Die Genetik des Lipidstoffwechsels als Risikofaktor für kognitive Defizite bei der Parkinson-Krankheit

Die Parkinson-Krankheit gehört zu den Basalganglienerkrankungen und ist nach der Alzheimer-Krankheit die zweithäufigste neurodegenerative Erkrankung. Von den typischen motorischen Leitsymptomen sind kognitive Defizite, auch Parkinson-Demenz genannt, abzugrenzen. Etwa 75% der Parkinson-Syndrome sind idiopathisch und treten sporadisch auf. Bei dieser großen Mehrheit der Erkrankten gibt es bislang kein identifizierbares Vererbungsmuster. Für eine intakte Hirnfunktion ist der zerebrale Cholesterinmetabolismus von hoher Bedeutung, sodass kodierende Gene des Cholesterinstoffwechsels in die Pathogenese neurodegenerativer Erkrankungen, insbesondere der Alzheimer-Krankheit, involviert sind. Ausgehend von der bekannten pathophysiologischen Überschneidung der Alzheimer- und Parkinson-Krankheit, dient diese Arbeit einer systematischen Untersuchung ausgewählter Gene des Lipidstoffwechsels im Zusammenhang mit der Parkinson-Demenz. Das Kollektiv aus 94 Parkinson-Erkrankten entstammte der Datenbank der longitudinalen LANDSCAPE Studie, wobei 2 Gruppen von Parkinson-Patienten mit Demenz und unbeeinträchtigter Kognition gebildet wurden. Im Vorfeld wurde ein Matching zwecks höherer Vergleichbarkeit der Fall- und Kontrollgruppe anhand der Kriterien Geschlecht, ≥ 6 Jahre Erkrankungsdauer und ± 7 Jahre Altersdifferenz durchgeführt. Als Ausgangsmaterial der laborchemischen Versuche lag isolierte Desoxyribonukleinsäure vor, wobei mittels Polymerase-Kettenreaktion bestimmte Gen-Loci zwecks weiterer Aufschlüsselung amplifiziert wurden. Im Sinne eines genetischen Screenings wurden alle kodierenden Abschnitte der Apolipoproteine E, A1 und J sequenziert, wobei es sich um etablierte Risikogene der Alzheimer-Krankheit handelt. Zusätzlich wurden ausgewählte Exone von Adenosine Triphosphate-binding Cassette Transporter A1 (Exon 7, 18, 35) und Very-Low-Density-Lipoprotein Receptor (Exon 15) untersucht, bei denen bereits im Vorfeld kritische Mutationen beschrieben wurden. Im Fokus stand dabei die Identifikation von Einzelnukleotid-Polymorphismen, die möglicherweise mit der Ausprägung einer Demenz bei der Parkinson-Krankheit zusammenhängen. Im Rahmen der Sequenzierung mit Hilfe der Kettenabbruchmethode nach Sanger wurden insgesamt 8 Einzelnukleotid-Polymorphismen identifiziert, darunter 7 missense Mutationen und eine synonyme Variante. Apolipoprotein A1 und Very-Low-Density-Lipoprotein Receptor wiesen keine Mutation auf. Eine statistische Signifikanz konnte für keinen Einzelnukleotid-Polymorphismus gezeigt werden. Dementsprechend konnte kein eindeutiger Zusammenhang zwischen dem Vorhandensein einer Mutation und der Ausbildung einer Parkinson-Demenz in der vorliegenden Stichprobe abgeleitet werden. In der Tendenz waren jedoch 2 Mutationen hervorzuheben: rs7982 (Apolipoprotein J Exon 5) mit einer Odds ratio von 1.575 (95% Konfidenzintervall=0.680~3.646, p=0.288) sowie rs2066714/ rs4149313 (Adenosine Triphosphate-binding Cassette Transporter A1 Exon 18) mit einer Odds Ratio von 1.4 (95% Konfidenzintervall=0.551~3.554, p=0.478). Apolipoprotein J und Adenosine Triphosphate-binding Cassette Transporter A1 stellen somit als mögliche Risikogene der Parkinson-Demenz das Ziel weiterer Analysen dar. Als Limitation der Arbeit war die geringe Fallzahl bei initial zu hoch geschätzter Effektgröße zu betrachten, sodass die fokussierte Untersuchung in Bezug auf oben genannte Mutationen an weiteren Patienten der LANDSCAPE Studie sinnvoll und in Zukunft geplant ist

ATP-dependent calcium sequestration and calcium/ATP stoichiometry in isolated microsomes from guinea pig parotid glands

