额颞叶痴呆合并肌萎缩侧索硬化症的临床特点、影像学特征和发病机制研究科技报告

肌萎缩侧索硬化症（ALS）是一种复杂遗传机制的神经系统退行性疾病，特征为运动神经元的进行性退化。近期研究表明，ALS特征性的TDP-43沉积可导致中枢运动神经元线粒体DNA释放，从而激活下游炎性cGAS-STING通路。该炎性通路受m6A甲基化修饰影响，而m6A甲基化在ALS发病机制中的作用受到广泛关注，但ALS与m6A甲基化差异修饰如何影响疾病进展仍不明确。本研究旨在探究m6A甲基化修饰在ALS疾病发展中的作用。我们分析了585名ALS患者的全外显子测序数据，并对比携带m6A修饰相关基因突变的患者的临床进展（中位随访时长：23个月）。后续收集了16名患者与6名健康对照的外周样本，进行了MeRIP-seq和蛋白质组测序。在细胞功能实验中，通过siRNA敲低小鼠运动神经元（NSC-34）的RBMX基因，并使用CX3CR1小分子阻滞剂，观察阻断该通路对神经元存活的影响。多组学分析筛选出与ALS发病机制可能相关的m6A相关蛋白，并进行了下游细胞功能验证。研究表明，患者携带的RBMX突变与运动神经元损伤相关，而在外周免疫细胞中，m6A的差异修饰也可引起炎性通路的改变，包括CR3CR1信号通路。
此外，ANXA11突变与ALS的发病机制相关，尤其是热点突变p.P36R。我们开发了携带该突变的敲入小鼠模型，观察到突变小鼠在10个月时表现出晚发性运动功能障碍，且生存率与野生型相似（>24个月），无痴呆迹象。病理分析显示，纯合突变小鼠的脊髓运动神经元、皮质神经元和肌肉细胞中存在早期异常聚集，自2个月龄起，观察到错误定位的ANXA11聚集体、SQSTM1/p62阳性包涵体及细胞质中TDP-43的错误定位，并随疾病进展而加重。电子显微镜检查揭示腓肠肌的肌原纤维异常，包括肌节结构紊乱和自噬液泡内的细胞质电子密集结构。自噬通量在2个月时保持完整，但到9个月时受损，表现为Beclin-1和LC3BII/I水平下降以及SQSTM1/p62表达增加，提示自噬功能障碍与ALS的进展密切相关。到9个月时，显著的运动神经元丧失和神经炎症被检测到，12个月时肌肉萎缩明显。这些发现表明，获得功能的ANXA11突变通过早期前驱蛋白病、进展性神经元退化、神经炎症和自噬功能障碍驱动晚发性运动神经元病。本研究为深入理解ALS的发病机制提供了重要的见解，同时也为未来的诊断和治疗策略奠定了基础。