Refine
Document Type
- Article (1)
- Doctoral Thesis (1)
Has Fulltext
- yes (2)
Is part of the Bibliography
- no (2)
Keywords
- lipid metabolism (2) (remove)
Institute
Publisher
- MDPI (1)
Determination of the Pathological Features of NPC1 Variants in a Cellular Complementation Test
(2019)
Niemann-Pick Type C (NP-C) is a rare disorder of lipid metabolism caused by mutations
within the NPC1 and NPC2 genes. NP-C is a neurovisceral disease leading to a heterogeneous,
multisystemic spectrum of symptoms in those affected. Until now, there is no investigative tool to
demonstrate the significance of single variants within the NPC genes. Hence, the aim of the study
was to establish a test that allows for an objective assessment of the pathological potential of NPC1
gene variants. Chinese hamster ovary cells defective in the NPC1 gene accumulate cholesterol in
lysosomal storage organelles. The cells were transfected with NPC1-GFP plasmid vectors carrying
distinct sequence variants. Filipin staining was used to test for complementation of the phenotype.
The known variant p.Ile1061Thr showed a significantly impaired cholesterol clearance after 12 and
24 h compared to the wild type. Among the investigated variants, p.Ser954Leu and p.Glu1273Lys
showed decelerated cholesterol clearance as well. The remaining variants p.Gln60His, p.Val494Met,
and p.Ile787Val showed a cholesterol clearance indistinguishable from wild type. Further, p.Ile1061Thr
acquired an enhanced clearance ability upon 25-hydroxycholesterol treatment. We conclude that the
variants that caused an abnormal clearance phenotype are highly likely to be of clinical relevance.
Moreover, we present a system that can be utilized to screen for new drugs.
Unter Atherosklerose versteht man einen mit zunehmendem Alter fortschreitenden degenerativen Prozess in den Arterien. Die Atherosklerose und damit assoziierte kardiovaskuläre Erkrankungen werden für 2020 bis 2030 als Haupttodesursache weltweit prognostiziert. Die Protease-aktivierten Rezeptoren (PAR) werden unter zahlreichen pathophysiologischen Bedingungen, wie zum Beispiel bei der Atherogenese exprimiert. Im Fokus vieler Arbeiten lag bisher oft die Funktion des Protease-aktivierten Rezeptors-1 (PAR-1), dem Prototyp der Protease-aktivierten Rezeptoren. Die Rolle des Protease-aktivierten Rezeptors-2 (PAR-2), bei der Entwicklung von atherosklerotischen Läsionen in vivo, wurde bisher nur in Ansätzen verstanden. In der vorliegenden Arbeit konnte erstmals anhand eines neuen Mausmodells, mit einem doppelten knockout in den Genen für den PAR-2 (PAR-2-/-) und das Apolipoprotein E (ApoE-/-), der Einfluss des PAR-2 auf die Atherogenese in vivo beschrieben werden. Der knockout des ApoE-Gens ist ein probates Mittel in der Atheroskleroseforschung, da so die Entwicklung von atherosklerotischen Läsionen in Mäusen gefördert wird, die im wildtypischen Kontext aufgrund des Lipidprofils der Tiere gar nicht oder nur in geringem Maße auftreten. Die Analyse der atherosklerotischen Läsionen in den Aorten und Aortenursprüngen von PAR-2-/-;ApoE-/--Mäusen zeigte eine deutliche Reduktion der Atherogenese im Vergleich mit ApoE-/--Tieren. Weiterhin ließ sich ein Einfluss des Par-2 auf den Lipidstoffwechsel detektieren. Es wurde erstmals beschrieben, dass eine Defizienz des PAR-2- und ApoE-Gens bei Mäusen einen Anstieg des Körpergewichts bedingt. Zusätzlich wurden im Lebergewebe der Tiere erhöhte Lipideinlagerungen beobachtet und erniedrigte mRNA Expressionen der hepatischen Triglyzerid-Lipasen, im Anschluss an eine cholesterinreiche Western Diät, detektiert. Diese Befunde ließen auf eine verminderte Funktionalität der Leber schließen, die in einer Akkumulation von Triglyzeriden und LDL-Cholesterin im Blutserum der Doppel-knockout Mäuse resultierte. Trotz der entstanden proatherosklerotischen Effekte wurden in den Gefäßen der PAR-2-/-;ApoE-/--Tiere kleinere und stabilere atherosklerotische Plaques nachgewiesen, die im Anschluss an vier Monate Western Diät eine größere Menge an Makrophagen/mm2 enthielten. Die Stabilität der Plaques resultierte aus einer erhöhten Anzahl an glatten Gefäßmuskelzellen (SMC) und einer verminderten Apoptoserate, im Vergleich mit den Kontrolltieren. Zusammenfassend weisen die Ergebnisse darauf hin, dass der PAR-2 eine wichtige Funktion bei der Entstehung von atherosklerotischen Läsionen einnimmt, da bei PAR-2-Defizienz ungeachtet der Entwicklung von proatherosklerotischen Risikofaktoren eine deutliche Reduktion der atherosklerotischen Läsionen erfolgte.