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肌萎缩侧索硬化(amyotrophic lateral sclerosis, ALS )是中枢神经系统常见的一种慢性进行性变性疾病,以脑和脊髓中选择性的运动神经元的变性为特征,临床表现为缓慢起病,进行性发展,逐渐出现四肢肌肉的无力、萎缩,并有锥体束征等。ALS 是一种致死性疾病,患者多在首次出现症状后的3-5 年内死于呼吸衰竭。根据其发病和遗传特点可分为家族型肌萎缩侧索硬化(Familial Amyotrophic Lateral Sclerosis,FALS)和散发型肌萎缩侧索硬化(Sporadic Amyotrophic Lateral Sclerosis,SALS),其中FALS 不足10%,而SALS 则占整体ALS 的90%以上。FALS 主要是由于编码Cu/Zn 超氧化物歧化酶(SOD1)的基因突变引起,其突变位点在21 号染色体长臂Cu/Zn SOD 基因内,即21q22.1-22.2。SALS 目前病因不清,其发病机制可能主要集中在以下几个方面:①谷氨酸的兴奋毒作用和钙离子超载;②自由基的毒性作用;③自身免疫机制;④线粒体功能异常;⑤神经丝的过度磷酸化;⑥神经营养因子缺乏等。目前,ALS 的实验模型主要集中在SOD1 转基因模型和体外培养模型上。转基因动物模型的优点在于能够模拟ALS 慢性进展性疾病病程以及一部分病理和生化表现(包涵体形成、神经丝的聚集以及运动神经元调亡,自由基增多和谷氨酸水平升高等),其缺点在于该模型是根据FALS遗传特点,即SOD1 基因突变制作的,是FALS 的动物模型,而不能代表占所有ALS 病人80%以上的散发性ALS,且转基因的实验技术要求过高,多数实验室不能开展,不利于模型的推广使用。传统的运动神经元单细胞培养优点是干扰因素少,能直观、动态地观察神经元的形态和功能变化以及对药物的反应;其缺点是操作复杂,技术要求极高,且细胞存活时间太短,不适合研究像ALS 这样的慢性进行性变性疾病,且纯运动神经元培养不能模拟体内复杂的生理环境,不能反应神经元与胶质细胞的相互作用,因此也不是研究ALS 的理想的实验模型。脑片和脊髓片的器官型培养,可以长时间地存活,并可维持相对完整的形态,保持神经元与神经元之间以及神经元与胶质细胞间的突触联系,