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目的:肌萎缩侧索硬化症是一种非常严重的神经退行性疾病,其中C9ORF72基因突变在家族性与散发性患者中均有较高占比,C9ORF72突变基因翻译产生的polyPR蛋白对于体外培养的细胞有很明显的毒性作用,转基因果蝇模型中poly-PR对果蝇眼部神经元有很强的损伤效应。但是poly-PR的表达对小鼠的行为学及其相关病理改变的影响尚未有报道,因此我们构建了神经元特异性表达poly-PR的转基因小鼠模型,以此来研究poly-PR在小鼠体内的病理作用,并考察其行为学改变。方法:首先构建EGFP-(CCAAGA)28质粒,通过CRISPR/Cas9技术将靶序列插入到野生型小鼠的Rosa26位点,F0代嵌合子小鼠与野生型小鼠繁殖得到F1代杂合子小鼠,繁殖扩增后,与Thy1-cre转基因小鼠杂交得到神经元特异性表达GFP-PR28的杂合子小鼠。通过免疫组织化学荧光染色技术鉴定GFP-PR28在细胞内的定位和脑区分布,利用实时荧光定量PCR技术分别检测GFP在对照组、杂合子组和纯合子组小鼠的脑区分布和外周组织器官分布情况。通过悬尾实验、笼盒行为实验、rotarod转棒实验、平衡木实验、足迹试验和旷场实验等行为学实验检测小鼠的运动能力。为了检测poly-PR对小鼠运动能力的影响是否具有性别差异性,对雄鼠和雌鼠分别进行运动能力检测。3月龄、6月龄、10月龄、12月龄小鼠分别进行了rotarod转棒实验,以此来检测小鼠的发病时程和疾病进程。利用免疫组织化学染色技术检测GFP-PR28杂合子小鼠各个脑区的损伤情况,同时分别检测2月龄、6月龄、12月龄对照和杂合子小鼠的体重、全脑重量和小脑重量。通过转录组测序技术探索其可能的致病机制,利用实时荧光定量PCR和免疫印迹技术验证组学中筛选得到的差异表达基因,利用免疫组化技术验证转录组学分析中富集到的通路的变化。结果:免疫组化分析发现GFP-PR28主要定位于神经元的核仁结构,在海马、皮层、小脑和脊髓等脑区的神经元中大量表达,而在外周器官不表达。与对照小鼠相比,纯合子小鼠在20天左右个体明显偏小,且随着小鼠年龄增加体重下降愈加明显,最后纯合子小鼠表现为成熟前死亡的表型,提示poly-PR具有较强的毒性作用。杂合子小鼠的行为学分析发现有明显的渐进性运动功能障碍,主要表现为平衡木实验中杂合子小鼠后肢滑落次数增加,足迹实验中步距降低,rotarod实验中在转棒上的停留时间明显缩短。且随着小鼠年龄增长,停留在转棒上的时间逐渐减少,与对照组的差距愈加明显,提示杂合子小鼠出现进行性的神经退变。除此之外,GFP-PR28杂合子小鼠在旷场实验中表现出明显的焦虑样症状。病理分析发现大脑皮层和小脑严重萎缩,小脑浦肯野神经元和腰段脊髓运动神经元大量丢失,说明病理学改变与运动行为学改变有明显的相关性。转录组测序分析发现突触传递相关的基因表达明显下调,以及炎症相关基因的明显上调。与转录组学分析结果一致的是,免疫组化染色发现小脑和脊髓的胶质细胞大量激活,且呈现出年龄依赖性的现象。结论:我们成功的构建了poly-PR转基因小鼠,且在神经元特异性的表达polyPR会导致运动功能障碍。该小鼠模型很好地模拟了临床病人的病理改变,包括大小脑的萎缩,及其脑内的神经炎症反应。转录组测序结果进一步提示突触功能障碍和炎症可能是疾病发生的参与机制。此模型也为后期机制研究、药物筛选提供了很好地模型工具。