Pri nevrodegeneraciji je starost oziroma staranje najpomembnejši dejavnik tveganja, vendar pa se vpliv staranja ali nevrodegeneracije na izražanje genov v človeških možganih najpogosteje študira ločeno. V tem članku smo analizirali spremembe v nivjou transkripcije in alternativnega spajanja v temporalnem korteksu posameznikov različnih starosti, ki so bili kognitivno normalni ali prizadeti s frontotemporalno lobarno degeneracijo (FTLD), ali Alzheimerjevo bolezenijo (AD). Pri kognitivno normalnih posameznikih smo ugotovili s starostjo povezane spremembe v alternativnem spajanju ter, da so enake spremembe pojavljajo pri 95 odstotkih posameznikov z FTLD ali AD, neodvisno od njihove starosti. Te spremembe so v skladu s povečanim alternativnim spajanjem, odvisnim od proteina PTB (polypyrimidine trakt binding protein). Ugotovili smo tudi bolezensko specifične spremembe alternativnega spajanja, ki so bile prisotne pri osebah z FTLD ali AD, vendar ne v kognitivno normalnih posameznikih. Te spremembe so se skladale z zmanjšano regulacijo alternativnega spajanja s proteinom NOVA (nevroonkološko ventralni antigen), ki je tudi imel zmanjšano izražanje v jedrih. Dramatično zmanjšanje izražanja nevronskih genov je povezano z boleznijo medtem, ko je pri staranju je opažena skromno zmanjšanje izražanja glialnih in nevronskih genov. Čeprav naši podatki kažejo, da se s starostjo povezane spremembe alternativnega spajanja uravnavajo neodvisno od sprememb na nivoju transkriptoma, se njun vpliv opazi na izražanju genov s podobnimi funkcijami, kot na primer genov presnove ali popravljanja DNA. V tej raziskavi ugotovljene spremembe alternativnega spajanja opisujejo novo zvezo med staranjem in nevrodegeneracijo.
COBISS.SI-ID: 8549204
Nevronski citoplazemski vključki (NCIS), ki vsebujejo fosforiliran TDP-43 (pTDP-43) so patološka odlika bolezni motoričnih nevronov / amiotrofične lateralne skleroze (MND / ALS) in FTLD-TDP. Velika večina NCIS v možganih in hrbtenjači vsebuje ubikvitin in p62, mi pa smo že poročali o podskupini bolnikov s TDP-43 proteinopatijo, ki ima nenavadne številne p62-pozitivne in TDP-43-negativne vključke v malih možganih in hipokampusu. Pri teh vzorcih smo poskušali ugotoviti, ali imajo povečano število heksanukleotidnih ponovitev v genu C9orf72. PCR s ponovitvenim oligonukleotidom je bila izvedena v 36 MND / ALS, FTLD-MND/ALS in FTLD-TDP primerih in štirih kontrolah. Povečano število ponovitev je bilo ugotovljeno pri 14 posameznikih. V vseh 14 primerih so bile NCIS iz piramidalne plasti celic hipokampusa zelo razširjene, globularne, zvezdaste oblike in p62-pozitivne, velika večina teh celic pa je bila pTDP-43 negativnih. p62-pozitivne NCIS so tudi razširjene v cerebelarni granularni in molekularni plasti v vseh primerih, ter v Purkinje celicah v 12/14 primerih. Številne p62-pozitivne pTDP43-negativne nevronske jedrne vključke (NIIs) smo določili pri 12/14 primerih v plasti piramidanlnih celic hipokampusa in 6/14 primerih v granularni plasti cerebeluma. Ta nenavadna kombinacija vključkov se zdi patološko značilna za MND / ALS in FTLD-TDP z večjim številom heksanukleotidnih ponovitev v genu C9orf72 in predpostavljamo, da tvorijo posebno patološko podskupino TDP-43 proteinopatij. Naši rezultati kažejo, da se kot odgovor na mutacije na p62 poleg TDP-43 vežejo in agregirajo tudi drugi proteini, kar ima lahko pomembno vlogo pri nevrodegeneraciji.
