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AU Atarashi,R.; Nishida,N.; Shigematsu,K.; Goto,S.; Kondo,T.; Sakaguchi,S.; Katamine,S.
TI Deletion of N-terminal residues 23-88 from prion protein (PrP) abrogates the potential to rescue PrP-deficient mice from PrP-like protein/doppel-induced Neurodegeneration
QU The Journal of Biological Chemistry 2003 Aug 1; 278(31): 28944-9
IA http://www.jbc.org/cgi/content/full/278/31/28944
PT journal article
AB Accumulating evidence has suggested that prion protein (PrP) is neuroprotective and that a PrP-like protein/Doppel (PrPLP/Dpl) is neurotoxic. A line of PrP-deficient mice, Ngsk Prnp0/0, ectopically expressing PrPLP/Dpl in neurons, exhibits late-onset ataxia because of Purkinje cell death that is prevented by a transgene encoding wild-type mouse PrP. To elucidate the mechanisms of neurodegeneration in these mice, we introduced five types of PrP transgene, namely one heterologous hamster, two mouse/hamster chimeric genes, and two mutants, each of which encoded PrP lacking residues 23-88 (MHM2.del23-88) or with E199K substitution (Mo.E199K), into Ngsk Prnp0/0 mice. Only MHM2.del23-88 failed to rescue the mice from the Purkinje cell death. The transgenic mice, MHM2.del23-88/Ngsk Prnp0/0, expressed several times more PrP than did wild-type (Prnp+/+) mice and PrPLP/Dpl at an equivalent level to Ngsk Prnp0/0 mice. Little difference was observed in the pathology and onset of ataxia between Ngsk Prnp0/0 and MHM2.del23-88/Ngsk Prnp0/0. No detergent-insoluble PrPLP/Dpl was detectable in the central nervous system of Ngsk Prnp0/0 mice even after the onset of ataxia. Our findings provide evidence that the N-terminal residues 23-88 of PrP containing the unique octapeptide-repeat region is crucial for preventing Purkinje cell death in Prnp0/0 mice expressing PrPLP/Dpl in the neuron.
IN In der Literatur sehen die Autoren Hinweise auf eine neurotoxische Wirkung des Prionprotein-ähnlichen Proteins, das man seltsamerweise Doppel (PrPLP/Dpl) genannt hat. Das normale zelluläre Prionprotein hingegen soll Nervenzellen schützen. Einer gentechnisch erzeugten Mauslinie (Ngsk Prnp0/0) fehlt das Prionprotein (Prnp) und zusätzlich hat man dafür gesorgt, dass diese Tiere das Doppelprotein in ihren Nervenzellen produzieren. Diese Mäuse erkranken im Alter an einer Ataxie, weil ihre Purkinje-Zellen absterben. Im Zentralnervensystem dieser Mäuse war aber selbst nach Ausbruch der Krankheit kein Detergens-unlösliches Doppelprotein nachweisbar. Bringt man nun gentechnisch neue Kopien des Prionproteingens in diese Mäuse, dann sterben ihre Purkinje-Zellen nicht mehr und sie erkranken nicht an einer Ataxie. Mit ihrer Arbeit wollten die Autoren nun zeigen, ob das Prionprtein für diese Schutzwirkung unbedingt intakt sein muß, oder auf welche Teile es besonders ankommt. Zu diesem Zweck erzeugten sie 5 neue Mauslinien mit fünf unterschiedlich mutierten Prionproteingenen. Eine Mauslinie erhielt einfach ein Hamsterprionproteingen, zwei Mauslinien erhielten Prionproteingene, die zum Teil vom Hamster und zum Teil von der Maus stammen. Eine Mauslinie erhielt ein Mausprionproteingen, bei dem an Position 199 die Glutaminsäure durch das basische Lysin ersetzt wurde. Diese vier nicht dem normalen Mausprionprotein entsprechenden Prionproteingenkopieen erfüllten ohne erkennbare Abstriche die bekannte Schutzfunktion. Eine Mauslinie erhielt ein Prionproteingen (MHM2.del23-88), bei dem die Aminosäuren 23-88 fehlen. Diese Region des Prionproteins enthält die Region, in der ein Oktapeptid mehrfach wiederholt vorkommt. Obwohl diese transgenen Mäuse (MHM2.del23-88/Ngsk Prnp0/0) das mutierte Prionproteingen mehrfach verstärkt exprimieren, sterben bei ihnen im Alter die Purkinje-Zellen ab und sie erkranken an einer Ataxie. Sie unterscheiden sich in dieser Hinsicht kaum von den Ngsk Prnp0/0-Mäusen.
MH Animals; Ataxia/genetics/pathology; Brain/enzymology/pathology; Calcium-Binding Protein, Vitamin D-Dependent/analysis; Cell Death/genetics; Cricetinae; Detergents; Gene Deletion; Gene Expression; Glutathione Peroxidase/metabolism; Mice; Mice, Transgenic; Nerve Degeneration/*chemically induced/pathology/*prevention & control; Neurons/metabolism; Peptide Fragments/chemistry/*genetics/physiology; Phenotype; Pregnancy Proteins/*chemistry/*deficiency/genetics; Prions/*genetics; Purkinje Cells/pathology; Repetitive Sequences, Nucleic Acid; Research Support, Non-U.S. Gov't; Solubility; Superoxide Dismutase/metabolism
AD Departments of Molecular Microbiology and Immunology, Pathology, and Biochemistry and Molecular Biology in Disease, Institute of Atomic Bomb Disease, Nagasaki University Graduate School of Biomedical Sciences, 1-12-4 Sakamoto, Nagasaki 852-8523, Japan.
SP englisch
PO USA