Notch3 to jednoprzebiegowe białko transmembranowe należące do rodziny receptorów Notch Notch. Białka Notch są zaangażowane w bardzo konserwatywny system sygnalizacji (Notch ) o szerokim spektrum funkcji, od proliferacji i różnicowania komórek po apoptozę. różnicowanie do apoptozy. Mutacje w genie Notch3 są powiązane z mózgową autosomalną dominującą arteriopatią z zawałami podkorowymi i leukoencefalopatią. leukoencefalopatią (CADASIL), zaburzeniem charakteryzującym się udarem i demencją u młodych dorosłych. Badania oceniające ekspresję Notch3 w ludzkich zróżnicowanych komórkach i dorosłych tkankach wykazały wysoki poziom Notch3 tylko w komórkach mięśni gładkich naczyń krwionośnych (VSMC). komórkach mięśni gładkich naczyń (VSMC). Postawiono jednak hipotezę, że Notch3 jest ulega wszechobecnej ekspresji w dorosłych tkankach ludzkich. Naszym celem była ocena ekspresji Notch3 w ludzkich limfocytach krwi obwodowej (PBL) i fibroblastach od zdrowych osób. zdrowych osób. W obu typach komórek zbadaliśmy ekspresję Notch3 za pomocą reakcji łańcuchowej polimerazy z odwrotną transkryptazą (RT-PCR) i ilościową reakcję łańcuchową polimerazy w czasie rzeczywistym (qRT-PCR). Ponadto oceniliśmy ekspresję białka Notch3 za pomocą analizy Western blot. Analiza RT-PCR i qRT-PCR wykazały obecność mRNA Notch3 w obu typach komórek. Analiza Western blot potwierdziła ekspresję białka Notch3 w PBL i fibroblastach, chociaż wykazując różne profile. Nasze dane potwierdzają ekspresję Notch3 w dorosłych ludzkich komórkach ludzkie typy komórek i sugeruje, że PBL i fibroblasty mogą zapewnić łatwo dostępne komórki do badania roli ekspresji Notch3 w mechanizmach patogenetycznych mechanizmach patogenetycznych prowadzących do różnych chorób u ludzi. --- Mózgowa autosomalna dominująca arteriopatia z zawałami podkorowymi i leukoencefalopatią (CADASIL) jest najczęstszą dziedziczną przyczyną udaru mózgu i leukoencefalopatii. leukoencefalopatią (CADASIL) jest najczęstszą dziedziczną przyczyną udaru i i otępienia naczyniowego u dorosłych. Cechy kliniczne i neuroobrazowe przypominają te sporadyczną chorobę małych tętnic, chociaż pacjenci z CADASIL mają wcześniejszy wiek wcześniejszy wiek wystąpienia udaru, zwiększoną częstość występowania migreny z aurą oraz nieco zmienny wzór zmian niedokrwiennych istoty białej w MRI mózgu. NOTCH3 (Notch homolog 3), gen związany z CADASIL, koduje przezbłonowy receptor wyrażany głównie w układowych naczyniach krwionośnych. receptor ulegający ekspresji głównie w komórkach mięśni gładkich tętnic układowych. Mutacje patogenetyczne zmieniają liczbę reszt cysteinowych w zewnątrzkomórkowej domenie zewnątrzkomórkowej domenie NOTCH3, która gromadzi się w małych tętnicach osób dotkniętych chorobą. osób. Badania funkcjonalne i obrazowe w hodowanych komórkach, genetycznie genetycznie myszy i pacjentów z CADASIL zapewniły wgląd w molekularne i naczyniowe mechanizmy molekularne i naczyniowe mechanizmy leżące u podstaw tej choroby. Ostatnie wieloośrodkowe wieloośrodkowe badanie u pacjentów z zaburzeniami poznawczymi podkreśla wykonalność badań randomizowanych u pacjentów z CADASIL. W niniejszym przeglądzie podsumowujemy aktualny stan wiedzy na temat CADASIL, wyniszczającego zaburzenia, które służy również jako model również jako model dla bardziej powszechnych form podkorowych udarów niedokrwiennych i czystego otępienia naczyniowego. otępienia naczyniowego. --- CADASIL, czyli autosomalna dominująca