α-synuclein A53T小鼠
别名：G2-3(A53T), PrPsynA53T, A53TαS Tg mice (line G2-3), MoPrP-Huα-Syn(A53T), Hualpha-Syn(A53T), A53T aSyn Tg Mouse (Lee), alpha-synuclein A53T Mouse (Tg)
物种：小鼠
基因：SNCA
突变：SNCA*A53T
编辑类型：SNCA - 转基因
疾病相关：帕金森病
品系名称：B6.Cg-2310039L15RikTg(Prnp-SNCAA53T)23Mkle/J。曾用名：B6.Cg-Tg(Prnp-SNCA*A53T)23Mkle/J
遗传背景：由C3H/HeJ x C57BL6/J杂交品系建立，再通过回交到C57Bl6/J种群进行维护。
获取途径：可通过The Jackson Laboratory编号#006823获得，活体。
基因编辑细节
该转基因包含由小鼠朊蛋白 (PrP)启动子驱动的带有A53T突变的人类α-突触核蛋白序列。转基因插入在Chr10:95350683-95399000 (Build GRCm38/mm10)，导致249 Kb的缺失，破坏了2310039L15Rik基因，该基因编码一个lincRNA (Goodwin et al., 2017)。表型特征
在症状性小鼠中，脑纹状体的多巴胺及其代谢物DOPAC和HVA与野生型相当，但在5月龄时，纹状体的酪氨酸羟化酶减少。已报道黑质的D1受体增加、伏隔核和纹状体的多巴胺转运体减少。在运动缺陷之前，这些小鼠在特定的神经元类型中，包括中脑、小脑、脑干和脊髓中发生α-突触核蛋白的沉积。蛋白质聚集物不像路易小体 (Lewy bodies)，但是它们是硫黄素-S阳性的，表明它们具有纤维状结构。在有症状的小鼠中，选择的脑区域中观察到GFAP免疫反应性增加，包括背侧中脑、深小脑核、脑干和脊髓。与非转基因对照组相比，皮层、海马和黑质没有增加的反应性。在11-14月龄时，脑干神经元中的线粒体增大，它们与线粒体裂解蛋白Drp1的共定位减少。这些小鼠在9-16月龄左右开始出现严重的运动障碍。缺陷从7个月的轻度多动开始，逐渐发展为摇晃运动、活动减少，并最终导致瘫痪和死亡。在11-12月龄时，通过巴恩斯圆形迷宫评估，空间记忆受损。表型详情
这些转基因小鼠过度表达带有与PD相关的突变体 (A53T) 的人类α-突触核蛋白。半合子小鼠在大脑中过表达突变的α-突触核蛋白，水平大约比内源性小鼠α-突触核蛋白高出六倍。它们在约一岁时发展出严重的进行性运动障碍，但没有明显的神经元丢失 (Lee et al., 2002)。本文的数据涉及半合子动物观察到的表型；来自此品系的纯合子小鼠无法生存。A53T过表达导致神经异常和寿命缩短 (Lee, 2002)小鼠朊蛋白 (PrP)启动子在这些小鼠中驱动转基因表达，导致广泛的神经元表达。原位杂交证实了在黑质致密部的神经元中的表达。在神经胶质细胞中也观察到表达。人类α-突触核蛋白以点状模式出现在神经纤维束中，表明富集在突触前终端。这些转基因小鼠在5月龄时表现出正常的活动水平，但在9月龄时变得过度活跃 (Unger et al., 2006)。此外，约在10月龄时，它们开始发展出严重的运动障碍 (Lee et al., 2002)。障碍的早期迹象包括摇晃 (wobbling)和姿态异样 (posturing)。在几天内，总体运动行为减少，自发运动减慢。还可以观察到尾巴的僵硬。最终，通常在发病后的14-21天内，这些小鼠无法自行站立，到达疾病末期。据报道，运动表型大约有90％的覆盖率，有10％的小鼠在16至18月龄时也未出现这些运动障碍 (The Jackson Laboratory, Stock#006823)。没有发生运动异常的小鼠在19月龄时仍保持过度活跃 (Unger et al., 2006)。认知缺陷也已经报道。在11-12月龄时，通过巴恩斯圆形迷宫（Barnes circular maze) 评估，空间记忆受损 (Teravskis et al., 2018)。
A53T导致空间记忆受损 (Teravskis et al., 2018)
从神经病理学角度来看，受影响的A53T小鼠在某些神经元群体中积累α-突触核蛋白，包括中脑、小脑、脑干和脊髓 (包括腹角运动神经元)。此外，这些神经元积累泛素和磷酸化神经纤维酸性蛋白H。蛋白质聚集体与路易小体 (Lewy body) 不同，但是它们是硫黄素-S阳性的，表明它们具有纤维结构。这些蛋白质积聚在年轻小鼠 (2至4月龄) 中不存在，但在发病前的老年小鼠中可检测到。虽然转基因体在黑质中表达，但该区域未观察到显著的病理学改变，酪氨酸羟化酶水平与野生型小鼠没有显著差异。然而，自噬过程中涉及的蛋白质LC3-II水平降低 (Pupyshev et al., 2018)，D1受体表达增加与过度活跃相关 (Unger et al., 2006)。在纹状体中，在症状发作后未检测到多巴胺或多巴胺代谢产物3,4-二羟基苯乙酸 (DOPAC)和高香草酸 (HVA)的显著丧失 (Lee et al., 2002)。然而，Pupyshev等人报道五个月时酪氨酸羟化酶水平降低 (Pupyshev et al., 2018)，Unger等人发现分离的突触小体中多巴胺摄取速率下降了40％ (Unger et al., 2006)。