Mutacje w genie PFN1 kodującym profilinę 1 są rzadką przyczyną rodzinnego stwardnienia zanikowego bocznego (ALS). stwardnienia zanikowego bocznego (ALS). Profilina 1 jest dobrze zbadanym białkiem wiążącym aktynę białko, ale nie wiadomo, w jaki sposób mutacje PFN1 powodują ALS. Pączkujące drożdże, Saccharomyces cerevisiae, mają jednego ortologa PFN1. Wyraziliśmy związane z ALS zmutowane białka profiliny 1 w drożdżach, wykazując utratę stabilności białka i niepowodzenie w przywróceniu wzrostu zmutowanym komórkom profiliny, bez wykazywania toksyczności toksyczności. Model ten zapewnia proste i szybkie badanie przesiewowe nowych wariantów PFN1 związanych z ALS. Aby uzyskać wgląd w potencjalne nowe role dla profiliny 1, przeprowadziliśmy bezstronny, obejmujący cały genom syntetyczny śmiertelny ekran z komórek drożdży pozbawionych profiliny (pfy1Δ). Nieoczekiwanie, delecja kilku genów stresu granulek i genów ciała przetwarzającego, w tym pbp1Δ, okazały się syntetyczne śmiertelne z pfy1Δ. Mutacje w ATXN2, ludzkim ortologu PBP1, są znanym genetycznym czynnikiem ryzyka ALS i ataksji. ALS, a ataksyna 2 jest składnikiem ziarnistości stresu w komórkach ssaków. komórek ssaków. Biorąc pod uwagę tę interakcję genetyczną i ostatnie dowody łączące dynamikę ziarnistości stresu z patogenezą ALS, postawiliśmy hipotezę, że profilina 1 może również wiązać się z granulami stresu. Tutaj donosimy, że profilina 1 i pokrewne białko profilina 2 są nowymi białkami związanymi z ziarnami stresu w pierwotnych neuronach korowych myszy neuronach korowych i w ludzkich liniach komórkowych oraz że mutacje związane z ALS w profiliny 1 zmieniają dynamikę granulek stresu, dostarczając dalszych dowodów na potencjalną rolę granulek stresu w patogenezie ALS. --- Agregacja/integracja białek jest jedną z cech charakterystycznych zaburzeń neurodegeneracyjnych w tym stwardnienia zanikowego bocznego (ALS). FUS/TLS, jeden z genów sprawczych dla rodzinnego ALS, koduje wielofunkcyjne białko wiążące DNA/RNA zlokalizowane głównie w jądrze. C-końcowe mutacje w FUS/TLS powodują zatrzymanie i włączenie mutantów FUS/TLS do cytoplazmy. W W niniejszym badaniu zbadaliśmy wpływ mutantów FUS związanych z ALS na związane z ALS białka wiążące RNA i granulki RNA. C-końcowe mutanty FUS były dyfuzyjnie błędnie zlokalizowane w cytoplazmie jako małe granulki w przejściowo transfekowanych komórkach SH-SY5Y, podczas gdy duże agregaty tworzyły się spontanicznie w komórkach SH-SY5Y. ∼hnRNP A1, hnRNP A2 i SMN1, a także dziki typ FUS były łączone w granulki stresu w warunkach stresu. w warunkach stresu, a te były również rekrutowane do mutantów FUS. rekrutowane do spontanicznych agregatów pochodzących od mutanta FUS w cytoplazmie. Te agregaty zatrzymywały poli(A) mRNA i sekwestrowały SMN1 we frakcji nierozpuszczalnej w detergencie. frakcji, co również zmniejszyło liczbę jądrowych ognisk oligo(dT)-pozytywnych (plamek) w teście FISH (fluorescencyjna hybrydyzacja in situ). Ponadto liczba ciałek P była zmniejszona w komórkach zawierających cytoplazmatyczne granulki FUS P525L. Odkrycia te wskazują na możliwość, że mutanty C-końcowe FUS związane z ALS mogą sekwestrować różne białka wiążące RNA i mRNA w agregatach cytoplazmatycznych. agregatach cytoplazmatycznych, co może zakłócać różne aspekty równowagi RNA i biogenezy. --- WPROWADZENIE: Niedawno wykazano w zwierzęcych modelach stwardnienia zanikowego bocznego (ALS), że komórki macierzyste znacząco spowalniają progresję stwardnienia zanikowego bocznego. stwardnienie zanikowe boczne (ALS), że komórki macierzyste znacznie spowalniają postęp choroby. choroby i przedłużają przeżycie. Oceniliśmy wykonalność i bezpieczeństwo metody implantacji komórek macierzystych do rdzenia kręgowego. metody wewnątrzrdzeniowej implantacji autologicznych mezenchymalnych komórek macierzystych (MSC) u kilku dobrze monitorowanych pacjentów z ALS. METODA: Pobranie szpiku kostnego przeprowadzono zgodnie ze standardową procedurą poprzez aspirację z tylnego grzebienia biodrowego. Ekspansja ex vivo mezenchymalnych komórek macierzystych mezenchymalnych komórek macierzystych indukowano zgodnie z protokołem Pittengera. Komórki były zawieszono w 2 ml autologicznego płynu mózgowo-rdzeniowego i przeszczepiono do rdzenia kręgowego za pomocą pompy mikrometrycznej. WYNIKI: U żadnego pacjenta nie wystąpiły poważne zdarzenia niepożądane, takie jak niewydolność oddechowa niewydolność oddechowa lub zgon. Drobne zdarzenia niepożądane obejmowały napromienianie