AbstractATP-dependent calcium uptake was studied in isolated guinea pig parotid gland microsomes. The apparent Km for free Ca2+ was 0.41 μM, the apparent Km for ATP·Mg2− 0.23 mM. The pH optimum was 6.8–7.0. Subfractionation of the microsomes revealed that the highest specific uptake activity resided in a rather dense fraction of the endoplasmic reticulum. The calcium uptake/ATPase stoichiometry was determined in the absence of exogenous magnesium in the submicrosomal fractions. It ranged from 1–2. It is concluded that in vivo the stoichiometry is the same as in sarcoplasmic reticulum, namely 2

GTP-dependent Ca2+ release from rat liver microsomes Vesicle fusion is not required

AbstractThe GTP-dependent calcium release from rat liver microsomes is known to be promoted in the presence of colloids like polyethyleneglycol (PEG), polyvinylpyrrolidine, or albumin. Dawson et al. [(1987) Biochem. J. 244, 87–92] using the ‘fusogen’ PEG have concluded that both GTP-induced calcium efflux and the enhancement of InsP3-promoted calcium release in the presence of GTP could be attributed to a GTP-dependent vesicle fusion. Here, using the more physiological colloid albumin we report that GTP-induced calcium release from rat liver microsomes may not be linked to vesicle fusion

A dual function fusion protein of Herpes simplex virus type 1 thymidine kinase and firefly luciferase for noninvasive in vivo imaging of gene therapy in malignant glioma

BACKGROUND: Suicide gene therapy employing the prodrug activating system Herpes simplex virus type 1 thymidine kinase (HSV-TK)/ ganciclovir (GCV) has proven to be effective in killing experimental brain tumors. In contrast, glioma patients treated with HSV-TK/ GCV did not show significant treatment benefit, most likely due to insufficient transgene delivery to tumor cells. Therefore, this study aimed at developing a strategy for real-time noninvasive in vivo monitoring of the activity of a therapeutic gene in brain tumor cells. METHODS: The HSV-TK gene was fused to the firefly luciferase (Luc) gene and the fusion construct HSV-TK-Luc was expressed in U87MG human malignant glioma cells. Nude mice with subcutaneous gliomas stably expressing HSV-TK-Luc were subjected to GCV treatment and tumor response to therapy was monitored in vivo by serial bioluminescence imaging. Bioluminescent signals over time were compared with tumor volumes determined by caliper. RESULTS: Transient and stable expression of the HSV-TK-Luc fusion protein in U87MG glioma cells demonstrated close correlation of both enzyme activities. Serial optical imaging of tumor bearing mice detected in all cases GCV induced death of tumor cells expressing the fusion protein and proved that bioluminescence can be reliably used for repetitive and noninvasive quantification of HSV-TK/ GCV mediated cell kill in vivo. CONCLUSION: This approach may represent a valuable tool for the in vivo evaluation of gene therapy strategies for treatment of malignant disease

Phosphopeptide patterns of the ribosomal protein S6 following stimulation of guineapig parotid glands by secretagogues involving either cAMP or calcium as second messenger

AbstractStimulation of secretion in exocrine cells is associated with the incorporation of up to 3 to 4 phosphates into the ribosomal protein S6. This occurs with secretagogues involving either cAMP or free calcium as second messenger. An analysis of the phosphorylation pattern of S6 from stimulated guineapig parotid glands reveals 3 phosphopeptides (termed A,B,C). The phosphopeptide pattern was identical for cAMP- or calcium-mediated stimulation, whereas phosphorylation of the S6 protein in vitro with catalytic subunit of cAMP-dependent protein kinase resulted only in the formation of phosphopeptides A and C. Therefore, secretagogue-mediated phosphorylation is not or not exclusively catalyzed by cAMP-dependent protein kinase even when cAMP is the second messenger

KDEL Receptor (Erd2p)-mediated Retrograde Transport of the Cholera Toxin A Subunit from the Golgi Involves COPI, p23, and the COOH Terminus of Erd2p

A cholera toxin mutant (CTX–K63) unable to raise cAMP levels was used to study in Vero cells the retrograde transport of the toxin A subunit (CTX-A–K63), which possesses a COOH-terminal KDEL retrieval signal. Microinjected GTP-γ-S inhibits the internalization as well as Golgi–ER transport of CTX-A–K63. The appearance of CTX-A–K63 in the Golgi induces a marked dispersion of Erd2p and p53 but not of the Golgi marker giantin. Erd2p is translocated under these conditions most likely to the intermediate compartment as indicated by an increased colocalization of Erd2p with mSEC13, a member of the mammalian coat protein II complex. IgGs as well as Fab fragments directed against Erd2p, β-COP, or p23, a new member of the p24 protein family, inhibit or block retrograde transport of CTX-A–K63 from the Golgi without affecting its internalization or its transport to the Golgi. Anti-Erd2p antibodies do not affect the binding of CTX-A to Erd2p, but inhibit the CTX-K63–induced translocation of Erd2p and p53