TEN1基因缺失通过诱导端粒缩短模拟人类先天性角化不良症的小鼠模型

《SCIENCE ADVANCES》：Loss of Ten1 in mice induces telomere shortening and models human dyskeratosis congenita

编辑推荐：为解决TBDs（端粒生物学疾病）中TEN1功能未知的问题，研究人员通过CRISPR-Cas9构建Ten1基因敲除小鼠模型，发现其出现端粒缩短、早衰及多器官功能障碍，首次揭示TEN1缺失通过p53/p21通路诱发（先天性角化不良症）的表型，为理解CST复合体在端粒维持中的作用提供新证据。

　　在生命的长河中，端粒如同染色体末端的"保护帽"，其长度维持是细胞衰老和基因组稳定的关键指标。端粒生物学疾病(TBDs)如先天性角化不良症(DC)患者常出现骨髓衰竭、皮肤异常等早衰症状，但CST复合体（CTC1-STN1-TEN1）中最小亚基TEN1的功能机制仍是未解之谜。尽管CTC1和STN1突变已被证实与Coats plus综合征相关，但TEN1在体内的作用及其缺失后果始终缺乏直接证据。

为破解这一科学难题，德国亥姆霍兹慕尼黑中心的研究团队通过CRISPR-Cas9技术构建了全球首个存活型Ten1纯合敲除小鼠模型。该研究通过系统表型分析结合分子检测，揭示TEN1缺失导致端粒快速缩短并完美模拟人类DC的核心特征，相关成果发表于《SCIENCE ADVANCES》。

研究采用CRISPR-Cas9靶向删除Ten1外显子3建立小鼠模型，通过Q-PCR和Q-FISH检测端粒长度，结合组织病理学、免疫荧光及Western blot等技术系统评估多器官表型。队列分析包含107只基因编辑小鼠，生存实验追踪29只突变鼠与25只对照。

研究结果呈现三大突破性发现：

1. "Ten1纯合小鼠出现严重生长障碍和寿命缩短"：突变鼠体重减轻50%，平均存活仅18.3天。μCT显示骨骼发育异常，Q-FISH证实端粒长度在肝脏缩短15%，小肠缩短23%。

2. "皮肤色素沉着与造血系统缺陷"：突变鼠呈现典型的DC三联征——足垫过度色素沉着（Fontana-Masson染色证实为黑色素）、舌部角化过度及骨髓脂肪化（造血细胞减少80%），完美模拟人类DC的临床特征。

3. "神经系统异常与分子机制"：小脑体积缩小30%，浦肯野细胞层紊乱（Calbindin染色异常），伴随p53/p21通路持续激活。SureQuant质谱证实CTC1/STN1表达未代偿性上调，提示TEN1缺失直接破坏CST复合体稳定性。

深入机制研究发现，TEN1缺失触发级联反应：端粒缩短→DNA损伤（pH2AX阳性）→p53介导的细胞周期阻滞（Cyclin基因表达紊乱）→干细胞耗竭（Sox9⁺细胞减少50%）。值得注意的是，炎症因子IL-6和TNF-α在脑组织表达增加3倍，而转座子LINE1在肝脏异常激活，揭示端粒危机可能通过表观遗传调控加速衰老。

这项研究首次在动物模型中证实TEN1是维持端粒长度的必需因子，其缺失通过p53/p21通路诱发多系统早衰。尤为重要的是，突变鼠重现了DC患者90%的核心症状（包括既往未被认知的视网膜变性），为TBDs提供了全新研究模型。基因组分析发现人类TEN1基因在进化中高度保守（与黑猩猩100%同源），但人群数据库显示该基因对功能缺失突变极度敏感（gnomAD o/e=0.67），这解释了为何临床尚未发现TEN1突变患者——可能因为胚胎致死效应。

该研究不仅填补了CST复合体功能研究的空白，更为开发靶向端粒维护的治疗策略奠定基础。未来通过组织特异性敲除模型，可进一步解析TEN1在端粒与非端粒功能中的精确作用，为先天性角化不良等早衰综合征带来新的诊疗希望。