肌萎缩侧索硬化症（ALS）

Q: 什么是rNLS8 ALS小鼠模型？

“可调控”NLS模型也被称为TDP-43 ΔNLS模型。它是一种双转基因小鼠，最初由Walker及其同事于2015年报道。由于TDP-43 ΔNLS转基因（在NEFH启动子下）的表达可以通过施用四环素类似物强力霉素（Dox）来控制，因此它被认为是可调控的。在服用高剂量强力霉素期间，TDP-43 ΔNLS 转基因表达被抑制。您可以在我们的资源——用于药物研发的 TDP-43 ΔNLS (rNLS8) 小鼠中了解更多关于该模型的信息。 在TDP-43 ΔNLS小鼠中，在停止使用Dox饮食后，可以观察到人类ALS的几种特征，例如 运动功能障碍（例如后肢 抓握）、肌肉萎缩和CMAP减弱。

Q: Biospective的“低剂量”模型是什么？

rNLS8小鼠疾病诱导的传统方案是简单地将含有强力霉素（Dox）的饮食替换为标准饮食，以产生快速进展的模型（Walker，2015）。虽然这种模型非常有用，但我们发现许多赞助商希望采用一种不那么激进、进展较慢的模型，以便在临床前治疗功效研究中增加观察药物效果的机会。因此，我们开发了一种替代方案（“低剂量强力霉素”），在这种方案中，这些小鼠表现出与标准模型相似的表型，包括神经变性，但疾病进展需要更长的时间。

Q: 在TDP-43小鼠模型研究中，您通常使用哪些读数？

我们提供多种测量方法。标准读数/终点包括： 体重 运动评分（后肢抓握、格栅敏捷度、震颤、瘫痪） 握力测试 核磁共振成像（MRI）脑萎缩测量神经退化 体内肌肉电生理学，包括复合肌肉动作电位（CMAP） 通过计算机断层扫描（CT）测量肌肉萎缩 血浆和脑脊液中的神经丝轻链测量 免疫组织化学和多重免疫荧光

Q: TDP-43小鼠的血液或脑脊液中神经丝轻链是否升高？

是的。我们使用Simoa检测法发现，这些小鼠的血浆和脑脊液中的神经丝轻链水平显著升高。神经丝轻链水平是神经轴索损伤和神经轴索退化的可靠临床转化生物标记，与核磁共振成像（MRI）脑萎缩等其他神经退行性疾病的定量标记相辅相成。

TDP-43转基因模型

细胞质TDP-43（TDP43；TARDBP）聚集是家族性和散发性肌萎缩侧索硬化症（ALS）的特征。我们使用TDP-43蛋白病的转基因rNLS8（或ΔNLS；delta NLS；dNLS）ALS模型（“TDP-43模型”）提供一系列服务。我们使用原始小鼠模型（“Off Dox”）或由Biospective开发的另一种进展较慢的版本（“Low Dox”）进行研究。前者可在数周内快速进展，后者进展较慢。

Off Dox和Low Dox模型均表现出TDP-43聚集物在细胞质中定位错误、运动功能逐渐丧失、运动神经元变性、大脑局部萎缩、神经炎症（小胶质细胞活化和反应性星形胶质细胞）、肌肉萎缩、CMAP改变以及大脑、脊髓和神经肌肉连接处病变。

有关 TDP-43 转基因模型的更多信息

我们的ALS模型可移植到人类疾病中

错误折叠的蛋白质聚集

TDP-43和SOD1等错误折叠的蛋白质聚集是散发性和家族性ALS的神经病理学特征。在>97%的ALS病例中，TDP-43聚集物被发现在大脑和脊髓神经元的细胞质中定位错误（Arnold，2023）。通常还会观察到磷酸化聚集。这些特征在我们的TDP-43ΔNLS小鼠模型中很容易观察到。

活化的微胶质细胞和反应性星形胶质细胞

活化的微胶质细胞和反应性星形胶质细胞是ALS患者大脑和脊髓中突出的神经炎症特征，被认为在疾病发病机理中起着关键作用（Clarke和Patani，2020 ；Yang，2024）。我们观察到TDP-43小鼠模型中神经炎症随时间推移而增加。除了Iba-1和GFAP免疫反应性增强外，我们还发现，使用我们开发的算法测量小胶质细胞和星形胶质细胞的形态，激活与运动表型之间存在密切关系。

血浆和脑脊液中神经丝轻链升高

ALS患者血浆和脑脊液中的神经丝轻链含量增加（Benatar，2023）。神经丝轻链测量在ALS临床试验中经常使用。托法森（Qalsody）加速获批，同时神经丝轻链水平降低，这表明FDA认可该测量作为疾病生物标志物。我们观察到TDP-43小鼠模型中血浆和脑脊液中的神经丝轻链水平显著增加。 Young等人已经证实 ，一种名为AIT-101（INN：阿匹莫德，又名LAM-002A）的小分子PIKfyve抑制剂能够降低我们的“低剂量多柔比星”TDP-43ΔNLS模型中的神经丝轻链水平。

