肌萎縮側索硬化癥(ALS)是一種致命的神經退行性疾病，其核心病理特征是TAR DNA結合蛋白43(TDP-43)從細胞核異常定位到細胞質。盡管TDP-43病理在97%的ALS病例中出現，但其如何導致神經元死亡的機制仍不清楚。近年來，端粒功能障礙被報道與多種衰老相關疾病有關，但關于其在ALS中的作用存在爭議——有的研究發現端�？s短，有的則觀察到延長。這種矛盾提示我們：TDP-43病理是否會影響端粒穩態？端粒異常又如何參與ALS的神經退行性過程？

為回答這些問題，來自澳大利亞麥考瑞大學的研究團隊在《Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular Basis of Disease》發表了重要研究成果。他們利用具有TDP-43病理特征的rNLS轉基因小鼠模型（通過多西環素調控表達突變核定位信號的TDP-43），結合表達ALS相關突變體(A315T/A90V)的小鼠原代皮層神經元，系統研究了端粒長度變化及其調控機制。研究采用端粒定量熒光原位雜交(Q-FISH)、免疫印跡分析TRF2/Rif1/TERT表達、免疫熒光-FISH聯用技術(PML/γH2AX共定位)等關鍵技術，并分析了人類ALS患者脊髓組織樣本。

研究結果部分：

1. 更長端粒存在于TDP-43 rNLS小鼠皮層神經元
   通過Q-FISH定量發現，在疾病晚期（6周停用多西環素），rNLS小鼠皮層神經元端粒長度顯著長于對照組，且長度變異性增加。表達TDP-43突變體A315T/A90V的原代神經元也呈現類似表型，證實TDP-43病理直接導致端粒延長。

2. 端粒長度異質性伴隨Rif1表達趨勢性上調
   端粒長度方差分析顯示rNLS小鼠端粒異質性顯著增加。雖然未達統計學顯著性，但免疫印跡顯示Rif1（端粒長度調控蛋白）在rNLS小鼠和人類ALS脊髓組織中均呈現上調趨勢，提示端粒維持機制紊亂。

3. TRF2表達呈現疾病階段依賴性變化
   早期疾病階段（2周）即出現TRF2（端粒保護蛋白）下調，晚期（6周）則逆轉為上調。人類ALS脊髓組織也顯示50%病例存在TRF2上調趨勢，表明端粒保護功能在ALS早期就已受損。

4. 端粒延長與端粒酶(TERT)下調相關
   晚期rNLS小鼠皮層TERT（端粒酶催化亞基）表達顯著降低，RT-qPCR顯示其表達隨疾病進展呈下降趨勢。這與已知的"長端粒抑制端粒酶活性"反饋機制一致。

5. 端粒延長不依賴ALT機制且無端粒DNA損傷
   PML-端粒共定位分析排除了替代性端粒延長(ALT)機制的參與，γH2AX-FISH也未檢測到端粒特異性DNA損傷，說明端粒異常獨立于DNA損傷反應。

這項研究首次系統揭示了TDP-43病理形式通過破壞TRF2/Rif1平衡導致端粒異常延長的分子機制。特別重要的是，TRF2的早期下調提示端粒功能障礙可能是ALS的驅動因素而非后果。研究發現端粒延長與TERT表達呈負相關，為解釋臨床觀察到的TERT表達異常提供了機制基礎。雖然人類組織樣本量有限導致部分結果未達統計學顯著性，但在小鼠模型和原代神經元中的一致性發現強化了結論的可靠性。

該研究對ALS領域有三重重要意義：首先，確立了端粒功能障礙作為TDP-43病理的下游事件；其次，TRF2的階段性變化提示其可能作為早期診斷標志物；最后，發現端粒延長不依賴ALT機制，為開發特異性靶向端粒維持通路（而非廣譜端粒酶激活）的治療策略提供了理論依據。未來研究可進一步探索TDP-43如何調控端粒相關蛋白的表達，以及端粒異常如何特異性導致運動神經元變性等重要科學問題。