2006년, 노이만과 동료들은 인간 근위축성 측색 경화증(ALS) 뇌 샘플에서 RNA 결합 단백질 TDP-43의 응집과 잘못된 위치화가 발견되었습니다.
그 이후, 시험관 및 생체 내에서 TDP-43의 과발현이 루게릭병 병리를 유발하는 것으로 밝혀져 근본적인 루게릭병 메커니즘을 연구하는 데 적합한 모델을 제공했습니다.
그러나 형질전환 루게릭병 마우스 모델은 빠르게 진행되며 치명적인 병리를 보입니다.
이러한 이유로 우리는 성인 C57Bl6 마우스의 운동 피질에 인간 TDP-43(hTDP-43)을 발현하는 혈청형 9(AAV9)의 아데노 관련 바이러스를 주입하여 중간 정도의 진행을 보이는 유도성 마우스 모델을 확립했습니다.
조직학적 기법뿐만 아니라 RT-qPCR로 평가한 결과 주사 후 3개월, 6개월, 9개월이 지난 후에도 hTDP-43 mRNA와 단백질의 지속적인 발현이 확인되었습니다(그림 1A, B).
좀 더 자세히 살펴보면, 4중 면역 형광 표지법을 통해 대뇌 피질의 CTIP2 양성 뉴런을 포함한 거의 독점적으로 뉴런이 전사된 반면, GFAP 양성 성상교세포는 TDP-43 음성이었습니다(그림 1C). 
그림 1: AAV-hTDP-43을 주입한 마우스의 hTDP-43 mRNA 및 단백질 발현 프로파일. hTDP-43 mRNA 수준
(A) 및 단백질
(B) AAV-hTDP-43 주입 후 운동 피질의 수준과 AAV-비어있는 대조군 주입 후의 수준.
AAV-hTDP-43을 주입한 동물의 운동 피질에서 hTDP-43(녹색), GFAP(청록색), CTIP2(흰색), NeuN(빨간색), DAPI(파란색)의 대표적인 5채널 이미지와 동일한 마커의 단일 채널 이미지(흰색).
hTDP43 신호는 CTIP2 양성 세포(녹색 화살표 머리)를 포함한 NeuN과 공동 위치하지만 GFAP 양성 성상세포(노란색 화살표)에는 나타나지 않아 hTDP-43의 순수한 신경세포 발현을 나타냅니다(화살표 머리).
이원 분산 분석에 이어 Bonferroni의 사후 검정.
평균 ± SEM.
**p<0.01; ***p <0.001.
n = 그룹당 8.
정량적 면역 형광 이미지 분석을 통해 AAV-hTDP-43을 주입한 결과 주입 후 3, 6, 9개월 후 GFAP 신호가 크게 증가했습니다(그림 2A).
GFAP 신호에 대한 자세한 평가 결과, GFAP 양성 세포의 수가 증가했으며 이러한 세포는 대조군의 세포에 비해 더 크고 세포당 더 많은 GFAP를 발현했습니다(데이터는 표시되지 않음, 자세한 내용은 문의하세요 ).
이러한 결과는 총 성상교세포의 수가 증가하고 주입 후 9개월 후에도 안정적으로 유지되는 TDP-43의 발현으로 인해 이러한 성상교세포가 활성화되었음을 나타냅니다.
또한, 주사 후 6개월 및 9개월 후 대조군에 비해 AAV-hTDP-43을 주입한 동물의 운동 피질 면적이 현저히 작았으며, 이러한 효과의 경향은 이미 3개월 후에 나타났습니다(그림 2B). 
그림 2: AAV-hTDP-43을 주입한 생쥐의 운동 피질의 성상교세포증 및 위축. GFAP 면역 반응(IR) 영역의 정량화
(A) 및 영역 크기
(B) AAV-hTDP-43 주입 후 3, 6, 9개월 후의 운동피질 영역과 AAV-비투여 대조군 주입 후의 운동피질 영역 비교.
이원 공변량 분석에 이은 Bonferroni 사후 검정.
평균 ± SEM.
*p<0.05; **p <0.01; ***p <0.001.
그룹당 n = 8.
결론적으로, 우리는 성인 C57Bl6 마우스의 운동 피질에 AAV-hTDP-43을 주입하여 새로운 유도 가능한 hTDP-43 모델을 확립했습니다.
바이러스 주입으로 신경세포에만 hTDP-43이 전달되었고, 성상교증으로 관찰된 신경염증과 운동피질 위축이 나타났습니다.
따라서 이 모델은 기초 연구뿐만 아니라 신약 개발 연구에도 사용할 수 있습니다. AAV-hTDP-43을 주입한 마우스에서 다음 루게릭병 연구를 시작하려면 지금 바로 문의하세요.
