ALS小鼠模型构建技术原理

ALS不像PD一样有较好的化学诱导模型，目前最靠谱的模型只能靠基因编辑，因此很多ALS转基因小鼠也应运而生。如图3所示，绝大部分ALS相关基因都是常染色体显性的，因此要让转基因编辑小鼠出现症状并不是难事。如前文所述，SOD1因为先发优势，针对其开发的ALS模式小鼠非常之多，截止至2019年年中，已经有接近30种之多；TARDBP（编码TDP-43）相关也有超过30种；FUS有大概接近10种；其余的如UBQLN2，VCP和VABP的动物模型则比较少。

另外有人可能要问C9ORF72呢？这个当然是有的，不过由于这个基因的外显子突变是极少的，致病原因是内含子中的片段重复，所以一般是通过BAC敲入或者是病毒转染构建（也有敲除的）。因此，虽然其发现较晚，但因为其与ALS相关性目前最高，对它的研究很多。综合目前的多种实验结果，科学家们提出了三种关于C9ORF72的假说，其一是过度重复的片段造成该蛋白功能的缺失，其二是这些重复所转录的正义和反义RNA产生的毒性，其三就是这六个碱基编码的二肽重复蛋白产生的毒性。

就动物模型的构建方式而言，过表达ALS相关基因所造成的神经元死亡和运动障碍更加明显，可以用来模拟患者中晚期的病情（图4中绿色箭头代表），而敲入（Knock in）相关基因对小鼠所造成的影响较小，一般被认为可以模拟早中期的病情。

虽然与ALS相关的突变基本没有“失活（Loss Function）”型的，但基因敲除小鼠仍然是我们研究这些基因功能和ALS深层机理的重要工具。在这些基因中TDP-43纯合敲除小鼠是不可以繁衍的，其杂合子表现出一定的对运动神经元的保护作用。而SOD1基因敲除小鼠却出现了更为严重的外周神经疾病，这与SOD1的抗氧化功能是吻合的。

一些点突变小鼠依然可以表现出很好的ALS病理特征。如VCPR155H在老龄时有50%的运动神经元死亡，同时也能产生细胞内的TDP-43包涵体；不过行为症状上这些模型仍然有缺憾，该小鼠运动能力的减弱较轻微。

人源化小鼠模型随着近几年基因编辑技术的发展而成为热点，这种方法在将小鼠原有基因的位置上替换上人类的对应基因。人源化FUSδ14小鼠，会让小鼠细胞中的FUS定位发生紊乱，从而造成运动神经元的死亡。

如果对ALS相关模型小鼠感兴趣，可以参考2019年Giorgio发表的一篇综述[5]，里面汇总了上百种ALS小鼠的表型和病理特征，算是小编目前看到最全的了。如果您需要ALS相关的小鼠模型，赛业生物一站式服务平台可以为您提供！

ALS小鼠模型的应用[5]