Huntingtoni tõve proteoomi taltsutamine: massispektromeetria võib anda vastused

Huntingtoni tõbi

Massispektromeetria on kujunenud oluliseks analüütiliseks vahendiks Huntingtoni tõve (HD) aluseks olevate mehhanismide parema mõistmise saavutamiseks koos haiguse raku- ja loommudelite suurema kättesaadavusega. Käesolev ülevaade, avaldatud Huntingtoni tõve ajakiri, koondab ja koondab viimase 20 aasta jooksul HD-uuringutes tehtud suuremate avaldatud massispektromeetria uuringute andmed, tuvastades HD-s olulised muutused. Autorid julgustavad teadlasi neid uuringuid rohkem kasutama, et kiirendada uute raviviiside väljatöötamist.

HD on harva esinev neurodegeneratiivne häire, mis on põhjustatud paisunud polüglutamiini trakti sisaldava mutantse Huntingtin (HTT) valgu hälbivast ekspressioonist. Massispektromeetria on ioonide massi ja laengu suhte mõõtmiseks juba üle sajandi eksisteerinud tehnika, kuid keerulistes segudes, näiteks kudedes, olevaid valke ei analüüsitud tavaliselt enne, kui olid kättesaadavad kaasaegsemad ionisatsioonimeetodid.

Autorid on massispektromeetriat selgitanud enamiku bioloogide jaoks arusaadavalt. Kuigi need uuringud on andnud rohkelt kasulikke andmeid, pole HD-ala teadlased teadlikud, kui palju selliseid uuringuid on tehtud.

"Massispektromeetria kasutamisel on mitmeid eeliseid," selgitas Kimberly B. Kegel-Gleason, Ph.D., Massachusettsi üldhaigla, Massachusettsi üldhaigla, Massachusettsi üldhaigla, Massachusettsi üldhaigla, USA. „Esiteks on see objektiivne - teadlastel pole vaja silmas pidada eelvormitud ideed ega kandidaatvalke, mis vabastavad meie eelarvamuste eksperimendi ja võimaldavad meil tuvastada muudatusi, millele me poleks osanud mõeldagi. Teiseks on riistvara hiljutised edusammud lihtsustanud paljude valkude, sealhulgas väga madalate valkude tuvastamist segaproovis. Lõpuks võimaldavad kogu genoomi sekveneerimisega pakutavad laiendatud geenide andmebaasid nüüd huvipakkuvate valkude täpset märkimist või tuvastamist. "

Nüüd on teada, et HTT-l on palju erinevaid tõlkejärgseid modifikatsioone (PTM). 2000. aastate alguses kasutati massispektromeetriat, et tuvastada Hap40 HTT-ga valgukompleksi osana. Seda kasutati ka metsiktüüpi ja HD proteoomide erinevuse uurimiseks (proteoom on teatud tüüpi rakkudes, koes või organismis ekspresseeritud valkude kogum). Pärast seda uuringut viisid mitmed teised uurijad läbi terve proteoomi uuringud nii inimese kui ka hiire HD-mudelites. Paljud teadlased on astunud selle sammu edasi, et uurida massispektromeetriat kasutades HTT-interakoomi (valgu ja valgu koostoime võrk) ning uurinud ka HTT-d uute PTM-ide tuvastamiseks.

Ülevaadatud uuringute hulgas on märkimisväärsed 15 proteoomiuuringut, mille eesmärk oli määrata ekspressioonitaseme muutusi (küsides küsimust "kui palju valku on?") Ja viis Interactome'i uuringut, milles uuriti muutusi selles, kuidas HTT suhtleb teiste valkudega (esitades küsimuse " kas HTT suhtleb valkudega enam-vähem? '). Nendes uuringutes võrreldi loommudelite ajukude ja HD-ga patsientide lahangukude kontrollrühmadega. Oluline on see, et kolmes uuringus kasutati kontrollide ja HD-ga patsientide aju seljaaju vedelikku, et tuvastada haiguse progresseerumise biomarkerid. Samuti toovad nad välja neli uuringut, mis tuvastasid Huntingtini valgu posttranslatsioonilised modifikatsioonid (molekulaarsed markerid).

"HTT valgu ülalt-alla massispektromeetria uuringud annavad ülimalt huvitavat teavet fosforüülimise seisundi ja muude HTT modifikatsioonide kohta," märkis kaasautor Connor Seeley, BS, Charlestowni Massachusettsi üldhaigla neuroloogia osakonna raku neurobioloogia labor. MA, USA. "Nende HTT proteovormide korreleerimine funktsioonidega peaks olema viljakas, et tuvastada patoloogia mehhanisme, mida saab sekkuda."

"Siiani pole vaatamata avaldatud teoste suurele hulgale sarnast põhjalikku ülevaadet, mis oleks keskendunud HD-massispektromeetria uuringute tulemustele," kommenteeris dr Kegel-Gleason. "Nende oluliste andmete saamiseks kasutati märkimisväärseid investeeringuid uurimisdollaritesse, kuid sageli ei oska suurem kogukond tulemusi tõlgendada või ei tea, kui palju andmeid on olemas.

"Me julgustame teadlasi kasutama seda kogutud uuringute ressurssi oma teadustöö sujuvamaks muutmiseks, et kiirendada meie ravi tuvastamist. Erilist huvi pakub aju seljaaju vedeliku (CSF) biomarkerite kinnitamine. HD-teadlased peaksid nende leidude toetamiseks jätkama nende kogutud teoste andmete kaevandamist. Lõpuks on vaja täiendavaid uuringuid, milles võrreldakse kontrolli ja HD CSF-i, et leida ja arendada uusi biomarkereid kliiniliste rakenduste jaoks. "

HD on surmaga lõppev geneetiline neurodegeneratiivne haigus, mis põhjustab aju närvirakkude järkjärgulist lagunemist. Hinnanguliselt on Ameerika Ühendriikides 250,000 50 inimest diagnoositud või on see haigus ohus. Sümptomiteks on isiksuse muutused, meeleolu kõikumine ja depressioon, unustamine ja otsustusvõime halvenemine, ebakindel kõnnak ja tahtmatud liigutused (korea). Igal HD-vanema lapsel on geeni pärimise võimalus 10%. Patsiendid elavad tavaliselt pärast diagnoosimist 20 kuni XNUMX aastat.