ALS 人源细胞类型与人体组织表达参照比较
比较同基因背景不同细胞类型的表达变化，并用散发性肌萎缩侧索硬化（amyotrophic lateral sclerosis，ALS）尸检运动神经元作参照，结合剪接靶基因与 RNA 清除检查早期模型质量。
用途与模型
- 研究用途
- 用同基因背景的细胞类型比较和人体尸检转录资料，检验人源 ALS 模型的疾病相关表达及剪接终点，帮助选择后续靶点研究与药物评价所用细胞/指标。本研究实际是模型质量与病理相关性比较，没有进行候选药物筛选或临床药效预测。
- 模型与细胞来源
- 诱导多能干细胞（induced pluripotent stem cells，iPSC）来源下运动神经元、感觉神经元、星形胶质细胞，以及另在 TARDBP 配对中比较的皮层样神经元。前 3 类采用 SOD1 G85R、TARDBP G298S、PFN1 G118V 的 3 组同基因变异/对照配对。
- 方法版本
- 2023 年正式研究范围；2022 年同源预印本
- 实验形式
- 同一细胞背景下分开比较细胞类型与变异，重点观察约第 10 天的细胞状态；再与已有激光分离尸检运动神经元表达资料对照。C9orf72 与 SOD1 A4V 的公开资料另作再分析。
材料与平台
- 细胞身份与表达
- 标志染色与 RNA 测序热图核对身份，比较变异/对照的差异表达及不同细胞类型。
- 人体参照与 RNA 状态
- 已有散发性 ALS 及对照脊髓运动神经元数据，TDP-43 剪接靶基因、定量 PCR、蛋白与 RNA 清除干预分别检查。
测量指标与分析
- 不同细胞类型的上调和下调基因
- 与尸检差异基因的同方向重合和变化幅度相关
- TDP-43 相关剪接靶基因表达
- 隐蔽外显子转录本及其归一化结果
- 总量/定位/可溶与不溶性 TDP-43
- 依赖翻译的 RNA 清除对异常转录本的影响
按细胞类型及同基因配对分别比较表达；将模型差异基因与尸检上调/下调集合对应。相关系数分别采用全部尸检差异基因和两者共同变化基因，不把重合比例作为药物预测准确率。
研究设计与结果
药物集评价
- 研究设计
- 以人体病理相关组织表达为参照，检查家族性变异人源模型在不同细胞类型中保留哪些信号；再以剪接/蛋白/RNA 清除比较解释早期检测差别。
- 测试范围
- 3 组同基因配对用于下运动神经元、感觉神经元和星形胶质细胞，皮层样仅 TARDBP 配对。身份染色每组 8 孔，表达热图每条件 3 文库；尸检参照为 13 例散发性 ALS 与 8 例对照脊髓。
- 参照体系
- 各细胞类型的变异与同基因野生型参照，以及家族性 ALS 体外下运动神经元与散发性 ALS 尸检下运动神经元；C9orf72/SOD1 A4V 另引用数据不并为自建配对。
- 研究结果
- 模型与尸检共同上调 480/1303 个、共同下调 103/316 个基因。全部尸检差异基因的变化幅度相关 R = 0.26，共同变化基因 R = 0.41。TARDBP/PFN1 的 TDP-43 相关靶基因降低较明显，SOD1 G85R 配对相对较少；早期隐蔽外显子低信号与 RNA 清除有关，总 TDP-43 染色未明显改变。
适用条件与研究局限
- 实际是模型病理相关性比较，没有候选药物筛选、临床药效预测或监管资格认定。
- 体外与尸检重合的分母是尸检差异基因；不是全部体外基因，更不是患者或药物正确率。
- 早期单一细胞模型未包含衰老和邻近细胞全部作用，未重现的组织变化仍需解释。
- TDP-43 总染色、可溶蛋白与剪接功能属于不同检测；不溶组未检出仍受检测灵敏度影响。
- 环己酰亚胺（cycloheximide，CHX）用于 RNA 清除机制干预，野生型及 PFN1 模型没有同样隐蔽外显子增加；研究未评价其治疗效果。
来源与原文
- iPSC motor neurons, but not other derived cell types, capture gene expression changes in postmortem sporadic ALS motor neurons原始研究 · Cell Reports · 2023-08-30