Młodzieńcza neuronalna ceroid-lipofuscynoza (JNCL) lub choroba Battena/Spielmeyera-Vogta-Sjogrena (OMIM #4200) to jedna z dziewięciu klinicznie powiązanych chorób dziedzicznych. (OMIM #204200) jest jedną z grupy dziewięciu klinicznie powiązanych dziedzicznych chorób neurodegeneracyjnych (CLN1-9). zaburzeń neurodegeneracyjnych (CLN1-9). JNCL jest wynikiem mutacji w CLN3 na chromosomie 16p12.1. Wykazano, że utrata neuronów w chorobie Battena jest spowodowana z połączenia apoptozy i autofagii, co sugeruje, że wadliwe białko CLN3P białko, może pełnić funkcję zapobiegającą śmierci neuronów. PANDER (PANcreatic-DERived czynnik) to nowa cytokina, która została niedawno sklonowana z komórek wysp trzustkowych. komórek wysp trzustkowych. PANDER ulega swoistej ekspresji w wysepkach trzustkowych, jelicie cienkim, jądrach, prostacie. jelicie cienkim, jądrach, prostacie i neuronach ośrodkowego układu nerwowego i wykazano, że wykazano, że indukuje apoptozę. W tym badaniu dokonaliśmy nadekspresji CLN3P w neuroblastach SH-SY5Y i monitorowaliśmy wpływ na apoptozę indukowaną przez PANDER. apoptozę. CLN3P znacząco zwiększył przeżywalność komórek SH-SY5Y w tym systemie. w tym systemie. Badanie to dostarcza dodatkowych dowodów na to, że funkcja CLN3P jest związana z zapobieganiem apoptozie neuronów. --- Młodzieńcza neuronalna ceroidalna lipofuscynoza (choroba Battena) jest zaburzeniem neurodegeneracyjnym zaburzeniem neurodegeneracyjnym spowodowanym wadliwą funkcją glikoproteiny błony lizosomalnej CLN3. Stwierdzono, że aktywność lizosomalnej kwaśnej fosfatazy (LAP/ACP2) była znacznie zwiększona w móżdżku i pniu mózgu myszy ukierunkowanych na Cln3 podczas wczesnych etapów życia postnatalnego. Histochemiczne badania lokalizacyjne ujawniły zwiększoną intensywność barwienia LAP/ACP2 w neuronach kory mózgowej 48-tygodniowych myszy. kory mózgowej 48-tygodniowych myszy ukierunkowanych na Cln3 w porównaniu z grupą kontrolną. Dodatkowo, ekspresja innego lizosomalnego białka błonowego LAMP-2 była zwiększona we wszystkich obszarach mózgu. Zablokowanie ekspresji CLN3 w komórkach HeLa przez interferencję RNA również skutkowało zwiększoną ekspresją LAP/ACP2 i LAMP-2. Wreszcie w fibroblastach dwóch młodych pacjentów z neuronalną ceroidalną lipofuscynozą podwyższone stwierdzono podwyższone poziomy LAP/ACP2. Zarówno aktywacja transkrypcji genów, jak i zwiększony okres półtrwania białka wydają się przyczyniać do zwiększonej ekspresji białka LAP/ACP2 w komórkach z niedoborem CLN3. Dane sugerują, że dysfunkcja lizosomalna i akumulacja materiału magazynowego wymagają zwiększonej biogenezy LAP/ACP2 i LAMP-2, co sprawia, że LAP/ACP2 nadaje się jako biomarker choroby Batten. choroby Battena. --- 1. W celu zbadania biologicznej funkcji ludzkiego genu CLN3, który jest wadliwy w chorobie Battena, stworzyliśmy szczep drożdży przez ukierunkowane PCR przerwanie genu drożdży (YHC3), który jest homologiem ludzkiego genu CLN3 ludzkiego genu CLN3. 2. Charakterystyka fenotypowa ujawniła, że mutanty yhc3 delta są bardziej wrażliwe na połączony stres cieplny i alkaliczny niż szczepy typu dzikiego. niż szczepy typu dzikiego, co zostało określone przez zahamowanie proliferacji komórek. 