胚性神経幹/前駆細胞の分化過程におけるジストロフィンおよびジストロフィン関連タンパク質の発現の解析

Characterization of the expression of dystrophins and dystrophin-associated proteins during embryonic neural stem/progenitor cell differentiation.

• José Romo-Yáñez
• Griselda Rodríguez-Martínez
• Jorge Aragón
• Lourdes Siqueiros-Márquez
• Alma Herrera-Salazar
• Iván Velasco
• Cecilia Montanez

抄録

デュシェンヌ型筋ジストロフィー（DMD）は、ジストロフィン遺伝子の変異によって引き起こされる遺伝性疾患である。ジストロフィンは、ジストログリカン、サルコグリカン、ジストロブレビン、シントロフィンからなる複合体の組織化に必要であり、ジストロフィン関連タンパク質複合体（DAPC）として知られています。DMD患者では、筋肉の変性に加えて、認知障害が報告されている。ジストロフィンの胚性大脳機能を研究するのに適したモデルを明らかにするために、未分化および分化した胚性神経幹/前駆細胞（NSPC）におけるジストロフィン/DAPCの発現パターンを解析した。その結果、NSPCはジストロフィンDp427、Dp140、Dp71、Dp40のmRNA、β-ジストログリカン、α-、β-を発現していることがわかった。-ジストロブレビン；α1-、β1-、β2-およびγ2-シントロフィン；ならびにβ-、γ-、δ-およびε-サルコグリカン。これらのうちのいくつかは、神経細胞やアストロサイトの分化の間に異なる制御を受けていた。興味深いことに、Dp140、β-ジストログリカン、α2-ジストロブレビンのタンパク質発現レベルも異なる制御を受けていた。さらに、増殖するNSPCや分化したニューロン、アストロサイトでは、ジストロフィンとβ-ジストログリカンの免疫陽性染色を示すことを明らかにした。これらの結果は、ジストロフィンとDAPCの構成要素がNSPCの神経細胞やアストロサイトの分化の過程で発現・制御されていることを示しており、これらのタンパク質が脳の発達において異なる役割を果たしている可能性を示唆しています。

Duchenne muscular dystrophy (DMD) is a genetic disease caused by mutations in the dystrophin gene. Dystrophin is required for the organization of a complex consisting of dystroglycans, sarcoglycans, dystrobrevins and syntrophins, known as the dystrophin-associated proteins complex (DAPC). In addition to muscle degeneration, cognitive impairment has been reported in DMD patients. To characterize a suitable model for studying the embryonic cerebral functions of dystrophin, we analyzed the expression patterns of dystrophins/DAPC in undifferentiated and differentiated embryonic neural stem/progenitor cells (NSPC). We found that NSPC express mRNAs for dystrophins Dp427, Dp140, Dp71 and Dp40; β-dystroglycan; α- and β-dystrobrevin; α1-, β1-, β2- and γ2-syntrophin; and β-, γ-, δ- and ε-sarcoglycan. Some of these were differentially regulated during neuronal or astrocytic differentiation. Interestingly, the protein expression levels of Dp140, β-dystroglycan and α2-dystrobrevin were also differentially regulated. Additionally, we found that proliferating NSPC and differentiated neurons and astrocytes show immuno-positive staining for dystrophins and β-dystroglycan. Our results show that dystrophins and DAPC components are expressed and regulated during the neuronal or astrocytic differentiation of NSPC, suggesting that these proteins may have different roles in the brain development.

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