利用先天性肌无力综合征斑马鱼模型验证用于研究易疲劳性无力的光遗传学方法

先天性肌无力综合征（CMS）是一类罕见的神经肌肉接头（NMJ）遗传性疾病。已鉴定出40个CMS相关基因，但许多患者未能获得遗传学诊断，这提示仍有新的基因有待发现和表征。在此，我们描述了一种用于研究斑马鱼幼体易疲劳性肌无力和NMJ功能的光遗传学方法，以促进筛查策略的发展，从而发现新的CMS基因。通过对表达通道视紫红质-2（ChR2）的脊髓运动神经元进行蓝光照射以诱导肌肉收缩，我们通过一种新型行为学检测、单个肌纤维的标准全细胞电生理记录以及定制化NMJ基因 panel，在行为、突触和遗传层面测量运动缺陷。我们将该方法应用于突触结合蛋白-2（synaptotagmin-2，syt2）吗啉代寡核苷酸敲低斑马鱼这一已知CMS基因模型中，以验证其有效性。我们定制的光遗传学行为检测成功显示，在对脊髓运动神经元进行重复激活期间，其运动反应降低且呈易疲劳性。对肌纤维中光遗传学诱发的终板电流进行全细胞电生理记录，揭示出与其他研究中采用标准配对运动神经元-肌肉电生理技术所报道的syt2敲低模型NMJ功能改变特征相似的结果。最后，我们构建了一个包含CMS及NMJ相关基因的遗传 panel，以表征syt2敲低模型的表达图谱，从而阐明潜在的致病机制和新的治疗靶点。我们提出，这种三层级方法成功地将行为、突触运动功能和基因表达联系起来，可作为筛查与CMS相关新基因的工具。

先天性肌无力综合征（CMS）是一组罕见的神经肌肉接头（NMJ）遗传性疾病。目前已鉴定出40个CMS相关基因，但许多患者仍未获得遗传学诊断，这提示仍有新的基因有待发现和表征。在本文中，我们描述了一种用于研究斑马鱼幼体易疲劳性肌无力和NMJ功能的光遗传学方法，以促进筛查策略的发展，从而揭示新的CMS相关基因。通过利用蓝光照射表达通道视紫红质-2（ChR2）的脊髓运动神经元以诱导肌肉收缩，我们通过一种新型行为学检测、单个肌纤维的标准全细胞电生理记录以及定制化NMJ基因 panel，在行为、突触和遗传层面测量运动缺陷。我们将该方法应用于突触结合蛋白-2（synaptotagmin-2，syt2）敲低斑马鱼这一已鉴定的CMS基因模型中，以验证其实用性。我们定制的光遗传学行为学检测成功显示，在对脊髓运动神经元进行重复激活期间，其运动反应减弱且易疲劳。对肌纤维中光遗传学诱发的终板电流进行全细胞电生理记录表明，其结果与其他研究采用标准运动神经元-肌肉配对电生理技术所报道的syt2敲低体NMJ功能改变特征相似。最后，我们构建了一个由CMS及NMJ相关基因组成的基因 panel，以表征syt2敲低体的表达谱，从而阐明潜在致病机制和新的治疗靶点。我们认为，这种三层级方法成功建立了行为、突触运动功能和基因表达之间的联系，可作为筛查与CMS相关新基因的工具。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.05.30.728923v1?rss=1

🏷️ 先天性肌无力综合征 斑马鱼模型 光遗传学 神经肌肉接头 电生理 易疲劳性无力