走進「罕見病十宗罪」專欄，為你解密罕見疾病的發(fā)生發(fā)展機制、行業(yè)研究進展（基因治療等）、推動成果轉(zhuǎn)化的臨床前創(chuàng)新策略（模型構(gòu)建及藥物篩選等）。往期回顧：

本期我們要關(guān)注的是一類罕見的漸進性神經(jīng)退行性疾病——肌萎縮性側(cè)索硬化癥（Amyotrophic Lateral Sclerosis, ALS），又稱為葛雷克氏癥或漸凍癥�；颊咴缙诒憩F(xiàn)為手腳無力，在中后期可能出現(xiàn)神經(jīng)痛癥狀或發(fā)展出認(rèn)知/行為障礙，隨著肌肉力量的消失殆盡，呼吸無法進行，體重嚴(yán)重下降，病人也走到了生命的終點。

9年前一場風(fēng)靡全球的ALS冰桶挑戰(zhàn)澆起了人們對“漸凍人”的關(guān)注，9年后的今天，ALS疾病研究也一直在步履不停地前進。作為ALS重要致病基因之一，TARDBP(TDP-43)在不同的生理病理條件下扮演或正面或負(fù)面的角色，宛若一個“來自天堂的魔鬼”。
 

TARDBP的致病機理

反式激活反應(yīng)-DNA結(jié)合蛋白43（TAR DNA-binding protein43, TDP43, TARDBP）是一種由TARDBP基因編碼的蛋白，約95%的ALS病例和約50%的FTD（額顳葉癡呆）具有含有TAR-DNA結(jié)合蛋白（TDP-43）的神經(jīng)元胞質(zhì)內(nèi)含物，TDP－43與蛋白質(zhì)異常聚積，其在細胞質(zhì)的錯誤定位是ALS的重要病理標(biāo)志。

TDP-43是一種主要在細胞核表達的DNA和RNA結(jié)合蛋白，在正常生理狀態(tài)下行使著多項重要功能，如轉(zhuǎn)錄、翻譯、mRNA運輸、mRNA穩(wěn)定、微RNA（miRNA）和長非編碼RNA（lncRNA）處理等。

那為什么說TARDBP是“來自天堂的魔鬼”？在正常生理條件下，TDP-43具有核內(nèi)和胞質(zhì)穿梭的能力，但會優(yōu)先在核內(nèi)發(fā)揮功能；而在病理條件下，TDP-43向胞質(zhì)聚集，呈現(xiàn)高度磷酸化或者泛素化，導(dǎo)致溶解性大大降低^[1]。來自“天堂”（細胞核）的天使會在細胞質(zhì)中變成“魔鬼”，即TDP-43異常定位到胞質(zhì)，導(dǎo)致細胞毒性的產(chǎn)生，又或由于其在胞質(zhì)內(nèi)繼續(xù)發(fā)揮與RNA結(jié)合的作用，進而產(chǎn)生異常功能，從而使神經(jīng)元發(fā)生退行性病變。
 

TARDBP基因的突變情況

ALS大多數(shù)為散發(fā)性ALS（sporadic ALS, sALS），沒有ALS家族史，約占90%；少部分為家族性ALS（familial ALS, fALS），家族中存在1個以上ALS患者，約占10%。導(dǎo)致ALS的致病基因大約有50個，以下幾個基因的突變研究較多，分別為超氧化物歧化酶1（superoxide dismutase 1, SOD1）基因、9號染色體開放閱讀框 72（chromosome 9 open reading frame 72, C9orf72）基因、肉瘤融合蛋白（fused in sarcoma, FUS）基因和TARDBP基因。

大多數(shù)ALS相關(guān)突變出現(xiàn)在TARDBP基因的外顯子6中，最常見的錯義突變是A382T和M337V，TDP-43的C-末端區(qū)域的突變增強了其內(nèi)在聚集傾向，下圖為TARDBP基因的主要突變分布情況（圖1），TARDBP在內(nèi)含子及UTR區(qū)域均有致病突變^[2]。
 

TARDBP基因的主要突變分布情況^[2]

靶向TARDBP治療ALS

在治療ALS的藥物管線中，以靶向SOD1居多，其次是TARDBP，目前靶向TARDBP的管線幾乎都是處于臨床前的抗體藥物，該研究賽道熱度持續(xù)攀升。

為加速ALS藥物研發(fā)，賽業(yè)生物基于自主研發(fā)的HUGO-GT^TM計劃，推出了全基因組人源化模型：hTARDBP、hFUS小鼠，即用人TARDBP或FUS基因（全基因組）原位替換鼠源基因，構(gòu)建更貼近真實世界生物機制的ALS臨床前研究模型。除了野生型全基因組人源化模型，我們還在人源基因上引入了熱門點突變構(gòu)建疾病模型和TG疾病模型，更適用于遺傳性疾病研究和基因治療藥物開發(fā)。

（注：HUGO-GT即 Humanized Genomic Ortholog for Gene Therapy）