此外，多巴胺转运体表达下降与纹状体和伏隔核的高活性相关。此外，纹状体LC3-II水平降低 (Pupyshev et al., 2018)。反应性胶质增生是这些小鼠的另一个神经病理学特征。与非转基因对照组相比，症状性A53T小鼠在中脑、深小脑核、脑干和脊髓中表现出更高水平的GFAP免疫反应性。相反，在皮层、海马、丘脑和尾状核中，GFAP免疫反应性与对照组相当。线粒体变化也有报道。在11-14个月的年龄段，脑干神经元中的线粒体变大，它们与线粒体分裂蛋白Drp1的共定位减少。此外，检测到杆状肌动蛋白包含物，表明肌动蛋白细胞骨架的重组可能导致线粒体功能障碍 (Ordonez et al., 2018)。Immunoflfluorescent staining for mitochondria (ATPVa) and Drp1 (O) shows mitochondrial enlargement (P) and reduced Drp1 colocalization (Q) in11- to 14-month-old A53T human a-synuclein transgenic mice compared to non-transgenic littermates. Scale bar, 5 mm. n = 4 per genotype.
线粒体膨大和Drp1共定位减少 (Ordonez, 2018)此外，海马突触功能缺陷似乎在早期就出现了 (Teravskis et al., 2018)。从3-6个月的小鼠海马切片的CA1锥体神经元中测量的诱导突触反应与非转基因动物相当。但是，小型突触后电流的幅度和AMPA与NMDA受体电流的比率降低。此外，长时程增强被抑制。在症状发作之前，半合子A53T小鼠是有活力且可育的，但雌性携带者的繁殖能力并不理想 (The Jackson Laboratory，Stock#006823)。
上文由鼠来宝生物译自alzforum.org数据库：https://www.alzforum.org/research-models/synuclein-a53t-mouse-tg
更新日期：2019年2月8日
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alzforum.org. α-synuclein A53T Mouse (Tg). https://www.alzforum.org/research-models/synuclein-a53t-mouse-tg
Goodwin LO, et al. Large-scale discovery of mouse transgenic integration sites reveals frequent structural variation and insertional mutagenesis. bioRχiv preprint first posted online Dec. 18, 2017
Lee MK, et al. Human alpha-synuclein-harboring familial Parkinson's disease-linked Ala-53 --> Thr mutation causes neurodegenerative disease with alpha-synuclein aggregation in transgenic mice. Proc Natl Acad Sci U S A. 2002 Jun 25;99(13):8968-73.
Ordonez DG, Lee MK, Feany MB. α-synuclein Induces Mitochondrial Dysfunction through Spectrin and the Actin Cytoskeleton. Neuron. 2018 Jan 3;97(1):108-124.e6.
Pupyshev AB, et al. Suppression of autophagy in the brain of transgenic mice with overexpression of А53Т-mutant α-synuclein as an early event at synucleinopathy progression. Neurosci Lett. 2018 Apr 13;672:140-144.
Teravskis PJ, et al. A53T Mutant Alpha-Synuclein Induces Tau-Dependent Postsynaptic Impairment Independently of Neurodegenerative Changes. J Neurosci. 2018 Nov 7;38(45):9754-9767.
Unger EL, et al. Locomotor hyperactivity and alterations in dopamine neurotransmission are associated with overexpression of A53T mutant human alpha-synuclein in mice. Neurobiol Dis. 2006 Feb;21(2):431-43.
