TFG p.G269V突变通过干扰Wnt信号通路，破坏了iPSC衍生模型中的运动神经元功能

《Journal of Neurochemistry》：TFG p.G269V Mutation Disrupts Motor Neuron Function in iPSC-Derived Models via Wnt Signaling Dysregulation

该研究通过CRISPR/Cas9技术对携带TFG p.G269V突变患者的诱导多能干细胞进行基因校正，发现突变导致运动神经元轴突缩短和Wnt信号通路失调，引发电生理功能异常。基因校正可有效逆转这些缺陷，表明TFG突变独立影响神经元形态和功能，且Wnt信号通路失调可能参与其致病机制。

　　

摘要

夏科-马里-图斯病（Charcot–Marie–Tooth disease, CMT）是一种遗传性神经病变，其特征是远端肌肉逐渐出现无力和萎缩，这与轴突损伤有关。尽管TRK融合基因（TFG）的突变已被证实与CMT和遗传性痉挛性截瘫有关，但其致病机制仍不甚明了。此前我们的研究已经表明，TFG p.G269V突变会导致患者肌肉逐渐无力，影响小鼠原代培养神经元的突起生长，并在斑马鱼中引发神经元凋亡，这表明该基因在神经发育过程中具有保守作用。为了研究该突变在人类模型中的影响，我们从携带该突变的患者体内建立了诱导多能干细胞（iPSCs），并利用CRISPR/Cas9技术生成了相应的修复细胞系。这两种细胞系均分化为运动神经元（motor neurons, MNs）。虽然神经元的分化过程及成熟标志物的表达情况相似，但源自患者的运动神经元表现出明显的轴突缩短以及与TFG相关的不可溶性物质。电生理学检测显示这些细胞的功能存在缺陷，包括自发放电频率和诱发电位频率降低，以及静息电位（rheobase）升高。转录组分析揭示了Wnt信号通路的失调，而对该通路的药理抑制进一步加剧了神经元兴奋性的丧失。我们的研究结果表明，TFG p.G269V突变会独立性地破坏运动神经元的形态和功能，而这些缺陷可以通过基因修复得到逆转。此外，Wnt信号通路的失调可能参与了TFG相关神经病变的病理生理过程。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。

数据可用性声明

本研究中生成的RNA-seq数据已存入NCBI基因表达组数据库（GEO），访问号为GSE310834。手稿中描述的所有其他材料均可根据合理请求向通讯作者索取。

同行评审

本文的同行评审记录可访问：https://www.webofscience.com/api/gateway/wos/peer-review/10.1111/jnc.70359。