arteriopatia mózgowa z zawałami podkorowymi i Ieukofalopatią z zawałami podkorowymi i encefalopatią podkorową jest dziedzicznym zaburzeniem małych naczyń mózgowych. u dorosłych w średnim wieku, spowodowane mutacjami w genie Notch3. Gen Notch3. Choroba jest odpowiedzialna za rozproszone zmiany w istocie białej związane z zawałami lakunarnymi w podkorowych obszarach mózgu. podkorowych obszarach mózgu. Jest przyczyną ataków migreny z aurą udaru niedokrwiennego mózgu i wiąże się z różnym stopniem upośledzenia funkcji poznawczych upośledzeniem funkcji poznawczych i zaburzeniami nastroju. CADASIL jest uważany za unikalny model do badania "podkorowych otępień pochodzenia niedokrwiennego". demencji". Ostatnie dane sugerują, że liczba zawałów lakunarnych i nasilenie atrofii mózgu są głównymi markerami choroby związane z niepełnosprawnością poznawczą i ruchową. Zaburzenia nastroju zgłaszane przez 10-20% pacjentów, najczęściej w połączeniu z zaburzeniami poznawczymi. z zaburzeniami poznawczymi. Ich dokładne pochodzenie pozostaje ich dokładne pochodzenie pozostaje nieustalone, obecność zmian niedokrwiennych w jądrach szarych lub w przedniej istocie białej czołowej istoty białej może być czynnikiem wpływającym na pojawienie się tych objawów. objawów. Potrzebne są dalsze badania, aby lepiej zrozumieć związek między między uszkodzeniami mózgu a objawami poznawczymi i psychiatrycznymi. psychiatrycznymi obserwowanymi w tej chorobie małych naczyń mózgu. naczyń. --- Dokonaliśmy przeglądu charakterystyki bólu głowy u pacjentów z mózgową autosomalną dominującą arteriopatią mózgową z zawałami podkorowymi i leukoencefalopatią (CADASIL), aby zweryfikować adekwatność Międzynarodowej Klasyfikacji Headache Disorders, wydanie drugie (ICHD-II). Dostępne dane zostały znalezione za pośrednictwem Medline/PubMed przy użyciu słowa kluczowego "cerebral autosomal dominant arteriopatia mózgowa z zawałami podkorowymi i leukoencefalopatią (CADASIL)". Wyszukiwanie wyszukiwania ograniczono do badań opublikowanych w języku angielskim w latach 1993 a 2008 rokiem. Wykluczyliśmy badania, które nie zawierały oryginalnych danych dotyczących CADASIL i informacji dotyczących występowania bólu głowy. Znaleźliśmy 34 badania raportujące dane dotyczące 749 pacjentów; 387 (51,7%) pacjentów miało bóle głowy. Zgodnie z definicją definicją autorów, 356 (92%) pacjentów zostało zgłoszonych jako cierpiących na migrenę, a 31 (8%) jako cierpiących na ból głowy. Spośród 356 pacjentów, których zdefiniowano jako migrenowców, 125 (35,1%) cierpiało na migrenę z aurą, 7 (2%) na migrenę bez aury, 156 (43,8%) na migrenę nieokreśloną migrenę, a 68 (19,1%) miało więcej niż jeden rodzaj migreny. Wśród 31 pacjentów cierpiących na ból głowy, u 18 (58,1%) ból głowy nie był u 18 (58,1%) pacjentów; u 6 (19,3%) określono go jako przewlekły, jako przypominający migrenę z aurą u 4 (12,9%), jako przypominający migrenę bez aury u 2 (6,5%). migrenę bez aury u 2 (6,5%) i jako typ napięciowy u 1 (3,2%) pacjenta. U pacjentów z CADASIL ból głowy był zwykle określany jako migrena, a najczęściej jako migrena z aurą. Określenie to jest jednak formalnie nieprawidłowe, ponieważ kryteria diagnostyczne diagnostyczne dla każdego rodzaju migreny w ICHD-II wymagają, aby zaburzenie nie było przypisywane innemu zaburzeniu. nie można przypisać innemu zaburzeniu. Z tego powodu sugerujemy aktualizację ICHD-II w odniesieniu do CADASIL. Naszą sugestią jest dodanie nowej