综述:纤维蛋白种子诱导的突触核蛋白病动物模型:病理机制、疾病建模与治疗意义

【字体: 时间:2025年06月16日 来源:Neuroscience Research 2.4

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  这篇综述系统阐述了α-突触核蛋白(αSyn)预形成纤维(PFFs)在动物模型中诱导突触核蛋白病(如路易体病LBD和多系统萎缩MSA)的病理机制,重点探讨了朊病毒样传播假说、菌株特异性构象差异对疾病异质性的影响,以及基于该模型开发的疾病修饰疗法(如被动免疫、αSyn表达调控和神经元活性调节)。作者创新性提出模板扩增技术可保留患者源性αSyn纤维(LB-αSyn)的原始构象,为精准模拟人类疾病提供新思路。

  

纤维蛋白种子诱导的突触核蛋白病动物模型研究进展

病理机制与模型构建
α-突触核蛋白(αSyn)在生理状态下呈天然未折叠构象,而在病理条件下错误折叠形成纤维聚集体。动物实验证实,将αSyn预形成纤维(PFFs)注射到宿主脑区后,可触发内源性αSyn的模板依赖性纤维化,形成路易小体(LBs)和路易神经突(LNs)样包涵体。通过电子显微镜观察发现,超声破碎处理的PFFs片段(<500nm)具有更强的致病性。值得注意的是,αSyn病理在神经环路中的传播呈现时空特异性:纹状体注射后1个月即可在黑质致密部(SNpc)观察到包涵体,6个月后出现多巴胺能神经元丢失;而嗅球(OB)注射模型则优先在边缘系统形成病理,伴随嗅觉功能障碍。

疾病特异性建模策略
针对路易体病(LBD),研究者开发了多种位点特异性注射模型:

  • 纹状体模型:野生型小鼠注射小鼠αSyn PFFs(mPFFs)6个月后出现运动障碍,黑质神经元损失达35%;转A53T突变人αSyn的BAC转基因小鼠则加速至2个月出现表型。
  • 肠道模型:胃壁注射后,病理αSyn通过迷走神经逆行传输至迷走神经背核(dmX),但仅在过表达αSyn的转基因动物中观察到向上传播。
  • 睡眠障碍模型:注射至丘脑下核(SLD)可模拟快速眼动睡眠行为障碍(iRBD)的肌张力丧失异常,并随时间进展为帕金森样症状。

对于多系统萎缩(MSA),研究发现野生型小鼠注射mPFFs后12个月才出现少突胶质细胞包涵体(GCIs),且病理分布与神经环路损伤区域重叠。RNAscope技术揭示MSA患者GCIs中SNCA
mRNA表达上调,提示少突胶质细胞可能通过增加αSyn表达促进模板纤维化。

菌株假说与构象研究
冷冻电镜(cryo-EM)研究发现,LBD和MSA患者脑提取物中的αSyn纤维具有截然不同的原子级构象。蛋白酶K消化实验显示MSA来源的αSyn聚集体具有更高抵抗性。通过模板扩增技术(如优化LB-αSyn与重组单体的化学计量比)可20倍扩增患者源性纤维,并保留其原始构象特征。注射扩增产物的Thy1-SNCA
/Snca
-/-
转基因小鼠再现了LBD典型的轴突肿胀样病理,而传统PFFs则诱导细神经突病变。

治疗策略与转化价值
基于病理传播机制,研究者探索了多环节干预方案:

  • 被动免疫:靶向αSyn C末端的抗体ABBV-0805可减少PS19转基因小鼠90%的包涵体。
  • 神经元活性调控:AMPA受体拮抗剂perampanel通过抑制巨胞饮作用降低PFFs摄取,钙调磷酸酶抑制剂环孢素可阻断Ca2+
    -CaM-CN信号通路。
  • 基因治疗:反义寡核苷酸(ASO)使Snca
    mRNA降低50%,几乎完全阻止包涵体形成。

挑战与展望
当前模型仍存在三大瓶颈:MSA特异性GCIs形成机制不明、患者源性纤维扩增技术尚未标准化、跨突触传播分子机制有待解析。未来需开发能保留MSA纤维原始构象的扩增方法,并阐明少突胶质细胞间αSyn传播的独特途径。这些突破将推动针对不同突触核蛋白病亚型的精准治疗策略诞生。

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