Mechanismus der Neuroserpin-Demenzan einem Caenorhabditis elegans-Modell (Maupas, 1900) Dougherty, 1953

Abstract

Demographisch bedingt leiden in Deutschland mehr als eine Million Menschen an Demenz. Die genauen Ursachen dieser Erkrankungen sind kaum verstanden. Trotzdem nimmt man an, dass verschiedene Demenzen gemeinsame Signalwege teilen. Die familiäre Enzephalopathie mit Neuroserpin-Einschlußkörperchen (FENIB), ist eine autosomal-dominant vererbte Demenz, bei der es zu einer intraneuronalen Akkumulation von fehlgefaltetem Neuroserpin kommt. Dieser dynamische Prozess, der durch Mutationen im Neuroserpin-Gen verursacht wird, bewirkt eine Störung der Proteinhomeostase und führt bereits in frühen Jahren zu Demenz. Srp-2, ein Protein in Caenorhabditis elegans, zeigt eine ausgeprägte Homologe zu Neuroserpin. Durch biolistische Transformation wurden Wurmlinien generiert, in denen Srp-2 mit einem Fluoreszenzgen fusioniert wurde, um eine in vivo-Lokalisation zu ermöglichen. Durch gezieltes Einbringen von Mutationen in srp-2 war es möglich, FENIB in C. elegans nachzustellen und zu analysieren. Die gewebsspezifische Expression (muskel-spezifisch bzw. endogen) führte zur altersabhängigen intrazellulären Akkumulation von mutiertem Srp-2. Zusätzlich zeigten die Würmer unter dem muskel-spezifischen Promotor im Vergleich zu Wildtyp-Srp-2 Defizite in der Beweglichkeit. Die Analyse mittels Fluorescent Recovery after Photobleaching (FRAP) und Antikörperfärbungen ergab eine Lokalisierung im Endoplasmatischen Retikulum (ER). Durch die Verwendung von RNAi und Deletionsmutanten konnte gezeigt werden, dass Induktoren der Unfolded Protein Response, namentlich Ire-1, Atf-6 und Pek-1 sowie ein genereller Hitzeschock-Faktor (Hsf-1) eine Rolle beim Abbau von Srp-2-Aggregaten spielen. Zusammenfassend ist das beschriebene Modell das erste, in dem ein endogenes Protein in C. elegans manipuliert wurde und dadurch in vivo Proteinaggregate bildet. Das Modell ermöglichte dadurch die Untersuchung von Signalwegen welche eine Rolle beim Abbau von Srp-2-Aggregaten spielen.