Patologia zależna od androgenów demonstruje miopatyczny wkład w fenotyp choroby Kennedyego w modelu myszy typu knock-in

Choroba Kennedy ego, zaburzenie zwyrodnieniowe charakteryzujące się osłabieniem nerwowo-mięśniowym zależnym od androgenu, jest spowodowana ekspansją CAG / glutamina w genie receptora androgenowego (Ar). Opracowaliśmy mysi model choroby Kennedy ego, wykorzystując ukierunkowanie genów do konwersji mysiego receptora androgenowego (AR) na sekwencję ludzką, jednocześnie wprowadzając 113 glutamin. U myszy AR113Q rozwinęła się zależna od długości nerwowo-mięśniowa zależność od długości hormonów i glutaminy, charakteryzująca się wczesnym pojawieniem się miopatycznej i neurogennej patologii mięśni szkieletowych oraz późnym rozwojem neuronalnych inkluzji wewnątrzjądrowych w neuronach kręgowych. Samce AR113Q niespodziewanie zmarły po 2. 4 miesiącach. Pokazujemy, że ta zależna od androgenu śmierć odzwierciedla obniżoną ekspresję kanału chlorku mięśni szkieletowych (CLCN1) i podjednostki a kanału sodowego mięśni szkieletowych, powodując miotoniczne wyładowania w mięśniach szkieletowych dolnych dróg moczowych. Mięśnie kończyn AR113Q wykazują podobne cechy miopatyczne i wyrażają obniżone poziomy mRNA kodującego neurotroficzny czynnik neurotroficzny neurotrofiny-4 i glejowej. Te dane definiują ważny wkład miopatyczny w fenotyp choroby Kennedy ego i sugerują rolę dla mięśnia w nie-komórkowej autonomicznej toksyczności niższych neuronów motorycznych. Wprowadzenie Choroba Kennedy ego lub zanik mięśni kręgosłupa i opuszki jest jednym z 9 zaburzeń neurodegeneracyjnych, które wynikają z ekspansji dróg CAG / glutaminy w regionach kodujących geny niezwiązane z innymi (1). W chorobie Kennedy ego poszerzony przewód glutaminowy w pobliżu końca aminowego receptora androgenowego (AR) prowadzi do nieprawidłowego fałdowania białek przez hormony i do dominującej utraty dolnych neuronów motorycznych w pniu mózgu i rdzenia kręgowego dotkniętych mężczyzn (2). Początek kliniczny występuje w okresie dojrzewania lub w wieku dorosłym i charakteryzuje się początkowo skurczami mięśni i podwyższoną kinazą kreatynową w surowicy (3, 4). Te cechy miopatyczne zwykle poprzedzają osłabienie mięśni, które nieuchronnie rozwija się wraz z postępem choroby i jest najcięższe w bliższym odcinku kończyn i mięśniach opuszkowych. Podobnie jak w przypadku wszystkich zaburzeń poliglutaminowych, mechanizmy prowadzące do selektywnej dysfunkcji i degeneracji neuronów są słabo poznane. W chorobie Kennedy ego pojawiło się kilka ogólnych zasad, które kierują naszym rozumieniem patogenezy choroby. Amino-końcowe fragmenty AR wykazują toksyczność zależną od długości glutaminy zarówno w modelach komórkowych, jak i zwierzęcych (5, 6). Toksyczności tej towarzyszy aktywacja niesfałdowanej odpowiedzi białkowej (7), zaburzenie wewnątrzkomórkowego transportu (8. 10) i dowód rozregulowania transkrypcji (11, 12). Systemy modelowe wykorzystujące białko AR pełnej długości stwierdzają, że toksyczność AR jest zależna od obecności androgenu (13-16) i jest regulowana częściowo przez zależny od hormonów transport wsteczny (17, 18). Ta zależność fenotypu choroby od liganda dostarcza mechanistycznego wyjaśnienia minimalnych skutków zmutowanego allelu Ar u kobiet (19, 20) i oferuje ważne podejście terapeutyczne do leczenia mężczyzn z tym zaburzeniem (14, 21). Badania nad kilkoma systemami modelowymi opartymi na komórkach również wykazały, że AR ulega częściowej utracie normalnych funkcji, gdy przewód glutaminowy rozszerza się (22-25). Pacjenci z chorobą Kennedy ego wykazują oznaki częściowej niewrażliwości na androgeny, w tym atrofię jąder i zmniejszoną płodność (26). Ponieważ androgeny wywierają działanie troficzne na niższe neurony ruchowe, doprowadziło to do spekulacji, że częściowa utrata normalnej funkcji AR przyczynia się do selektywnej wrażliwości neuronów. W celu zbadania patogenezy choroby, stworzyliśmy mysi model choroby Kennedy ego, która odtwarza zarówno zależne od hormonów osłabienie nerwowo-mięśniowe, jak i ogólnoustrojową patologię, w której scharakteryzowano to zaburzenie. Przy użyciu targetowania genu wymieniliśmy 1340 bp sekwencji kodującej z mysiego Ar ekson z ludzkim eksonem i w procesie wstawionym 21, 48 lub 113 powtórzeń CAG (27, 28). Docelowy allel Ar koduje białko, które jest identyczne z ludzkim AR, z wyjątkiem 4 aminokwasów kodowanych przez egzon i kilka w domenie zawiasowej, która różni się między ludźmi i myszami. Receptor ten ulega ekspresji na poziomach endogennych poprzez kontrolę mysich elementów regulatorowych genu Ar. Myszy z docelową insercją 21 lub 48 powtórzeń CAG (odpowiednio AR21Q i AR48Q) są podobne do WT, podczas gdy te z insercją 113 powtórzeń CAG (AR113Q) modelują ogólnoustrojowe objawy choroby Kennedy ego. Myszy AR113Q wykazują atrofię jąder i zmniejszoną płodność z powodu toksyczności zmutowanego białka, co prowadzi do zaburzeń dojrzewania komórek płciowych i cytoszkieletu komórek Sertoliego, które różnią się od zmian spowodowanych przez mutację Ar-zerową (27).
[więcej w: syrop tymiankowy złożony, wydłużenie etapu edukacyjnego uzasadnienie, kalendarz triathlon 2015 ]
[przypisy: zst kolbuszowa, kolbuszowa dolna, wydłużenie etapu edukacyjnego uzasadnienie ]