Nature Medicine：肌萎缩侧索硬化症(ALS)新病理学标志——TDP-43蛋白质团块

ALS-FTD症状前或前驱阶段的液体生物标志物，以实现早期诊断，并促进患者招募和监测临床试验的目标参与，是一个巨大的未满足的需求。ALS-FTD疾病谱的一个中心病理特征是DNA/RNA结合蛋白TDP-43的核错位和细胞质聚集。虽然人们提出TDP-43细胞质聚集体导致的功能增益机制有助于神经退化，但新出现的证据支持这样一种观点，即由于TDP-43核枯竭导致的隐性剪贴的TDP-43抑制会导致ALS-FTD的神经元损失。

由于TDP-43病理学目前只能通过死后分析来揭示，虽然这种TDP-43功能缺陷在终末期组织有很好的记录，但在疾病早期阶段，TDP-43剪切抑制的丧失程度尚不清楚。澄清这个问题将为疾病机制提供关键的洞察力，并为旨在减轻ALS-FTD中神经元损失的治疗策略提供信息。

TDP-43拼接抑制的丢失导致包括许多非保守的隐式外切体，其中约3%产生框架内新表位体。我们假设，检测生物流体中隐性外显子编码肽可以揭示早期TDP-43剪接抑制在ALS-FTD患者中是如何失调的，并可能建立反映TDP-43功能障碍的液体生物标志物。为了测试这个想法，我们根据RNA表达数据和蛋白质结构建模，选择了某些隐性新表位素来生成抗体。

然后，我们在通过小干扰RNA耗尽TDP-43的HeLa细胞中验证了这些新的单克隆抗体。我们专注于一种抗体，该抗体在HDGFL2中可靠地检测到神秘的外子编码新表位。使用这种新型抗体，2024年1月26日发表在Nature Medicine的文章，开发了一种高度特异性和敏感的三明治ELISA，以确定这种神秘的外显子编码新表位素在CSF中的动态性质，从患有散发性肌萎缩侧索硬化症的个体，以及在脑脊液和来自C9orf72突变导致家族性ALS-FTD的无症状和有症状个体的血液。

在这里，本文使用一种新特征的单克隆抗体，特异性于TDP-43依赖性隐性表位（由HDGFL2中发现的隐性外显子编码），以表明TDP-43剪接抑制的丧失发生在ALS-FTD中，包括症状前C9orf72突变载体。

研究结果显示，幽秘性肝瘤衍生生长因子样蛋白2（HDGFL2）在家族性ALS-FTD和零星ALS中与对照组相比，在脑脊液中积累的水平明显更高，并且在家族疾病中比神经丝光和磷酸化神经丝重链蛋白水平更早升高。隐性HDGFL2也可以在ALS-FTD患者的血液中检测到，包括症状前C9orf72突变携带者，并积累在与CSF高度相关的水平上。

识别人类在帧内，TDP-43相关的隐式外生子

综上所述，ALS-FTD患者的CSF和血液中都存在神秘的HDGFL2，现在直接证明TDP-43剪接抑制的丧失发生在早期疾病，包括症状前阶段。这些发现与一名患者在出现FTD症状前5年接受颞叶手术切除以治疗癫痫的病例一致。

她切除的脑组织显示，在一些神经元中失去了核TDP-43，但不包含任何细胞质夹杂物，这支持了TDP-43剪接抑制的丢失是导致神经元损失的早期事件。此外，另一组还能够检测无症状C9orf72突变载体的脑脊液中存在神秘的HDGFL2，而不是使用靶向质谱方法。我们在脑脊液和无症状C9orf72突变载体的血液中检测TDP-43依赖性隐性肽也与神经退行性疾病的共同主题一致——即致病机制通常在临床相关症状出现前几年开始。

原文出处

Irwin, K.E., Jasin, P., Braunstein, K.E. et al. A fluid biomarker reveals loss of TDP-43 splicing repression in presymptomatic ALS–FTD. Nat Med 30, 382–393 (2024). https://doi.org/10.1038/s41591-023-02788-5