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TDP43由人类TARDBP基因编码产生。人类TARDBP基因位于1号染色体短臂3区6带上，并且编码414个氨基酸残基组成的蛋白质，分子量大约43kDa即TDP43。近几年，在部分额颞叶痴呆(FTLD-U)和肌萎缩侧索硬化(ALS)患者的病理研究中发现泛素阳性的包涵体，而TDP43是这种包涵体的主要组成部分。TDP43主要位于细胞核中，并且在细胞核和细胞质中穿梭。参与到RNA运输、翻译、维持稳定性、降解等多个环节。但是在部分ALS和FTLD-U患者的中枢神经系统中，TDP43由细胞核转移到了细胞质内聚集，并且被泛素化、磷酸化且部分是以剪切的片段形式存在。TDP43基因很有可能是继SOD1基因后发现的引起ALS的又一高突变基因。携带SOD1突变基因的小鼠在出现临床症状前就已经表现出运动神经元的高兴奋性。神经元的高兴奋性可能促进能量代谢，增加ATP消耗，加重线粒体负担，最终导致能量耗竭，推进临床症状的发展。然而表达突变和野生型TDP43蛋白的运动神经元样细胞的兴奋性水平还不清楚。目前对TDP43基因与ALS之间关系的研究越来越多，有研究显示在NSC34细胞中，野生型和突变的TDP43基因可以导致线粒体形态异常，线粒体复合物1的下调和线粒体膜电位丢失和线粒体内膜解偶联蛋白2（UCP2）表达水平的升高，同时有研究表明双甲氧姜黄素可以下调UCP2的表达提高线粒体跨膜电势，改善线粒体复合物1的活动和线粒体的形态，进而保护神经元。此外，我们实验室前期的研究显示，姜黄素的类似物双甲氧姜黄素（Dimethoxy Curcumin, DMC），可以改善自噬体和溶酶体的融合障碍，增强自噬性清除毒性蛋白的能力。但是给予DMC后，表达突变和野生型TDP43蛋白的运动神经元样细胞的兴奋性水平是否有改变，我们仍然不清楚。目的：研究稳定表达突变TDP43蛋白（Q331和野生型TDP43蛋白的运动神经元样细胞动作电位的特性，推测兴奋性水平；以及给予双甲氧姜黄素后，细胞动作电位的特性是否改变，分析TDP43蛋白在ALS发病机制中的作用。方法：本实验选用稳定转染Empty vector、TDP43Wide type、TDP43Q331K三个NSC34细胞系。这三种细胞系由本实验室构建，采用脂质体将三种不同的TDP43基因转入NSC34细胞。参考NSC34细胞系的方法进行培养，采用免疫细胞化学方法进行鉴定TDP43表达。采用全细胞膜片钳技术，通过记录这三种细胞的动作电位，研究这三种细胞在潜伏期，阈电位，幅度及动作电位频率方面的情况，并观察这些指标在给予双甲氧姜黄素后的变化。结果：1给药前Empty组、WT组、Q331K组这三组细胞组间动作电位特性比较与转染空质粒的NSC34细胞（Empty组）相比，转染野生型TDP43基因的NSC34细胞（WT组）在动作电位潜伏期上明显缩短，在给予所有去极化电流时均有统计学意义（P<0.05）。20pA时Empty组205.6942.35ms WT组152.8724.28ms；30pA时Empty组164.5443.55ms WT组130.6412.12ms；40pA时Empty组138.2128.86msWT组112.259.25ms；60pA时Empty组111.5419.83ms WT组92.859.13ms；80pA时Empty组98.6413.94ms WT组80.796.40ms，其余指标和Empty组没有区别(P>0.05)。与Empty组相比,转染突变型TDP43基因（Q331K组）的细胞在动作电位频率明显增快，在给予30、40、60、80pA去极化电流时有统计学意义（P<0.05）。30pA时Q331K组13.352.04Hz Empty组11.151.90Hz；40pA时Q331K组15.241.77Hz Empty组11.932.36Hz；60pA时Q331K组17.441.65Hz Empty组13.632.60Hz；80pA时Q331K组18.371.75Hz Empty组14.331.73Hz。