kategorii określanej jako Ból głowy przypisywany zaburzeniu genetycznemu, w tym Ból głowy przypisywany CADASIL. --- Białka z rodziny Notch są receptorami na powierzchni komórek, które przekazują sygnały między sąsiadującymi komórkami. Szlak sygnalizacyjny Notch jest wysoce ewolucyjnie konserwowany i krytyczny dla determinacji losów komórek podczas rozwoju embrionalnego rozwoju embrionalnego, w tym wielu aspektów rozwoju naczyń krwionośnych. Interakcja receptorów Notch z ligandami prowadzi do rozszczepienia wewnątrzkomórkowej domeny Notch (NICD), która następnie przemieszcza się do jądra i aktywuje czynnik transkrypcyjny CBF1/J. czynnik transkrypcyjny CBF1/JBP-Jkappa, regulując ekspresję genów. Do tej pory u ssaków znaleziono cztery receptory Notch. Spośród nich Notch3 ulega ulega ekspresji głównie w dorosłych komórkach mięśni gładkich tętnic u ludzi. MUTACJE GENU NOTCH3 powodują autosomalną dominującą arteriopatię mózgową z dominującą arteriopatią tętniczą. dominującą arteriopatię mózgową z zawałami podkorowymi i leukocefalopatią (CADASIL), dziedziczny zespół wczesnego udaru mózgu prowadzący do demencji z powodu ogólnoustrojowej degeneracji naczyń. Sugeruje to, że Notch3 odgrywa kluczową rolę w utrzymaniu stabilności fenotypowej komórek mięśni gładkich naczyń krwionośnych (VSMC). Ostatnie publikacje wskazują, że Notch3 jest zaangażowany w uszkodzenie naczyń krwionośnych i jest determinantą przeżycia VSMC, ale jego dokładna funkcja nie jest znana. Mechanizmy molekularne mechanizmy leżące u podstaw patologii CADASIL są zatem intrygujące. Badanie CADASIL Notch3 pokazuje, że większość mutacji nie zmienia CBF1/JBP-Jka. CBF1/JBP-Jkappa pośredniczy w klasycznej aktywacji Notch, więc patologiczne konsekwencje mutacji konsekwencje mutacji NOTCH3 u pacjentów z CADASIL nie mogą być po prostu wyjaśnione przez utratę lub wzmocnienie funkcji w klasycznym szlaku sygnałowym Notch. To sugeruje, że nowy szlak sygnalizacyjny, w którym pośredniczy Notch3, może być obecny w VSMC lub krzyżowa regulacja Notch3 do innych szlaków sygnalizacyjnych może odgrywać krytyczną rolę w przetrwaniu VSMC. Alternatywnie, zmutowany Notch3 może zyskać nową lub toksyczną funkcję w VSMC. nową lub toksyczną funkcję w VSMC. Niniejszy przegląd skupi się na najnowszych odkryciach dotyczących Notch3 w rozwoju naczyń krwionośnych oraz w regulacji zachowania i fenotypu VSMC. i fenotypu VSMC, a także wykorzysta wyniki badań nad patologią molekularną w celu zrozumienia funkcji Notch3 w VSMC. --- Cerebrolizyna (Cere) jest peptydergicznym lekiem nootropowym o właściwościach neurotroficznych który był stosowany w leczeniu demencji i następstw udaru mózgu. Stosowanie Cere zapobiega jądrowym zmianom strukturalnym typowym dla apoptozy i znacząco zmniejsza liczbę komórek apoptotycznych po kilku bodźcach apoptotycznych. Mózg Autosomalna dominująca arteriopatia z zawałami podkorowymi i leukoencefalopatią. Leukoencefalopatia (CADASIL) jest chorobą dziedziczną spowodowaną mutacjami genu Notch3 kodującego genu Notch3 kodującego białko Notch3. Notch3 jest zaangażowany w regulację apoptozy, modulując apoptozę indukowaną przez Fas-Ligand (Fas-L). Celem tego była ocena in vitro ochronnego działania Cere na apoptozę indukowaną stresem oksydacyjnym apoptozie indukowanej stresem oksydacyjnym w komórkach pochodzących od pacjentów z CADASIL. Użyliśmy limfocytów limfocytów krwi obwodowej (PBL) od 15 pacjentów z CADASIL (przedział wiekowy 34-70 