3. Sugeruje to, że mutant yhc3 delta jest dobrym modelem do badania funkcji biologicznej ludzkiego genu CLN3 w komórkach ssaków i zrozumienia patofizjologii młodzieńczej choroby Battena. młodzieńczej choroby Battena. --- Podczas rozwoju mózgu nadmiar neuronów, które powstają, umiera w wyniku apoptozy. cln3 został niedawno zidentyfikowany jako gen wadliwy w młodzieńczej chorobie Battena, dziedzicznej chorobie neurodegeneracyjnej wieku dziecięcego. dziedzicznej chorobie neurodegeneracyjnej wieku dziecięcego. W tej chorobie neurony umierają przez apoptozę. Nadekspresja tego genu zwiększa przeżywalność ludzkich komórek prekursorowych neuronów NT2 neuronalnych komórek prekursorowych. Dlatego postawiliśmy hipotezę, że cln3 może być obecny w rozwijających się neuronach i może odgrywać ważną rolę w regulacji procesu rozwojowego. procesie rozwoju. Komórki neuronalne NT2 indukowano do rozwoju w dojrzałe neurony. neurony. Oceniliśmy ekspresję cln3 za pomocą PCR odwrotnej transkrypcji i immunohistochemii przez 7-tygodniowy okres różnicowania. Ekspresję cln3 scharakteryzowano również w mózgu noworodka szczura w pierwszym tygodniu życia (P-1, P0, P4 i P8) oraz w P30. cln3 ulegał zróżnicowanej ekspresji podczas rozwoju neuronów do niepodzielnych komórek. rozwoju neuronów w nie dzielące się neurony postmitotyczne. Największą ekspresję ekspresja została odnotowana podczas wk 6, a następnie spadła do poziomu predyferencjacji Ekspresję cln3 wykryto na wszystkich ocenianych etapach rozwoju mózgu szczura. mózgu szczurów. Największą ekspresję zaobserwowano w P0 i była ona podwójna w porównaniu z innymi etapami. Wnioskujemy, że cln3 jest obecny w krytycznych okresach różnicowania komórek neuronalnych i rozwoju mózgu. Ponieważ cln3 jest antyapoptotyczny, stawiamy hipotezę, że cln3 odgrywa ważną rolę w regulacji rozwoju mózgu. rozwoju mózgu. Odkrycia te mogą mieć wpływ na identyfikację strategii mających na celu neuroprotekcję i przetrwanie neuronów podczas rozwoju. --- Endosomalne/lizosomalne białko transmembranowe CLN3 jest zmutowane w chorobie Batten Batten (młodzieńcza neuronalna ceroidalna lipofuscynoza, JNCL). Jednakże, molekularny mechanizm patogenezy JNCL i dokładna funkcja białka CLN3 pozostają niejasne. pozostawały niejasne. Poprzednie badania wykazały, że delecja BTN1, ortologa drożdży ortologa CLN3, prowadzi do zwiększonej ekspresji BTN2. BTN2 koduje Btn2p, proponowany homolog proponowany homolog do nowego białka wiążącego mikrotubule Hook1, które reguluje endocytozę u Drosophila. Przeanalizowaliśmy tutaj domniemane połączenie między CLN3 i Hook1 w komórkach ssaków i odkryliśmy, że nadekspresja ludzkiego CLN3 indukuje agregację białka Hook1, potencjalnie poprzez pośredniczenie w jego dysocjację od mikrotubul. Wykorzystując test wiązania in vitro byliśmy w stanie wykazać słabą interakcję między Hook1 a cytoplazmatycznymi segmentami CLN3. Stwierdziliśmy również, że endocytoza za pośrednictwem receptora jest wadliwa w fibroblastach JNCL z niedoborem CLN3, łącząc CLN3, Hook1 i endocytozę w układzie ssaków. Co więcej, eksperymenty koimmunoprecypitacji wykazały, że Hook1 fizycznie oddziałuje z endocytarnymi białkami