NMJ 神经去神经化和形态改变

电生理学（例如肌电图[EMG]）是ALS患者诊断和监测疾病的标准测试。复合肌肉动作电位（CMAP）等肌电图测量值降低反映了由于脊髓运动神经元丢失导致的神经肌肉神经支配功能丧失（Sleutjes，2021）。在ALS患者的肌肉中也发现了神经肌肉接头（NMJ）的神经支配和形态变化（Bruneteau，2015）。在我们的“低剂量多柔比星”TDP-43ΔNLS模型中，我们发现CMAP振幅明显降低，潜伏期延长。使用多重免疫荧光，我们还发现了与神经支配一致的NMJ改变。

区域性脑萎缩

神经影像生物标记广泛用于包括ALS在内的神经退行性疾病的临床试验。MRI衍生的区域体积和皮质厚度测量对脑萎缩高度敏感，可用于监测疾病随时间推移的进展。ALS的运动和非运动脑区均出现皮质变薄（Yang，2025）。通过高分辨率全脑MRI采集和全自动图像处理与分析，我们证明了低剂量多柔比星TDP-43ΔNLS小鼠模型中可重复的大脑萎缩（尤其是运动和额叶皮层），从而成为神经变性的一种可靠的活体测量方法，可作为液体神经丝轻链测量等其他方法的补充。

肌肉萎缩和无力

骨骼肌萎缩和无力是ALS的主要临床特征（Shefner，2023）。非侵入性成像技术已被用于量化ALS患者的肌肉萎缩（Jenkins，2013；Jenkins，2018 ；Wilcox，2021；Klickovic，2024）。我们使用微CT对低剂量多柔比星TDP-43ΔNLS小鼠模型的后肢肌肉萎缩进行了纵向测量，发现与对照组小鼠相比差异非常显著。这种肌肉萎缩伴随着握力计测量的肌肉力量下降。

了解更多关于我们对这些ALS小鼠模型的表征、我们经过验证的测量方法以及我们的临床前神经科学合同研究组织服务。

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常见问题解答

什么是rNLS8 ALS小鼠模型？

“可调控”NLS模型也被称为TDP-43 ΔNLS模型。它是一种双转基因小鼠，最初由于2015年报道。由于TDP-43 ΔNLS转基因（在NEFH启动子下）的表达可以通过施用四环素类似物强力霉素（Dox）来控制，因此它被认为是可调控的。在服用高剂量强力霉素期间，TDP-43 ΔNLS 转基因表达被抑制。您可以在我们的资源中了解更多关于该模型的信息。

Biospective的“低剂量”模型是什么？

rNLS8小鼠疾病诱导的传统方案是简单地将含有强力霉素（Dox）的饮食替换为标准饮食，以产生快速进展的模型）。虽然这种模型非常有用，但我们发现许多赞助商希望采用一种不那么激进、进展较慢的模型，以便在临床前治疗功效研究中增加观察药物效果的机会。因此，我们开发了一种替代方案（“低剂量强力霉素”），在这种方案中，这些小鼠表现出与标准模型相似的表型，包括神经变性，但疾病进展需要更长的时间。

在TDP-43小鼠模型研究中，您通常使用哪些读数？

TDP-43小鼠的血液或脑脊液中神经丝轻链是否升高？

参考资料

Bruneteau, G., Bauché, S., De Aguilar, J.L.G., Brochier, G., Mandjee, N., Tanguy, M.L., Hussain, G., Behin, A., Khiami, F., Sariali, E., Hell-Remy, C., Salachas, F., Pradat, P.F., Lacomblez, L., Nicole, S., Fontaine, B., Fardeau, M., Loeffler, J.P., Meininger, V., Fournier, E., Koenig, J., Hantaï, D. Endplate denervation correlates with Nogo-A muscle expression in amyotrophic lateral sclerosis patients. , : 362–372, 2015;

Escartin, C., Galea, E., Lakatos, A., O’Callaghan, J.P., Petzold, G.C., Serrano-Pozo, A., Steinhäuser, C., Volterra, A., Carmignoto, G., Agarwal, A., Allen, N.J., Araque, A., Barbeito, L., Barzilai, A., Bergles, D.E., Bonvento, G., Butt, A.M., Chen, W.T., … Verkhratsky, A. Reactive astrocyte nomenclature, definitions, and future directions. , : 312–325, 2021;

Klickovic, U., Zampedri, L., Zafeiropoulos, N, Ziff, O.J., Sinclair, C.D.J., Wastling, S.J., Dudziec, M., Allen, J., Trimmel, K., Howard, R.S., Malaspina, A., Sharma, N., Sidle, K.C.L., Shah, S., Nasel, C., Yousry, T.A., Greensmith, L., Morrow, J.M., Thornton, J.S, Fratta, P. Muscle MRI quantifies disease progression in Amyotrophic Lateral Sclerosis. , 2024.04.10.24305608, 2024; doi:

关键词

蛋白质由氨基酸线性链组成，必须折叠成功能性三维结构。当这些链无法正确折叠时，产生的蛋白质就会呈现异常形状。这些蛋白质通常不溶于水，会破坏正常的细胞过程。错误折叠的蛋白质的积累与多种神经退行性疾病密切相关，包括阿尔茨海默氏症（AD）、帕金森氏症（PD）、亨廷顿氏症（HD）和肌萎缩侧索硬化症（ALS）。

肌萎缩侧索硬化症（ALS）模型

研究运动功能障碍、细胞质聚集、神经变性、活化的小胶质细胞和神经肌肉接头病理的ALS疾病小鼠模型。

TDP-43转基因模型

我们的ALS模型可移植到人类疾病中

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