lat); 2-deoksy-D-ryboza (dRib), wysoce redukujący cukier, został użyty jako paradygmat bodziec proapoptotyczny. Apoptozę analizowano za pomocą cytometrii przepływowej i mikroskopii fluorescencyjnej. mikroskopii fluorescencyjnej. Podanie Cere do PBL od pacjentów z CADASIL hodowanych w standardowych warunkach nie miało wpływu na odsetek komórek apoptotycznych. komórek apoptotycznych. Podanie Cere do PBL hodowanych z dRib spowodowało znaczny spadek apoptozy po 48 godzinach. apoptozy po 48 h hodowli tylko u 5 pacjentów, podczas gdy u pozostałych 10 pacjentów pozostałych 10 pacjentów leczenie Cere nie wiązało się z żadną istotną różnicą w odsetku apoptozy. różnica w odsetku apoptozy. Wynik ten wykazał ochronny Cere przed apoptozą wywołaną stresem oksydacyjnym tylko u 30% pacjentów z CADASIL. pacjentów z CADASIL, co sugeruje, że gen Notch3 prawdopodobnie nie wpływa na antyapoptotyczne właściwości Cere. na antyapoptotyczne właściwości Cere in vitro. --- Mózgowa autosomalna dominująca arteriopatia z zawałami podkorowymi i leukoencefalopatią (CADASIL) to leukoencefalopatią (CADASIL) jest naczyniową chorobą otępienną spowodowaną mutacjami w genie NOTCH3. mutacje w genie NOTCH3, z których większość to mutacje missense prowadzące do cysteiny w powtórzeniach podobnych do naskórkowego czynnika wzrostu w zewnątrzkomórkowej domenie NotCH3. zewnątrzkomórkowej domenie receptora Notch3 (N3ECD). CADASIL charakteryzuje się zwyrodnieniem komórek mięśni gładkich naczyń krwionośnych (VSMC) i akumulacją N3ECD na VSMC małych i średnich tętnic. Ostatnie badania wykazały że upośledzenie sygnalizacji Notch3 nie jest główną przyczyną choroby. W W niniejszym badaniu wykorzystaliśmy analizę proteomiczną do scharakteryzowania wzoru ekspresji białka unikalnego materiału genetycznie oryginalnych ludzkich VSMC CADASIL. CADASIL VSMCs. Zidentyfikowaliśmy 11 białek o różnej ekspresji, które są zaangażowanych w degradację i fałdowanie białek, skurcz VSMC i stres komórkowy. stres komórkowy. Nasze odkrycia wskazują, że nieprawidłowe fałdowanie Notch3 może powodować stres retikulum endoplazmatycznego i aktywację niefałdowanych białek. retikulum endoplazmatycznego i aktywację odpowiedzi niesfałdowanych białek, prowadząc do zwiększonej ilości reaktywnych form tlenu i zahamowania proliferacji komórek. Ponadto Ponadto, regulacja białek kurczliwych sugeruje zmianę w systemie sygnalizacji skurczu VSMC. sygnalizacji skurczu VSMC. Akumulacja N3ECD na powierzchni komórki prawdopodobnie zwiększa regulacyjną pętlę sprzężenia zwrotnego angiotensyny II, a tym samym zwiększa gotowość do skurczu VSMC. a tym samym zwiększa gotowość komórek do odpowiedzi na stymulację angiotensyną II. stymulację. --- Mózgowa autosomalna dominująca arteriopatia z zawałami podkorowymi i leukoencefalopatią (CADASIL) jest spowodowana mutacjami genu NOTCH3. leukoencefalopatią (CADASIL) jest spowodowana mutacjami w genie NOTCH3 i charakteryzuje się klinicznie klinicznie charakteryzuje się nawracającymi udarami, pogorszeniem funkcji poznawczych, zaburzeniami psychiatrycznymi zaburzeniami psychicznymi i migreną. Częstość występowania migreny w CADASIL jest nieco wyższa niż w populacji ogólnej. wyższa niż w populacji ogólnej, a odsetek migreny z aurą jest znacznie wyższy. jest znacznie wyższy. Mechanizm patofizjologiczny prowadzący do zwiększonej częstości występowania aury w CADASIL aury w CADASIL jest nieznany. Możliwe mechanizmy nadmiaru migreny z aurą