从应激颗粒初筛到患者细胞测试
2019 年 7 月发表于 Neuron 的研究，把应激颗粒成像与肌萎缩侧索硬化症（amyotrophic lateral sclerosis，ALS）患者来源的运动神经元结合起来。团队希望找到能够干预 TDP-43 异常积聚的化合物，并在筛选中区分应激颗粒的整体变化和 TDP-43 的具体变化。
初筛分别在 HEK293 细胞中测试 3,350 种化合物，在神经前体细胞中测试 5,910 种化合物。成像分析包括应激颗粒面积、数量和平均大小，其中面积与数量按细胞核面积归一化。两类细胞的筛选分别获得 40 个和 27 个能够减少应激颗粒的候选化合物。
后续用诱导多能干细胞（induced pluripotent stem cells，iPSC）分化的运动神经元测试 10 个候选化合物：6 个在 3 种应激条件下均减少应激颗粒，另外 4 个在其中 2 种条件下有效。研究使用的患者细胞包括来自 4 名 TARDBP 变异携带者的 4 株细胞系、来自 2 名 FUS 变异携带者的 2 株细胞系，以及来自 3 名健康对照的 4 株细胞系。
应激去除后，患者细胞仍保留 TDP-43 斑点
TDP-43 是一种 RNA 结合蛋白。研究观察到，部分应激颗粒抑制剂减少 TDP-43、FUS 等蛋白进入颗粒；实验还通过颗粒组分分析，显示这些蛋白与颗粒的结合依赖 RNA。不同蛋白在同一颗粒中的反应有所差别。
在嘌呤霉素应激实验中，TARDBP 或 FUS 变异患者的运动神经元在去除应激后，仍保留持续的 TDP-43 胞质斑点。健康对照细胞中的应激颗粒与 TDP-43 斑点则更容易消退。这个恢复期表型为后续药物比较提供了另一项观察指标。
两类成像指标呈现不同的药物反应
恢复实验采用 2 μM 化合物预处理 60 分钟，再用嘌呤霉素处理 6 小时，去除应激后观察 7 小时。米托蒽醌和 pyrvinium 减少了 TARDBP 变异细胞中持续存在的 TDP-43 斑点；digitoxin 虽然能减少应激颗粒，在这一恢复实验中却没有同样减少持续斑点。
这些结果让筛选过程能够同时考察应激颗粒形成和异常蛋白聚集的持续性。论文另在携带 TDP-43 变异的小鼠原代神经元中观察到部分化合物改善存活；患者运动神经元实验的主要结果是成像记录的蛋白分布和斑点变化。