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背景肌萎缩侧索硬化(Amyotrophic lateral sclerosis,ALS)是一种神经退行性疾病,是由上下运动神经元的共同丧失引起的。病变神经元中的关键病理标志之一是疾病相关蛋白的错误定位以及由于蛋白质质量控制缺陷导致的这些蛋白质及其相互作用物的细胞质聚集体的形成。这种细胞蛋白稳态的明显不平衡可能是导致患者疾病晚期运动神经元死亡的关键因素。ALS患者脑和脊髓中TAR DNA结合蛋白43(TAR DNA binding protein 43,TDP-43)的异常折叠和聚集是其主要的病理表现。TDP-43是一种广泛表达且高度保守的核蛋白,具有多种重要的功能,能够调节RNA代谢,包括翻译、选择性剪接和转运。对ALS患者的尸检研究发现,在病理条件下,TDP-43可以从细胞核迁移到细胞质,并形成过度磷酸化和泛素化的细胞质包涵体。自噬是主要的蛋白质降解途径,其涉及蛋白质聚集体和受损细胞器的清除,能够避免蛋白质的错误折叠和异常聚集,对于维持中枢神经系统(Central nervous system,CNS)的正常功能是必要的。在包括ALS在内的许多神经退行性疾病中都观察到自噬异常,通过调控自噬来影响ALS患者的病理性TDP-43的沉积,可能成为治疗ALS的一种有效手段。目的1.证明小鼠运动皮层注射腺相关病毒(adeno-associated virus,AAV)载体AAV9-NSE-hTDP-43后能够诱导病理性TDP-43的沉积。2.证明在自噬缺陷的背景下,更易形成TDP-43的病理性聚集体。3.证明病理性TDP-43的沉积能够诱导Atg5 KO转基因小鼠ALS的运动障碍。方法1.构建AAV9-NSE-hTDP-43及AAV9-Null载体。2.选取年龄体重相似的雄性C57BL6/J及Atg5 KO转基因小鼠各30只,每种品系的小鼠平均分成2组,每组15只,每种品系的小鼠分别立体定位注射5μl AAV9-NSE-hTDP-43或AAV9-Null载体于小鼠左侧运动皮层。3.使用免疫组织化学的方法检测载体注射1月、2月、3月后小鼠运动皮层病理性TDP-43的沉积。4.定期检测每组小鼠的体重变化,使用转棒、足迹试验、挂线实验等行为学测试方法,定期检测每组小鼠的运动功能。5.检测小鼠的皮层运动诱发电位(cortical motor evoked potential,cMEP),证实模型小鼠的上运动神经元损伤。结果1.运动皮层注射AAV9-NSE-hTDP-43载体的小鼠出现病理性TDP-43的沉积。2.运动皮层注射AAV9-NSE-hTDP-43载体的Atg5 KO小鼠与C57BL6/J的小鼠相比观察到更丰富的病理性TDP-43的聚集。3.当小鼠运动皮层出现病理性TDP-43的沉积后,逐渐出现体重下降及运动功能障碍。结论1.小鼠运动皮层注射AAV9-NSE-hTDP-43载体后能够诱导TDP-43的病理性沉积。2.在自噬缺陷的背景下,更易形成病理性TDP-43聚集体。3.病理性TDP-43的沉积能够诱导Atg5 KO转基因小鼠ALS的运动障碍。