TDP-43蛋白在富含精氨酸的重复二肽引起的细胞核-细胞质转运通路受损的C9-ALS/FTLD发病机制中的作用

基本信息
批准号:81801255
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:21.00
负责人:文欣玫
学科分类:
依托单位:首都医科大学
批准年份:2018
结题年份:2021
起止时间:2019-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:朱文佳,朵建英,邸丽,雷霖,欧阳雅声,沈发秀
关键词:
C9orf72TDP43肌萎缩侧索硬化/额颞叶痴呆细胞核细胞质转运通路重复二肽
结项摘要

Expanded GGGGCC repeats in the non-coding region of C9orf72 gene is the most common genetic cause of ALS/FTLD. Multiple studies, including our own, suggested arginine-rich (R-rich) dipeptide repeat proteins (DPRs), poly-GlyArg (poly-GR) and poly-ProArg (poly-PR), produced by unconventional translation of these expanded repeats cause in vitro and in vivo neuronal death. Mislocalization of the nuclear protein TDP-43 to cytoplasmic aggregates is the pathological hallmark of ALS/FTLD. In addition, TDP-43 pathology is suggested to be preceded by DPRs accumulation and is likely to associate with neurodegeneration in C9orf72 mutation linked ALS/FTLD (C9-ALS/FTLD), highlighting the significance of TDP-43 pathology. Our preliminary results suggested that expression of R-rich DPRs led to formation of TDP-43 cytoplasmic aggregates,DNA damage and nuclear envelope abnormality. Interestingly, several recent studies have shown that nuclear transport proteins are prominent genetic modifiers of R-rich DPRs neurotoxicity. Hence, this proposal will comprehensively investigate how TDP-43 contributes to neurotoxicity caused by R-rich DPRs in C9-ALS/FTLD, focusing on its nucleocytoplasmic transport. We will thoroughly characterize the association between R-rich DPRs and TDP-43 aggregates, how TDP-43 might be affected and what are the consequences. We will determine whether nuclear partitioning of the R-rich DPRs is required for neurotoxicity. Finally, we will determine whether modulation of nucleocytoplasmic transport through chemical compounds might be therapeutic for ALS/FTLD, providing potential therapeutic targets.

在C9orf72基因非编码区异常扩增的核苷酸重复序列是ALS/FTLD最常见的遗传原因。多项研究,包括我们的,均提示由非经典蛋白翻译途径得到的富含精氨酸的重复二肽(R-rich DPRs)引发神经元死亡。文献提示TDP-43蛋白聚集物是ALS/FTLD经典的病理特征,且TDP-43聚集物出现在DPRs显著积累之后并与神经变性表型相关。我们前期研究发现R-rich DPRs引起TDP-43聚集体形成以及DNA损伤、核膜损害等。综上,我们提出假设R-rich DPRs破坏TDP-43核转运,形成TDP-43聚集体,引起神经毒性。因此,设计本项目:拟系统明确R-rich DPRs与TDP-43聚集物形成的关系;探索内在的分子机制;筛选调节细胞核运输的小分子化合物,寻找潜在干预靶点。

项目摘要

在C9orf72基因非编码区异常扩增的核苷酸重复序列是ALS/FTLD最常见的遗传原因。多项 研究,包括我们的,均提示由非经典蛋白翻译途径得到的富含精氨酸的重复二肽(R-rich DPR s)引发神经元死亡。文献提示TDP-43蛋白聚集物是ALS/FTLD经典的病理特征,且TDP-43聚集物 出现在DPRs显著积累之后并与神经变性表型相关。通过建立细胞系模型以及原代神经元模型,我们发现C9-RANT R-rich DPRs(poly-GR和poly-PR)在神经元中损害多种核蛋白,包括在疾病病理生理机制中有重要作用的TDP-43蛋白的核转运通路从而导致细胞核内TDP-43等多种重要功能核蛋白的减少并异位至细胞质形成蛋白聚集物,并因此诱发一系列的细胞功能失调,引起神经元退行性变。通过改变两个具有明显神经毒性的R-rich DPRs(poly-GR和poly-PR)在神经细胞内的定位,发现减少其细胞核的聚集可以减轻、延缓其对原代神经元所带来的神经毒性的损害。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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