其余指标和Empty组没有区别(P>0.05)。与WT组相比，Q331K组细胞的动作电位频率明显升高，在30、60、80pA时有统计学意义（P<0.05）。30pA时Q331K组13.352.04Hz WT组11.572.44Hz；60pA时Q331K组17.441.65Hz WT组13.622.53Hz；80pA时Q331K组18.371.75Hz WT组14.682.24Hz。其余指标和WT组没有区别(P>0.05)。2Empty、WT、Q331K这三组细胞在给药前后动作电位特性比较Empty组在给药后动作电位幅度显著降低，在给予20、30、40、60和80pA时均有统计学意义（P<0.05）。20pA时给药前63.869.92mv给药后52.5710.78mv；30pA时给药前69.299.47mv给药后55.4311.14mv；40pA时给药前72.607.06mv给药后59.4710.00mv；60pA时给药前77.286.27mv给药后63.5110.80mv；80pA时给药前81.144.77mv给药后66.7510.86mv。其余指标在给药前后没有区别(P>0.05)。WT组在给药后动作电位幅度显著降低，在给予20、30pA去极化电流时有统计学意义（P<0.05），20pA时给药前67.3514.66mv给药后53.4610.08mv；30pA时给药前70.8313.91mv给药后56.5910.16mv；其余指标在给药前后没有区别(P>0.05)。Q331K组细胞在给药后动作电位幅度明显降低在给予20、30、40、60和80pA时均有统计学意义（P<0.05）。20pA时给药前63.4010.34mv给药后51.607.67mv；30pA时给药前65.739.40mv给药后55.277.85mv；40pA时给药前72.048.58mv给药后55.958.40mv；60pA时给药前75.509.83mv给药后59.165.51mv；80pA时给药前76.547.79mv给药后61.766.14mv。Q331K组在给药后动作电位频率显著减慢在40、60、80pA时有统计学意义（P<0.05），40pA时给药前15.241.77Hz给药后12.082.25Hz；60pA时给药前17.441.65Hz给药后12.342.37Hz；80pA时给药前18.371.75Hz给药后13.363.02Hz。Q331K组在给药后阈电位明显提高，在给予20、30、40、60和80pA时均有统计学意义（P<0.05）。20pA时给药前-28.055.00mv给药后-19.485.49mv；30pA时给药前-28.055.00mv给药后-19.485.49mv；40pA时给药前-30.134.28mv给药后-19.485.49mv；60pA时给药前-30.134.28mv给药后-20.345.67mv；80pA时给药前-30.134.28mv给药后-20.036.49mv，其余指标在给药前后没有区别(P>0.05)。3再给予DMC后，Empty组、WT组、Q331K组这三组细胞组间动作电位特性比较，在动作电位潜伏期、阈电位、幅度及动作电位频率没有区别（P>0.05）。结论：给予双甲氧姜黄素前，WT组和Q331K组细胞的兴奋性明显高于Empty组细胞。野生型TDP43和突变型TDP43（Q331K）均有可能参与到ALS的发病过程中。突变型TDP43（Q331K）细胞的兴奋性更高，对神经损害可能更严重。给予双甲氧姜黄素后，Q331K组细胞的阈电位显著提高，动作电位频率明显减慢，兴奋性明显降低，双甲氧姜黄素可能参与到TDP43基因相关的神经损害的保护中。给予双甲氧姜黄素后，这三组细胞的动作电位幅度均明显降低，提示双甲氧姜黄素对转染野生型和突变型TDP43基因和转染空质粒细胞的钠通道可能会产生影响。给予双甲氧姜黄素后，Empty组、WT组和Q331K这三组细胞组间动作电位特性比较，在动作电位潜伏期、阈电位、幅度及动作电位频率没有区别。