吴瑛课题组于2010年1月在美国《国家科学院院刊》(PNAS)上报道了TDP-43蛋白病果蝇模型方面的研究工作,证明了在果蝇不同种类神经元中过表达人源TDP-43蛋白,能引起类似神经退行性疾病的特征。在此果蝇模型基础上,郭维锐等发现,在果蝇的运动神经元中过表达野生型和A315T突变型TDP-43蛋白均能引起神经元轴突和胞体肿胀,并导致果蝇幼虫运动能力和存活力降低(图1)。TDP-43包含A315T突变位点的C端片段与朊蛋白(prion)具有序列相似性,对该片段进行结构预测发现其有形成β-sheet的趋势。合成的野生型和A315T突变型肽段在体外能形成电镜可见的纤维样沉淀(图2),二者均对体外培养的神经元有毒性,并引起细胞死亡,而且A315T突变型肽段的毒性较野生型更强。

  这些结果证明了TDP-43的野生型和A315T突变型在生物化学性质和结构方面有差异,显示出TDP-43的C端片段与朊蛋白的生化及结构性质的相似性,并提示了在病理条件下产生的TDP-43毒性肽段在神经细胞之间横向传播可能是其引起ALS和FTLD疾病的分子机制之一。