bólu międzyżebrowego (4 pacjentów) który był odwracalny po średnim okresie trzech dni po operacji, oraz dysestezja nóg (5 pacjentów), który był odwracalny po średnio sześciu tygodniach po zabiegu. tygodniach po zabiegu. Brak modyfikacji objętości rdzenia kręgowego lub innych objawów nieprawidłowej proliferacji komórek. nieprawidłowej proliferacji komórek. WNIOSKI: Nasze wyniki wydają się wskazywać, że procedury ex vivo ekspansji autologicznych mezenchymalnych komórek macierzystych i transplantacji do rdzenia kręgowego u ludzi są bezpieczne i bezpieczne. rdzenia kręgowego u ludzi są bezpieczne i dobrze tolerowane przez pacjentów z ALS. --- TŁO: Mutacje w genie kodującym transaktywator reagujący na wapń (CREST) zostały niedawno powiązane z ALS. Podobnie jak kilka białek związanych z ALS, CREST zawiera domenę podobną do prionów i został zgłoszony jako składnik paraspeckles. WYNIKI: Wykazaliśmy, że CREST jest podatny na agregację i współagreguje z FUS, ale nie z innymi dwoma białkami związanymi z ALS, TDP-43 i TAF15, w hodowanych komórkach hodowanych komórkach. Agregacja CREST wpływa na integralność paraspeckle, prawdopodobnie poprzez uwięzienie innych białek paraspeckle w agregatach. Podobnie jak kilka innych białek związanych z ALS, CREST jest rekrutowany do indukowanych granulek stresowych. Żadna z mutacji CREST opisanych w ALS nie zmienia jego lokalizacji subkomórkowej, rekrutację granulek stresu lub rozpuszczalność w detergentach; jednakże mutacja Q388stop powoduje podwyższone poziomy w stanie stacjonarnym i częstszą agregację jądrową białka. białka. Zarówno białko typu dzikiego, jak i jego mutanty negatywnie wpływają na złożoność sieci neurytów. złożoność sieci niestymulowanych hodowanych neuronów, gdy są nadeksprymowane, z mutacja Q388stop jest najbardziej szkodliwa. W przypadku nadekspresji w oku muchy, CREST typu dzikiego lub jego mutanty prowadzą do ciężkiej degeneracji siatkówki bez oczywistych różnic między wariantami. WNIOSKI: Nasze dane wskazują, że CREST i niektóre inne białka związane z ALS dzielą kilka cech związanych z patogenezą ALS, a mianowicie zdolność do agregacji, rekrutacji do granulek stresowych i zmiany integralności paraspeckle. A Zmiana poziomów CREST w neuronach, która może wystąpić w warunkach patologicznych miałaby głęboki negatywny wpływ na homeostazę neuronów. --- CELE: Nasze badanie miało na celu ocenę wykonalności i bezpieczeństwa implantacji autologicznych mezenchymalnych komórek macierzystych (MSC) do rdzenia kręgowego u dobrze monitorowanych pacjentów ze stwardnieniem zanikowym bocznym (ALS). METODY: Do badania włączono siedmiu pacjentów z rozpoznanym ALS oraz dwóch pacjentów było leczonych w ramach współczucia i monitorowanych przez co najmniej 3 lata. lat. Szpik kostny pobrano z tylnego grzebienia biodrowego zgodnie ze standardową procedurą. standardową procedurą, a MSC były ekspandowane ex vivo zgodnie z protokołem Pittengera Pittengera. Komórki zawieszono w 2 ml autologicznego płynu mózgowo-rdzeniowego i przeszczepiono do rdzenia kręgowego. przeszczepiono do rdzenia kręgowego za pomocą pompy mikrometrycznej. WYNIKI: Rozszerzone in vitro MSC nie wykazywały żadnego zanieczyszczenia bakteryjnego ani grzybiczego. skażenia bakteryjnego ani grzybiczego, zanieczyszczenia komórek hemopoetycznych, zmian chromosomalnych i wczesnego starzenia się komórek. starzenia komórkowego. U żadnego pacjenta nie wystąpiły poważne zdarzenia niepożądane, takie jak niewydolność oddechowa lub zgon. Drobne zdarzenia niepożądane obejmowały ból międzyżebrowy napromienianie i dysestezja czuciowa nóg, oba odwracalne po średnim okresie 6 tygodni. 6 tygodni. Nie zaobserwowano modyfikacji objętości rdzenia kręgowego ani innych oznak nieprawidłowej proliferacji komórek. proliferacji komórek. Zaobserwowano znaczne spowolnienie liniowego spadku liniowego spadku wymuszonej pojemności życiowej było widoczne u czterech pacjentów 36 miesięcy po transplantacji MSC. WNIOSKI: Nasze wyniki pokazują, że bezpośrednie wstrzyknięcie autologicznych rozszerzonych MSC do rdzenia kręgowego pacjentów z ALS jest bezpieczne, bez znaczącej ostrej lub późnej toksyczności i jest dobrze tolerowane. Wyniki kliniczne wydają się być zachęcające.
Jakie są główne cechy CREST i innych białek związanych z ALS?
CREST i niektóre inne białka związane z ALS mają kilka wspólnych cech związanych z patogenezą ALS, a mianowicie zdolność do agregacji, rekrutacji do granulek stresowych i zmiany integralności paraspeckle.