Rab7, Rab9 i Rab11, określając tym samym wieloraką rolę Hook1 u ssaków w przemieszczaniu się błon. Te nowe interakcje między wiążącym mikrotubule Hook1 a dużą rodziną GTPaz Rab GTPazy sugerują również związek między funkcją CLN3, cytoszkieletem mikrotubul i endocytarnym transportem błonowym. --- Wakuolarna H(+)-ATPaza (V-ATPaza) wraz z kanałami jonowymi i transporterami utrzymuje pH wakuolarne. Hydroliza ATP przez V-ATPazę jest sprzężona z transportem protonów i ustanawia gradient elektrochemiczny między cytozolem a wakuolarnym dla sprzężonego transportu metabolitów. Btn1p, drożdżowy homolog ludzkiej CLN3, który jest wadliwy w chorobie Battena, lokalizuje się w wakuoli. My wcześniej donosiliśmy, że Btn1p jest wymagany do utrzymania pH wakuolarnego i wakuolarnego transportu argininy zależnego od ATP. Donosimy, że zewnątrzkomórkowe pH zmienia zarówno aktywność V-ATPazy, jak i transport protonów do wakuoli dzikiego typu Saccharomyces cerevisiae. Aktywność V-ATPazy jest modulowana poprzez montaż i demontaż podjednostek V(0) i V(1) V-ATPazy zlokalizowanych w błonie wakuolarnej i cytozolowej. i odpowiednio po cytozolowej stronie błony wakuolarnej. Montaż V-ATPazy jest zwiększony w komórkach drożdży hodowanych w wysokim zewnątrzkomórkowym pH. Ponadto Ponadto, przy podwyższonym pozakomórkowym pH, S. cerevisiae pozbawione BTN1 (btn1-Delta), mają zmniejszoną aktywność V-ATPazy, podczas gdy transport protonów do wakuoli pozostaje podobny do tego dla typu dzikiego. Tak więc, sprzężenie aktywności V-ATPazy i transportu protonów transport w btn1-Delta jest zmieniony. Pokazujemy, że regulacja w dół aktywności V-ATPazy kompensuje nierównowagę pH wakuolarnego dla btn1-Delta we wczesnych fazach wzrostu. fazach wzrostu. Dlatego proponujemy, że Btn1p jest wymagany do ścisłej regulacji pH wakuolarnego w celu utrzymania zawartości światła wakuolarnego i optymalnej aktywności tego organelle tego organelle i że zakłócenie funkcji Btn1p prowadzi do modulacji aktywności aktywność V-ATPazy w celu utrzymania homeostazy pH komórki i zawartości światła wakuolarnego zawartość. --- Choroba Battena (młodzieńcza neuronalna lipofuscynoza ceroidalna, JNCL), najczęstsze zaburzenie neurodegeneracyjne wieku dziecięcego, jest powodowana przez mutacje zaburzenie neurodegeneracyjne wieku dziecięcego, jest spowodowana mutacjami w niedawno zidentyfikowanym genie (CLN3) zlokalizowanym na chromosomie 16p11.2-12.1. Aby wyjaśnić biosyntezę i lokalizację białka CLN3, wyraziliśmy CLN3 cDNA w liniach komórkowych COS-1 i HeLa. Translacja in vitro, immunoprecypitacja i analizy Western blot wykryły polipeptyd o masie około 43 kDa. Eksperymenty typu puls-chase wykazały, że białko CLN3 jest syntetyzowane jako N-glikozylowany jednołańcuchowy polipeptyd, który nie był wykryty w pożywce wzrostowej. Konfokalna mikroskopia immunofluorescencyjna ujawniła, że białko CLN3 jest zlokalizowane w przedziale lizosomalnym. Wyniki te dostarczają dowodów na to, że chorobę Battena można sklasyfikować jako chorobę lizosomalną. chorób.
Jaki jest efekt wadliwego genu CLN3?
Mutacje w genie CLN3, który koduje lizosomalne białko błonowe, są odpowiedzialne za młodzieńczą chorobę Battena.