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Characterization of a mouse model transgenic for the Parkinson associated protein LRRK2
Martina Trefil
Art der Arbeit
Diplomarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Zentrum für Molekulare Biologie
Betreuer*in
Thomas Decker
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-30181.21463.312170-2
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Die Parkinsonsche Erkrankung (PD) ist eine chronisch, progressiv verlaufende, neurodegenerative Krankheit, die vor allem bei älteren Menschen vorkommt. Dabei kommt es in vielen Hirnregionen, vor allem aber in der Pars compacta der Substantia nigra, zum Absterben von dopaminergen Neuronen. Zu den damit verbundenen klinischen Symptomen zählt verlangsamte Bewegung, Muskelzittern, Haltungsinstabilität und Muskelsteifheit. Obwohl die Ursache für die Erkrankung noch unbekannt ist, wurden einige Faktoren entdeckt, die für den Ausbruch und Fortschritt der Erkrankung verantwortlich sind. Zu Diesen zählen synaptische Proteine, Chaperone sowie Kinasen, welche im mutierten oder amplifizierten Zustand zu frühzeitigen Ausbruch der Krankheit führen. LRRK2, eine Leucine-rich repeat Kinase, ist bei den meisten familiären PD Fällen mutiert. Deshalb scheint das LRRK2 Gen eine wesentliche Rolle bei der Entstehung der Krankheit zu spielen. Derzeit existiert nur ein hLRRK2 Tiermodell, das die wichtigsten Aspekte von PD aufzeigt, allerdings mit einer Mutation die nur in wenigen PD Fällen auftritt. Um die genauen Effekte von LRRK2 und dessen Rolle in PD zu studieren, wurde eine wildtyp-hLRRK2 Mauslinie entwickelt und charakterisiert.
hLRRK2 cDNA wurde erfolgreich in einen neuronenspezifischen Expressionsvektor kloniert, was durch Sequenzierung, verschiedene Restriktionsverdaue und Expressionsanalyse in eukaryotischen Zellen bestätigt wurde. Unter dem starken CMV Promoter konnte das Protein bei ca. 280 kD detektiert werden, wodurch die Funktionalität des cDNA Konstrukts bestätigt wurde. Der neuronenspezifische, schwächere Thy1.2 Promoter induziert ebenfalls die vollständige Expression von hLRRK2. Vier Founder Linien mit jeweils 1, 6, 20 und 60 Kopien des Transgens wurden charakterisiert. qPCR mit RNA aus Hirngewebe zeigte eine leichte Überexpression der hLRRK2-RNA, das Protein konnte aber weder durch WB noch IHC in den vier Monate alten Tieren nachgewiesen werden. Eine anfängliche Charakterisierung mittels Pole, Beam und Grip-Test konnte bei den transgenen Mäusen keine motorischen Defekte feststellen, was wahrscheinlich auf die niedrige Expression des Konstrukts in den jungen Tieren zurückzuführen ist.
Zusammenfassend zeigen unsere Ergebnisse, daß die Expression von LRRK2 unter dem neuronenspezifischen Thy1.2 Promoter lebensfähige Nachkommen hervorbringt. Diese Tiere können, wenn sie PD typische Symptome im höheren Alter aufzeigen, als Modell für die Erkrankung verwendet werden. Dieses neuartige Tiermodell wäre einerseits geeignet, Funktion und Rolle von LRRK2 im Verlauf von PD zu studieren, andererseits könnte es zur Entwicklung und Testung neuartiger Medikamente und Behandlungsmethoden verwendet werden.
Abstract
(Englisch)
Parkinson’s disease (PD) is a chronic and progressive neurodegenerative disorder primarily found in elderly people. Neuronal loss of dopaminergic neurons in the brain, especially the pars compacta of the substantia nigra, leads to clinical symptoms such as slowing of movements, resting tremor, postural instability and rigidity. Although the cause of the disease is still unknown several factors were recently identified, which correlate with onset and progression of the disease. Such factors include synaptic proteins, chaperones as well as kinases, which were shown to lead to early onset of the disease when amplified or mutated. LRRK2 a leucine-rich repeat kinase is the protein most frequently found to be mutated in familial forms of PD. Therefore the LRRK2 gene seems to play an essential role in the onset of the disease. At present there is only one animal model for LRRK2 described, which mimics some aspects of the disease, but harbours a mutation which is found only in a minor percentage of all PD cases. To study the effect of LRRK2 and its role in PD a mouse model transgenic for the human LRRK2 protein was generated and initially characterized.
hLRRK2 cDNA constructs were successfully cloned into a neuron specific mammalian expression vector, which was verified by restriction digest, sequencing and expression analysis in eukaryotic cells. Under the strong CMV promoter, protein was detectable at around 280 kD, indicating functionality of the cDNA construct. The neuron specific weaker Thy1.2 promoter also induced expression of hLRRK2 in CHO or HEK cells. Four founder lines were characterised harbouring 1, 6, 20 and 60 copies of the transgene. Although qPCR from brain derived RNA resulted in moderate over-expression of the hLRRK2 RNA, hardly any LRRK2 protein was detectable in WB or IHC in 4 month old animals. An initial motor characterization of the mice failed to show detectable defects as tested by pole, beam or grip-test, probably due to the low expression of the construct in these young mice.
Taken together our results show that expression of LRRK2 under the neuron specific Thy1.2 promoter results in viable offspring, which might be a useful model for PD, when showing PD like symptoms at older age. Such a model should be highly valuable to obtain deeper insight into the role of LRRK2 in PD and will serve as a new tool for drug evaluation and development.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
neurodegeneration Parkinson LRRK2
Schlagwörter
(Deutsch)
Neurodegeneration Parkinson LRRK2
Autor*innen
Martina Trefil
Haupttitel (Englisch)
Characterization of a mouse model transgenic for the Parkinson associated protein LRRK2
Paralleltitel (Deutsch)
Charakterisierung eines für das Parkinson assoziierten Protein LRRK2 transgenen Mausmodells
Publikationsjahr
2009
Umfangsangabe
89 S. : graph. Darst.
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Thomas Decker
Klassifikation
30 Naturwissenschaften allgemein > 30.00 Naturwissenschaften allgemein: Allgemeines
AC Nummer
AC08158845
Utheses ID
6768
Studienkennzahl
UA | 490 | | |