Клеточные и трансгенные модели патологической агрегации белков, вовлеченных в патогенез нейродегенеративных заболеваний

• Автор: Шелковникова, Татьяна Александровна
• Шифр специальности: 03.01.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 150 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Нейродегенеративные заболевания — протеинопатии

1.1.1 Общие механизмы образования патологических включений при протеинопатиях

1.1.2 Белки, способные формировать гистопатологические включения

1.1.2.1 Белки, образующие амилоидные включения

1.1.2.2 Белки, образующие агрегаты неамилоидного типа

1.2 Синуклеинопатии

1.2.1 Клеточные функции синуклеинов

1.2.2 Заболевания человека с нарушением метаболизма синуклеинов
1.2.3 Механизмы нейродегенерации при синуклеинопатиях
1.3 FUS и TDP-43 протеинопатии
1.3.1 Нормальные клеточные функции TDP-43 и FUS
1.3.2 Участие TDP-43 и FUS в формировании гистопатологическихструктур
1.3.3 Механизмы нейродегенерации при TDP-43 и FUS протеинопатиях
1.4 Моделирование протеинопатий
1.4.1 Клеточные модели FUS- и TDP-43 протеинопатий
1.4.2 Трансгенные мышиные модели
1.4.2.1 Мышиные модели альфа-синуклеинопатии
1.4.2.2 Мышиная модель гамма-синуклеинопатии
1.4.2.3 Моделирование TDP-43 протеинопатии у грызунов
1.5. Нейропротекторные свойства препарата Димебон
1.5.1 Строение и нейропротекторные свойства препарата Димебон
1.5.2 Изучение нейропротекторных свойств Димебона в генетических моделях протеинопатий
1.5.3 Данные клинических исследованиий
2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
2.1 Методы, использованные в работе с животными
2.1.1 Трансгенные линии и введение препарата Димебон
2.1.2 Поведенческие методы анализа

2.1.3 Генотипирование и анализ экспрессии трансгенов
2.1.4 Гистохимический анализ
2.2 Генетические конструкции
2.3 Культуральные методы
2.3.1 Клеточные культы и трансфекция
2.3.2 Иммунофлуоресцентная детекция и конфокальная микроскопия
2.4 Биохимические методы анализа
2.4.1 Высокоэффективная жидкостная хроматография
2.4.2 Последовательная экстракция белков
2.4.3 Денатурирующий гель-электрофорез по Леммли
2.4.4 Иммуноблоттинг
3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
3.1 Характеристика трансгенной мышиной модели гамма-синуклеинопатии (линия ThylmySN): сенсорная и моторная функции
3.1.1 Селективная возраст-зависимая двигательная дисфункция
3.1.2 Чувствительность отдельных групп нейронов к сверхэкспрессии гамма-синуклеина
3.1.3 Избирательная дегенерация двигательных нервных волокон
3.2 Моделирование FUS и TDP-43 протеинопатий in vitro и свойства модифицированных форм этих белков
3.2.1 Клеточная локализация и способность к агрегации мутантных форм белка FUS
3.2.2 Свойства С-концевого фрагмента TDP-43 и N-концевого
фрагмента FUS
3.2.3 Способность N-концевого фрагмента FUS включать эндогенный FUS в состав агрегатов
3.3 Влияние препарата Димебон на содержание нерастворимых форм амилоидогенного белка и на состояние убиквитин-протеасомной системы в трансгенной модели гамма-синуклеинопатии
3.4 Исследование эффекта Димебона на патологические изменения, вызванные сверхэкспрессией укороченной формы альфа-синуклеина в дофаминергических нейронах мышей линии aSyn (1-120)
3.4.1 Эффект хронического введения Димебона на поведенческие характеристики трансгенных мышей линии aSyn (1-120)
3.4.2 Изучение действия Димебона на число дофаминергических нейронов и
содержание моноаминов в полосатом теле мышей линии аБуп (1-120).
3.4.3 Изучение влияния Димебона на экспрессию укороченного альфа-синуклеина, содержание и локализацию его белкового продукта в дофаминергических нейронах обонятельной луковицы мышей линии аБуп (1-120)
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЦИТИРОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Гамма-сгшуклеин и заболевания человека. Гамма-синуклеин не был обнаружен в составе патологических включений, таких как тельца Леви, при НДЗ, однако он присутствует в качестве компонента атипических включений в головном мозге пациентов с НДЗ: БП, деменцией с тельцами Леви и болезнью Галлервордена-Шпатца (Galvin et al., 1999, Galvin et al., 2000), а также при глаукоме и в мышиных моделях глаукомы (Surgucheva et al., 2002, Buckingham et al., 2008, Soto et al., 2009) и грацильной аксональной атрофии (Wang et al., 2004). Недавно полиморфизм локуса, кодирующего гамма-синуклеин, был обнаружен у пациентов с диффузной деменцией с тельцами Леви (Nishioka et al., 2010).
При глаукоме происходит селективная гибель нейронов ганглиозного слоя сетчатки и их аксонов в составе оптического нерва, одновременно в этих клетках обнаруживается агрегированный гамма-синуклеин. Более того, астроциты диска зрительного нерва экспрессируют Мас-2, маркер фагоцитоза, и сами являются фагоцитами, при этом экспрессия Мас-2 повышается в мышиных моделях глаукомы. Этот белок, по-видимому, необходим, в том числе, и для снижения содержания гамма-синуклеина в нейронах сетчатки (в виде агрегатов белка, устойчивых к действию протеаз), так как у мышей, нокаутных по гену гамма-синуклеина, повышения экспрессии Мас-2 при повышении внутриглазного давления не происходит. Таким образом, агрегация гамма-синуклеина может играть защитную роль при глаукоме, а глаукома как заболевание, возможно, является гамма-синуклеинопатией (Nguyen et al., 2011).
Гамма-синуклеин также вовлечен в прогрессию злокачественных новообразований. Так, ген, кодирующий этот белок, был первоначально назван BCSG1 (Breast Cancer Specific Genel), было обнаружено, что он вовлечен в контроль метастазирования при ряде опухолей (Liu et al., 2005).