ALS Animal Model Comparison

ALS 动物模型 对比平台

对比四大主要 ALS 转基因小鼠模型的基因特征、病理机制、行为表型和研究价值, 帮助研究者选择最适合的实验模型。

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SOD1
fALS占比20%
疾病速度90%
临床相关性60%
TDP-43
fALS占比5%
疾病速度60%
临床相关性95%
FUS
fALS占比4%
疾病速度50%
临床相关性30%
C9orf72
fALS占比40%
疾病速度30%
临床相关性85%

数据对比

多维对比雷达图

疾病速度临床相关性模型复杂度
SOD1
TDP-43
指标SOD1TDP-43
染色体位置21q22.111p36.22
突变类型点突变点突变 / 过表达
fALS占比~20%~5%
ALS病理覆盖仅SOD1-ALS~97%
发病时间~8周 (P56)~3-4个月
存活期4-5个月 (P120-150)5-8个月
运动神经元丢失显著显著
认知影响可能
神经炎症中等中等
模型成熟度最成熟成熟

模型详情

SOD1

Cu-Zn Superoxide Dismutase 1

染色体 21q22.11

fALS占比

~20%

ALS病理覆盖

仅SOD1-ALS

发病时间

~8周 (P56)

存活期

4-5个月 (P120-150)

常见突变位点

G93AG37RG86RA4VH46R

病理特征

SOD1蛋白聚集体
脊髓运动神经元丢失
反应性星形胶质细胞增生
小胶质细胞活化

发病机制

蛋白错误折叠与聚集

SOD1蛋白突变导致错误折叠和异常聚集,引发氧化应激、线粒体功能障碍和内质网应激,最终导致运动神经元选择性死亡。

行为表型

后肢肌力减弱
运动不协调
进行性后肢瘫痪
体重下降

优势

+最经典、最广泛使用的ALS模型(1994年建立)
+病理特征与人类ALS高度相似
+可重复性好,实验数据丰富
+疾病进展时间线清晰可预测

局限性

高拷贝数导致快速进展,与人类ALS速度不同
SOD1突变仅占少数ALS病例
不伴有TDP-43病理(与多数ALS患者不同)

药物测试与研究文献

各模型中已测试的治疗候选药物、临床前/临床结果及关键研究文献。点击药物卡片展开详细信息。

3

已批准药物

1

临床试验中

4

临床前研究

0

已终止/失败

跨模型药物管线对比

模型已批准临床中临床前已终止总计
SOD1
31408
TDP-43
00415
FUS
02204
C9orf72
01315

研究洞察

SOD1-G93A模型作为最经典的ALS动物模型,拥有最丰富的药物测试数据,且是唯一产生了FDA批准药物的模型。 然而,近年来针对TDP-43和C9orf72模型的药物研发正在加速,尤其是反义寡核苷酸(ASO)疗法和基因编辑技术。 FUS模型的Jacifusen (ION363)是精准医学在ALS领域的重要突破,代表了从基因发现到靶向治疗的快速转化。 值得注意的是,多数在SOD1模型中有效的药物在人类临床试验中表现欠佳,这提示我们需要更多样化的动物模型来提高临床转化成功率。

发病机制对比

SOD1

蛋白错误折叠与聚集

SOD1蛋白突变导致错误折叠和异常聚集,引发氧化应激、线粒体功能障碍和内质网应激,最终导致运动神经元选择性死亡。

基因突变蛋白异常神经退化

运动神经元丢失

显著

认知影响

神经炎症

中等

TDP-43

核质转位与包涵体形成

TDP-43从细胞核异常转位到细胞质,形成不溶性包涵体。核内TDP-43功能丧失导致RNA剪接异常,细胞质聚集体产生毒性效应。

基因突变蛋白异常神经退化

运动神经元丢失

显著

认知影响

可能

神经炎症

中等

FUS

RNA代谢异常与应激颗粒

FUS蛋白突变导致其从细胞核异常转位到细胞质,形成应激颗粒样聚集体。RNA代谢通路(转录、剪接、转运)受到严重干扰。

基因突变蛋白异常神经退化

运动神经元丢失

中等

认知影响

可能

神经炎症

轻微

C9orf72

RNA毒性与二肽重复蛋白

GGGGCC六核苷酸异常重复扩增产生三重毒性机制:RNA foci形成导致RNA结合蛋白隔离;非经典翻译产生有毒二肽重复蛋白(DPR);C9orf72蛋白功能丧失影响自噬和免疫调节。

基因突变蛋白异常神经退化

运动神经元丢失

中等-显著

认知影响

显著 (FTD)

神经炎症

显著

References & Resources

参考文献

SOD1 模型

[1] Gurney et al. (1994) Science

[2] Dal Canto & Gurney (1995)

[3] Wong et al. (1995)

TDP-43 模型

[1] Wegorzewska et al. (2009) PNAS

[2] Arnold et al. (2013)

[3] Walker et al. (2015) — rNLS8

FUS 模型

[1] Qiu et al. (2021)

[2] Nolan et al. (2016) Acta Neuropathol Commun

[3] Kerk et al. (2022)

C9orf72 模型

[1] Balendra & Isaacs (2018)

[2] Stepto et al. (2014)

[3] Meijboom et al. (2022)

综述文献

[1] Zhou et al. (2024) Front. Neurosci. The usage and advantages of several common ALS animal models.

[2] Zhu et al. (2023) Transl. Neurodegener. Pathological insights from ALS animal models.

[3] Bonifacino et al. (2021) Int. J. Mol. Sci. Nearly 30 years of animal models to study ALS.

[4] De Giorgio et al. (2019) Dis. Model. Mech. Transgenic and physiological mouse models give insights into different aspects of ALS.

[5] Nolan et al. (2016) Acta Neuropathol. Commun. Pathogenesis of FUS-associated ALS and FTD.

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