内源性TDP-43 A315T人神经元细胞模型揭示蛋白质动力学改变及与疾病相关的细胞功能障碍

TAR DNA结合蛋白43（TDP-43）聚集是几乎所有肌萎缩侧索硬化症（ALS）病例的特征性病理标志，但能够忠实重现疾病相关TDP-43蛋白病变及功能障碍、且具有生理相关性的人源模型仍然有限。为弥补这一不足，我们构建了一种新型人源皮层神经元模型，该模型携带内源性ALS相关TDP-43 A315T突变，并结合了同框Dendra2荧光报告基因，从而能够对该蛋白进行时间和空间上的动态监测。表达TDP-43 A315T的神经元表现出进行性神经突变性、神经元活动异常以及线粒体呼吸功能受损，重现了多种与ALS相关的表型。我们的模型还显示，突变型TDP-43在自噬依赖的机制下于细胞质中聚集，但并未出现明显的核功能丧失，其经典隐匿外显子靶标仍维持正常加工。相比之下，实验性诱导TDP-43排出细胞核可迅速触发隐匿外显子的并入，表明该模型能够在应激条件下忠实重现功能丧失表型。与蛋白质溶解性受扰相一致，突变型TDP-43神经元在基础状态及氧化应激条件下均表现出应激颗粒（SG）形成增加。最后，采用RNA伴侣分子Clip34处理可显著减少基础状态和氧化应激条件下的TDP-43聚集，以及其定位于应激颗粒的现象。综上，这些研究结果建立了一种具有生理相关性的人源模型，能够将早期TDP-43毒性获得性功能与基础性功能丧失区分开来，同时为研究TDP-43生物学特性及加速ALS治疗方案的发现提供了可靠平台。

TAR DNA结合蛋白43（TDP-43）聚集是几乎所有肌萎缩侧索硬化症（ALS）病例的特征性病理标志，但能够忠实再现疾病相关TDP-43蛋白病理和功能障碍、且具有生理相关性的人源模型仍然十分有限。为弥补这一缺口，我们构建了一种新型人源皮质神经元模型，该模型携带内源性、与ALS相关的TDP-43 A315T突变，并融合了同读框的Dendra2荧光报告蛋白，从而能够对该蛋白进行时间和空间上的动态监测。表达TDP-43 A315T的神经元表现出进行性神经突变性、神经元活动改变以及线粒体呼吸受损，再现了多种ALS相关表型。我们的模型还表现出自噬依赖性的突变型TDP-43胞质聚集，而未出现明显的核功能丧失，并维持了经典隐匿外显子靶标的正常加工。相比之下，实验性诱导TDP-43从细胞核排出可迅速触发隐匿外显子的整合，表明该模型能够在应激条件下忠实再现功能丧失表型。与蛋白质溶解性受扰相一致，突变型TDP-43神经元在基础状态和氧化应激条件下均表现出应激颗粒（SG）形成增加。最后，采用RNA伴侣蛋白Clip34处理可显著减少基础状态及氧化应激条件下的TDP-43聚集，以及其向应激颗粒中的定位。综上，这些研究结果建立了一种具有生理相关性的人源模型，能够区分TDP-43早期的毒性获得性功能与基础性功能丧失，同时为研究TDP-43生物学特性及加速ALS治疗策略的发现提供了稳健的平台。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.09.02.745749v1?rss=1

🏷️ TDP-43 A315T突变 肌萎缩侧索硬化症 人源神经元模型 蛋白质聚集 应激颗粒 线粒体功能障碍