Titel: Untersuchungen zu molekularen Grundlagen lysosomaler Dysfunktion an Zellmodellen der neurodegenerativen CLN7-Erkankung
Sprache: Deutsch
Autor*in: Ariunbat, Khandsuren
Schlagwörter: Lysosomale Speichererkankung; Neurodegenerative Erkankungen; Neuronale Ceroid-Lipofuszinosen; Lysosomale Membranproteine; CLN7
Erscheinungsdatum: 2021
Tag der mündlichen Prüfung: 2021-03-01
Zusammenfassung: 
Die CLN7-Erkrankung ist eine autosomal-rezessiv vererbbare, neurodegenerative lysosomale Speichererkrankung des Kindesalters, die durch Defekte im CLN7/MFSD8 Gen verursacht wird. CLN7/MFSD8 kodiert für das polytope lysosomale Membranprotein CLN7 mit putativer, sekundär aktiver Transporterfunktion. Die Funktion (en) und Substrate von CLN7 sowie die molekularen Ursachen von Störungen der lysosomalen Biogenese/Funktion und der Autophagie sind bisher unbekannt. Eine Cln7 knockout (Cln7 ko) Maus, die Hauptmerkmale der CLN7-Erkrankung rekapituliert, und abgeleitete Primärzellen dienten als Modelle für die experimentellen Analysen.
In der vorliegenden Arbeit wurde durch vergleichende quantitative Proteomanalysen aufgereinigter Lysosomen aus embryonalen WT und Cln7 ko Mausfibroblasten analysiert, ob die Defizienz des putativen CLN7-Membrantransporters zu quantitativen Veränderungen löslicher lysosomaler Proteine und lysosomaler Membranproteine führt. In den quantitativen Proteomanalysen wurden 56 lösliche lysosomale Proteine und 29 lysosomale Membranproteine isoliert und massenspektrometrisch identifiziert. Durch anschließende Immunoblot-Analysen wurde bestätigt, dass die Konzentrationen von Cln5, Dpp7, Npc2, Ppt1, in Cln7 ko Lysosomen im Vergleich zu WT Lysosomen erniedrigt waren, die Creg1-Mengen waren in Cln7 ko Lysosomen erhöht. Die Konzentrationen der identifizierten lysosomalen Membranproteine waren mit Ausnahme einer geringen Depletion der G1- und D-Untereinheiten der V1-Domäne des V-Typ H+ ATPase-Komplexes in Cln7 ko Lysosomen im Vergleich zu WT Lysosomen nicht verändert. Die Depletion von Cln5 in Cln7 ko Lysosomen war nicht durch eine verminderte Cln5 mRNA- und Protein-Biosynthese, einen Prozessierungsdefekt oder eine erhöhte Sekretion ins Medium, sondern durch einen erhöhten proteolytischen Abbau durch lysosomale Cysteinproteasen zu erklären. Zusammenfassend zeigen die Daten, dass die Defizienz des putativen Membrantransporters Cln7 zur Depletion multipler löslicher lysosomaler Proteine führte, was möglicherweise zu lysosomaler Dysfunktion und progredient fortschreitender Akkumulation von Speichermaterial in Cln7-Tiermodellen und bei CLN7-Patienten beiträgt.
Expressionsanalysen in primären kultivierten Cln7 ko Makrophagen zeigten 2,5-fach höhere Ctss-Konzentrationen im Vergleich zu WT-Kontrollzellen. Bei der Analyse lysosomaler Cathepsine wurden verminderte CtsD-Mengen bei unveränderten CtsB-, CtsL- und CtsZ-Konzentrationen in Cln7 ko Makrophagen gefunden. Eine lysosomale Dysfunktion in primären Cln7 ko Makrophagen wurde durch die Speicherung des membranständigen N-terminalen CD74-Fragments und SCMAS detektiert. Die Daten zeigen, dass primäre Cln7 ko Makrophagen ein geeignetes Zellmodell zur Analyse molekularer Veränderungen bei der CLN7-Erkrankung sind. Kopräzipitationsexperimente in Verbindung mit massenspektrometrischer Identifizierung der Protein-Interaktionspartner in Extrakten von GFP-CLN7 überexprimierenden HEK293-Zellen zeigten, dass CLN7 mit der kleinen GTPase Rab7 spezifisch interagiert.
URL: https://ediss.sub.uni-hamburg.de/handle/ediss/8929
URN: urn:nbn:de:gbv:18-ediss-91160
Dokumenttyp: Dissertation
Betreuer*in: Storch, Stephan
Enthalten in den Sammlungen:Elektronische Dissertationen und Habilitationen

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