中，首次觀察到脊髓和運動皮層APOE4水平升高，為這一關聯提供了直接證據。

該TDP-43豬模型成功概括了多種關鍵的ALS病理特征，為探索ALS全新機制、評估潛在治療方法以及推進藥物開發工作提供了重要價值。“盡管將這一成果轉化為治愈患者的療法仍任重道遠，且大型動物模型成本高昂，但這項研究無疑是對抗ALS征程中的重要里程碑。”閆森說。

相關論文信息：https://doi.org/10.1002/mco2.70330