Przywrócenie Ube3a identyfikuje wyraźne okna rozwojowe w mysim modelu syndromu Angelmana

Zespół Angelmana (AS) jest ciężkim zaburzeniem neurorozwojowym, które wynika z utraty funkcji allelu E3A matczynej proteiny ubikwityny (UBE3A). Ze względu na odcisk charakterystyczny dla neuronu, ojcowska kopia UBE3A zostaje wyciszona. Poprzednie badania w modelach mysich wykazały, że strategie aktywowania ojcowskiego allelu Ube3a są wykonalne; jednak ostatnie badania wykazały, że farmakologiczna reaktywacja genu Ube3a w wieku dorosłym nie uratowała większości neurokognitywnych fenotypów w mysim modelu AS. W tym miejscu przeprowadziliśmy systematyczne badanie, aby zbadać możliwość, że ratowanie neurokognitywne można osiągnąć przywracając Ube3a podczas wcześniejszych okien neurorozwojowych. Opracowaliśmy model AS, który pozwala na kontrolowaną czasowo zależną od Cre indukcję matczynego allelu Ube3a i ustali, że istnieją wyraźne okna neurorozwojowe, podczas których odbudowa Ube3a może uratować fenotypy istotne dla AS. Deficyty ruchowe zostały uratowane przez przywrócenie Ube3a u myszy w wieku młodzieńczym, natomiast lęk, powtarzające się zachowanie i padaczka zostały uratowane dopiero po przywróceniu Ube3a podczas wczesnego rozwoju. W przeciwieństwie do tego plastyczność synaptyczna hipokampa mogłaby zostać przywrócona w każdym wieku. Łącznie odkrycia te sugerują, że przywrócenie Ube3a na wczesnym etapie rozwoju może być konieczne, aby zapobiec lub uratować większość fenotypów związanych z AS i powinno być brane pod uwagę w przyszłym projekcie badań klinicznych. Wprowadzenie Dzieci z AS są zazwyczaj diagnozowane w pierwszym roku życia, z powodu opóźnienia rozwojowego. Najważniejsze objawy obejmują upośledzenie ruchowe, epilepsję, niepełnosprawność intelektualną i brak mowy (1). AS jest spowodowany przez utratę funkcji odziedziczonego przez matkę allelu UBE3A. W neuronach odziedziczony matczynie allel UBE3A jest jedynym aktywnym allelem, ponieważ dziedziczony po ojcu allel UBE3A jest wyciszany poprzez specyficzne odciskanie typu komórki. To wszczepienie powoduje specyficzną dla allelu i neuronalnie ograniczoną ekspresję dużego antysensownego transkryptu RNA (UBE3A-ATS), który selektywnie ingeruje w ojcowską transkrypcję UBE3A przez mechanizm działający w układzie cis (2. 6). Obecnie nie ma skutecznego leczenia AS, ale unikalny mechanizm wyciszania ojcowskiego allelu UBE3A jest obiecujący dla opracowania nowych strategii terapeutycznych. Dwa ostatnie badania wykazały, że ojcowski allel UBE3A może być reaktywowany farmakologicznie (7, 8), który oferuje unikalny cel molekularny o wysokim potencjale klinicznym w leczeniu AS. Warto jednak zauważyć, że aktywacja ojcowskiego genu Ube3a w wieku dorosłym wydaje się niewystarczająca, aby uratować większość fenotypów neurokognitywnych w mysim modelu AS. Niepowodzenie fenotypowego uratowania u dorosłych myszy AS mogło być spowodowane niepełnym przywróceniem ekspresji UBE3A (35%. 47% poziomów WT) lub, alternatywnie, ponieważ przywrócenie neurokognitywne przez przywrócenie UBE3A wymaga wczesnej interwencji terapeutycznej (8). W związku z tym, aby taka strategia leczenia była skuteczna w klinice, konieczne jest ustalenie, czy istnieje krytyczne okno czasowe, w którym skuteczna byłaby terapia modyfikująca chorobę. Jest to szczególnie istotne w przypadku zaburzeń o wczesnym początku, takich jak AS, których gen przyczynowo-skutkowy ulega silnej ekspresji w rozwijających się obwodach nerwowych. Pomimo rozległej wiedzy na temat krytycznych okresów rozwoju sieci sensomotorycznych, o wiele mniej znanych jest okresów krytycznych dla złożonych zachowań w zaburzeniach neurorozwojowych (9, 10). Indukowalny model myszy dla zespołu Retta wykazał, że aktywacja dorosłego genu Mecp2 może uratować zmiany behawioralne i deficyty plastyczności synaptycznej, sugerując szerokie okno możliwości terapeutycznych (11). Natomiast dorosła reaktywacja genu Syngap1 w mysim modelu upośledzenia umysłowego i autyzmu nie odwróciła żadnego z podstawowych deficytów behawioralnych związanych z lękiem i elastycznością zachowania (12). Jednakże, zgodnie z naszą wiedzą, nie przeprowadzono żadnych wcześniejszych badań w celu systematycznego badania wpływu krytycznych okresów rozwojowych na zdolność do ratowania fenotypów behawioralnych istotnych dla choroby. Tutaj badamy wpływ reaktywacji genów w wielu oknach rozwojowych w nowatorskim modelu myszy dla AS. Nasze wyniki wskazują na istotną rolę Ube3a w rozwoju neurologicznym i definiują krytyczny okres dla interwencji terapeutycznej, podczas której reaktywacja genu Ube3a łagodzi upośledzenie neurokognitywne myszy z modelem AS. Wyniki Generowanie i charakterystyka warunkowego mutanta Ube3a. Aby zbadać, czy korzyści terapeutyczne związane z reaktywacją genu Ube3a zależą od etapu rozwoju, w którym przywracana jest ekspresja genu, wygenerowaliśmy warunkowy model myszy AS, aby umożliwić czasowo kontrolowaną reaktywację genu Ube3a w przypadku mediowanej przez Cre delecji flokowanej transkrypcyjnej kasety stopu wstawione w intron 3 przez rekombinację homologiczną (Ube3aStop / p +) (Metody dodatkowe i pomocnicza figura 1; materiał dodatkowy
[więcej w: gimnastyka korekcyjna zestaw ćwiczeń, trening umiejętności społecznych scenariusz, chirurgia klatki piersiowej ]
[więcej w: identyfikator uczestnika zjazdu, zjazd ptd 2015, towarzystwo diabetologiczne ]