COBISS.SI-ID: 25381159
RNA-vezavna proteina FUS in TDP-43 sta povezana z amiotrofično lateralno sklerozo (ALS) in frontotemporalno lobarno degeneracijo (FTLD). Ker ni znano, če uravnavata izražanje enakih transkriptov, smo z metodama iCLIP ter analiza alternativnega izrezovanja ugotavljali vezavo FUS na RNA ter primerjali z vezavo TDP-43. Nismo opazili pomembnega prekrivanje vezavnih mest RNA ali eksonov, ki jih urejata FUS ali TDP-43. Kljub temu pa smo ugotovili, da oba proteina urejata izražanje genov, ki imajo vlogo v razvoju živčevja.
COBISS.SI-ID: 26042663
Amiotrofična lateralna skleroza (ALS) in frontotemporalna lobarna degeneracija (FTLD ) sta neusmiljeno napredujoči nevrodegenerativni bolezni, ki se prekrivata v kliničnih, patoloških in genetskih značilnostih. Citoplazmatski vključki proteina FUS so značilne pri ALS bolnikih z mutacijami v genu FUS. FUS je večnamenski, predvsem jedrni protein, ki je vpleten v DNA in RNA metabolizem. V tej objavi smo poročali, da transgene miši, ki prekomerno izražajo divji tip človeškega FUS, pri homozigotnih živalih razvijejo fenotip z zgodnjim nastopom, ki vsebuje tresenje, paralizo zadnjega dela telesa in smrt po 12 tednih. Opazne so izgube velikih motoričnih nevronov v hrbtenjači, ki jih spremljajo nevrofiziološki dokazi denervacije in osrednja atrofija mišic. V preživelih motoričnih nevronih v hrbtenjači se močno poveča število citoplazemskih vključkov FUS. Hemizigotne miši niso pokazale motoričnega fenotipa ali patologije. Prikazani model povzame nekaj patoloških značilnosti opaznih pri bolnikih z ALS in FTLD in kažejo, da je lahko prekomerno izražanje divjega tipa FUS v občutljivih nevronih eden od glavnih vzrokov bolezni. Poleg tega bodo te miši zagotovile nov model za raziskave mehanizma bolezni in testiranje terapij.
COBISS.SI-ID: 26073127
Mutacije v genu, ki kodira za protein FUS, povzročajo usodno nevrodegenerativno bolezen amiotrofično lateralno sklerozo (ALS). FUS je pretežno jedrski protein, ki je vpleten v metabolizem RNA. Veliki FUS-pozitivni vključki izpolnjujejo perikarion preživelih motoričnih nevronov bolnikov z ALS. Predvideva se, da sekvestracija FUSa v vključke moti metabolizem RNA ter sproži nevrodegeneracijo. V tej objavi smo dokazali, da C-terminalne ALS mutacije motijo signal za lokalizacijo v jedru (NLS), ki se nahaja na tem koncu. Mutacije vodijo v citoplazmično kopičenje FUSa v transfeciranih celicah in fibroblastih bolnikov. Napačne lokalizacije FUS lahko rešimo z dodatkom nemutiranega NLS na koncu mutiranih proteinov. Prav tako smo pokazali, da oksidativni stres veže mutirani FUS v stresna zrnca ter za seboj povleče tudi nemutirani FUS. Te ugotovitve podpirajo hipotezo dveh stopenj nastajanja bolezni. V prvi stopnji pride do citoplazemskega kopičenja proteina FUS, nato pa ob celičnem stresu pride do oblikovanja agregatov. Agregati lahko sekvestrirajo novi FUS, porušijo procesiranje RNA in sprožijo degeneracijo motoričnih nevronov.
COBISS.SI-ID: 26644263