to zwiększona podatność na korową depresję rozsianą (CSD) lub inna ekspresja CSD. lub inna ekspresja CSD. Możliwe jest również, że obszar pnia mózgu pnia mózgu jest zaangażowany w CADASIL. Wreszcie, możliwe jest, że mutacja NOTCH3 działa sama w sobie jako gen podatności na aurę migrenową. W niniejszym podsumowujemy literaturę na temat migreny w CADASIL, ze szczególnym uwzględnieniem szczególny nacisk na to, czego CADASIL może nas nauczyć o patofizjologii migreny. patofizjologii migreny. --- Wstęp: Autosomalna dominująca arteriopatia mózgowa z zawałami podkorowymi i leukoencefalopatią (CADASIL) i leukoencefalopatią (CADASIL) jest coraz częściej uznawana za dziedziczną chorobę tętnic choroba tętnic prowadząca do stopniowego spadku i ostatecznie do demencji. CADASIL jest spowodowany mutacjami w NOTCH3, powtórzeniu podobnym do naskórkowego czynnika wzrostu. który mapuje się na chromosomie 19. Przypadki CADASIL zostały zidentyfikowane w większości krajów Europy Zachodniej i Środkowej, obu Ameryk, Japonii, Australii, Karaibów, Ameryce Południowej, Tanzanii, Turcji, Afryce Południowej i Azji Południowo-Wschodniej, ale nie u Arabów. Arabów. METODY: Przebadaliśmy trzy rodziny z Arabii Saudyjskiej (rodzina A), Kuwejtu (rodzina B) i Jemenu (rodzina C) z 19 osobami dotkniętymi CADASIL. WYNIKI: Średni wiek zachorowania wynosił 31 +/- 6 lat, a objawy kliniczne obejmował udar mózgu u 68%, otępienie podkorowe u 17% i bezobjawową leukoarię wykrytą za pomocą MRI u 15%. Migrena i depresja były często często związane z migreną i depresją, odpowiednio 38% i 68%. Średni wiek zgonu wynosił 56 +/- 11 lat. Wszystkie egzony NOTCH3 zostały przebadane pod kątem mutacji, co ujawniło obecność mutacji c.406C>T (p.Arg110>Cys) w dwóch rodzinach (rodzina A i B) oraz mutacji c.475C>T (p.Arg133>Cys) w rodzinie C. WNIOSEK: CADASIL występuje u Arabów, z fenotypem klinicznym i genotypem podobnym do tego w innych grupach etnicznych. --- Aby zbadać locus migreny wokół regionu C19p13 poprzez analizę genu NOTCH3 (C19p13.2-p13.1), wcześniej wykazanego jako gen zaangażowany w CADASIL i genu TNFSF7 (C19p13), homologicznego do ligandów TNF-alfa i TNF-beta, genów, które wcześniej były związane z migreną. Gen NOTCH3 został przeanalizowany poprzez sekwencjonowanie wszystkich eksonów ze znanymi mutacjami CADASIL w typowym typowej (nierodzinnej hemiplegicznej) rodzinie migreny (MF1), która wcześniej była wykazano, że jest powiązany z C19p13. Gen TNFSF7 został zbadany poprzez analizę asocjacyjną SNP przy użyciu dopasowanej populacji migreny kontrolnej. NOTCH3 dla dotkniętych chorobą członków MF1 okazały się negatywne dla wszystkich znanych wariantów sekwencji powodujących mutacje w CADASIL. Gen TNFSF7 chi-kwadrat wykazały nieistotne wartości P we wszystkich badanych populacjach w stosunku do kontroli, z wyjątkiem podgrupy MO, która wykazywała możliwe związek z SNP TNFSF7 (genotyp, analiza alleli P = 0,036, P = 0,017 odpowiednio). Nasze wyniki sugerują, że powszechna migrena nie jest spowodowana żadnymi znane mutacje CADASIL w interesującym nas genie NOTCH3. Jednak gen TNFSF7 wykazywał oznaki zaangażowania w populacji dotkniętej MO i wskazuje, że dalsze niezależne badania tego markera są uzasadnione.
Który gen jest zaangażowany w CADASIL?
Mózgowa autosomalna dominująca arteriopatia z zawałami podkorowymi i leukoencefalopatią (CADASIL), najczęstsza postać rodzinnej demencji naczyniowej, jest spowodowana mutacjami genu NOTCH3.