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.2008年5月27日；105(21):7594-9.
doi:10.1073/pnas.0802556105。 Epub 2008年5月20日。

运动神经元和少突胶质细胞以外的细胞类型中的突变SOD1加速了ALS小鼠的发病

Koji Yamanaka公司 1, Severine Boilee公司, 伊丽莎白·A·罗伯茨, 迈克尔·L·加西亚, 梅丽莎·麦克阿隆尼斯·道恩斯, 奥利弗·R·米克斯, 唐·W·克利夫兰, 劳伦斯·S·B·戈尔茨坦
附属公司

运动神经元和少突胶质细胞以外的细胞类型中的突变SOD1加速了ALS小鼠的发病

Koji Yamanaka公司等。 美国国家科学院程序. .

摘要

广泛表达的超氧化物歧化酶（SOD1）的显性突变通过引起成年运动神经元过早死亡而导致家族性ALS。为了测试运动神经元疾病的发病是否需要对运动神经元以外的细胞类型进行突变损伤，我们制作了嵌合体小鼠，在嵌合体小鼠中，所有运动神经元和少突胶质细胞表达突变SOD1的水平足以在广泛表达时引起致命的早期运动神经元疾病，但这是在含有可变数量非突变、非运动神经元的细胞环境中进行的。尽管100%的运动神经元和少突胶质细胞内有高水平的突变表达，但在大多数嵌合体中，WT非运动神经元的存在显著延迟了运动神经元变性的发生，使无病生存期延长了50%。因此，疾病的发作是非细胞自主的，运动神经元和少突胶质细胞以外的细胞类型中的突变SOD1损伤是运动神经元变性开始的主要原因。

PubMed免责声明

利益冲突声明

作者声明没有利益冲突。

数字

图1。
图1。
生成Olig的策略−/−：：SOD1G37R（G37R）嵌合小鼠。(A类)创造100%SOD1嵌合小鼠的实验设计G37R（G37R）运动神经元。(B类)Olig1/2基因座和D16MIT155 STS标记在小鼠16号染色体上的位置。(C类)产生Olig的配对和基因分型策略−/−：：SOD1G37R（G37R）嵌合小鼠。奥利格+/−用于杂交2的小鼠是由Olig交配产生的+/−带有WT FVB小鼠的小鼠（C57BL/6遗传背景）。SOD1G37R（G37R）小鼠具有C57BL/6遗传背景（WT-Olig+SOD1等位基因G37R（G37R）鼠标以红色突出显示）。描述了每个胚胎的预期基因型。奥利格−/−胚胎是通过奥利格杂交产生的+/−老鼠（交叉2）。源自Olig的嵌合体−/−胚胎与奥利格不同+/−使用D16MIT155 STS标记，该标记位于Olig1/2位点附近。奥利格家族−来自C57BL/6背景的等位基因携带MIT155146（以绿色突出显示）。(D类)D16MIT155 STS标记的PCR产物。146个碱基的PCR产物由C57BL/6背景或Olig产生−/−：：SOD1G37R（G37R）或Olig−/−：：WT嵌合体（1区和6区），而来自FVB小鼠的16号染色体产生170碱基的PCR产物（D16MIT155170、车道、2、4和5）。(E类)Olig嵌合程度−/−：：SOD1G37R（G37R）通过Q-PCR评估小鼠SOD1G37R（G37R）转基因。利用尾部提取物基因组DNA的双重Q-PCR（三次独立运行）分析SOD1突变转基因水平。原始SOD1的尾部DNA提取物G37R（G37R）第42行(n个=2）作为阳性对照，并指定100%转基因含量（红条）。
图2。
图2。
奥利格−/−：：SOD1G37R（G37R）嵌合体小鼠在所有运动神经元中表达突变SOD1，但仅在感觉轴突的一个子集中表达。(A–E)L5腹侧（电机）(A类,B类、和D类)和背部（感觉）(C类和E类)来自8个月大的Olig的根−/−：：SOD1G37R（G37R）老鼠(A–C)或2个月大的种系SOD1G37R（G37R）老鼠(D类和E类)用人特异性SOD1抗体染色(A类和C–E类)，或髓鞘碱性蛋白抗体(B类). (F–K型)两种不同Olig的腰椎脊髓切片−/−：：SOD1G37R（G37R）和5个月大的SOD1G37R（G37R）抗人SOD1抗体免疫小鼠(F–H（飞行高度）)运动神经元标记SMI-32(I–K型). 请注意，所有运动神经元均为SMI-32阳性（红色），也表达人类SOD1（绿色）。[比例尺：50μm(A–E)和40微米(F–K型).]
图3。
图3。
Olig突变体SOD1表达运动神经元−/−：：SOD1G37R（G37R）避免退化。(A–D)WT代表性L5运动轴突口径(A类，蓝色），末级SOD1G37R（G37R）(A类，红色），Olig−/−：：WT嵌合体(B类)和Olig−/−：：SOD1G37R（G37R）嵌合体(C类和D类). (B–D类)L5运动根两侧的平均轴突口径计数（A类). (D类)注意只有5号嵌合体发展为ALS样疾病。(E类)不同嵌合体（表1中ID对应的数字）、种系SOD1的L5运动根中大（直径>3-μm，红色条）和小口径运动轴突（蓝色条）的数量和比例G37R（G37R）和C57BL/6小鼠。SOD1中轴突的数量G37R（G37R）和C57BL/6小鼠，每个基因型平均有三到四只动物。(F类和G公司)8个月大Olig的典型甲苯胺蓝染色L5运动轴突图像−/−：：SOD1G37R（G37R）老鼠(F类)，和末级SOD1G37R（G37R）小鼠（6个月大，G公司). (H（H）)大运动神经元（红条）和小运动神经元（蓝条）的量化；示例图像位于图S3). 横条表示整个腰椎脊髓10–12个截面的平均运动神经元数。横条顶部的数字表示大型运动神经元数量与小型运动神经元数量的比率。[比例尺：50μm(F类和G公司).] (我)奥利格−/−：：SOD1G37R（G37R）嵌合体小鼠是活的，可以避免运动神经元疾病。显示了种系SOD1的发病数据G37R（G37R）小鼠（蓝色）和Olig−/−：：SOD1G37R（G37R）嵌合体小鼠（红色）。开圆圈表示四只嵌合体小鼠从未发生运动神经元疾病，但在211-239日龄时死亡。
图4。
图4。
Olig保存了脊髓外侧的上部运动轴突−/−：：SOD1G37R（G37R）老鼠。Olig上腰椎脊髓横切面−/−：：SOD1G37R（G37R）嵌合体1号(A类)，奥利格−/−：：重量(B类)，奥利格−/−：：SOD1G37R（G37R）嵌合体5号(C类或终末期SOD1G37R（G37R）老鼠(D类)甲苯胺蓝染色。箭头，退化的轴突。（比例尺：10μm）
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