Principal Investigator: Robert D. Nicholls, D.Phil. Professor of Genetics in Psychiatry Center for Neurobiology and Behavior Department of Psychiatry University of Pennsylvania Philadelphia, PA 19104
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Zusammenfassung

Die spastischen Spinalparalysen (HSP) sind eine große Gruppe von ähnlichen neurodegenerative Erkrankungen, die klinisch durch progressive Spastik der unteren Gliedmaßen charakterisiert sind, und patholoisch durch die Degeneration der längsten Motor-Axone in den corticospinal-Gebieten des zentralen Nervensystems (CNS), die die unteren Extremitäten steuern. Wir identifizierten eine einzelne Nukleotidmutation, die NIPA1 als die Ätiologie von SPG6, die zu einer Thr.Arg codon-Änderung im neuartigen Gen führt, einer spastischen Spinalparalyse, die relativ schwer (erfordert eine Rollstuhlverwendung bereits mit 40 Jahren) ist und genetisch innerhalb des menschlichen Chromosomes 15q11.2 dargestellt wird. Weil NIPA1-Kennungen im Pader-Willi- und Angelmann-Syndrom und SPG6 innerhalb des menschlichen Chromosomes im 15q11-q13 Gebiet entfernt sind, wird dominierend geerbt. Dies weist darauf hin, daß die NIPA1-Mutation in SPG6 zu einem "dominierenden negativen" Mißerfolg der axonal-Aufrechterhaltung führt. Unsere Arbeiten haben gezeigt, daß NIPA1 bei Wirbeltierspezies besonders geschützt wird. Es wird des weiteren eine Hirn-Beteiligung aufgezeigt und kommt ausdrücklich in den neuronalen Teilgesamtheit der Hirnrinde und des Kleinhirns zum Ausdruck. Die Arbeit entschlüsselt einen Polypeptiden mit mehrfachen transmembrane-Domänen mit vermutlicher Transporter- oder Rezeptor-Funktion. Wichtig ist, dass die Identifikation der NIPA1-Transporter-Funktion und des Liganden zu einem Verständnis der axonalen Neurodegeneration in HSP führen und ein Ziel für einen therapeutischem Eingriff geben wertden. Wir schlagen vor, zunächst die Funktion von NIPA1 zu bestimmen und mit Studien des Entwicklungsausdrucksmusters in Mäusen sowie Identifikation der subcellular-Lokalisierung und Modifikation des Proteins zu beginnen. Danach werden wir anfangen Nipa1 transgene Mausmodelle zu entwickeln und Nipa1- transgene Mäuse zu charakterisieren einschließlich eines bestimmten SPG6 Mausmodells, das die Zuordnung zu klinischen Phänotypen zu den Nipa1-Mutationen bestimmen wird. Dies wird ein tierisches SPG6- Modell für künftige therapeutische Studien des NIPA1 polypeptide-ligand zur Verfügung stellen. Ziel 1: wird die Lokalisierung und die Modifikation (z.B., N-glycosylation und proteolytic-Verarbeitung) von NIPA1, gewonnen aus Blut der westl. Hemissphäre sein. Desweiteren immunochemische Studien, die NIPA1-Immunkörper mit anderen Immunkörpern bestimmt für subcellulare Organellen und/oder bekannte HSP Peptiden umfassen. Sowie immunohistochemische und Elektronenmikroskopiestudien, die Mausgewebeteile benutzen. Ziel 2: Um die Entwicklungsrolle von Nipa1 zu bestimmen, wird ein k.o.-Mausmodell durch Löschen von exon 1 von Nipa1 in ES-Zellen geschaffen werden, mit histologischen und phenotypic-Analysen daraus resultierender Mäuse. Ziel3: Ein dominierendes SPG6 transgenic Maus Modell wird erzeugt werden, indem man der SPG6 Thr Arg-Mutation zu einem genomic DNA-Fragment überspannt, das das vollständige Nipa1-Gen überspannt und erhaltene Reihenfolgen flankiert, hinzufügt. Beide Mausmodelle (und Kontrolltiere) werden bei monatlichen Intervallen für die histologischen und phenotypischen Studien von Geburt bis zu einem Jahr heranwachsen.

Zusammenfassend werden unsere Studien ein Verständnis für die molekularen, pathologischen und Entwicklungs-Pfeiler von SPG6 begründen und werden Mausmodelle für weitere Untersuchungen der Funktion vom NIPA1 Polypeptide und deren Rolle in HSP , sowie für die Erprobung therapeutischer Ansätze für die HSP erzeugen. Weil unsere Arbeit an den HSPs ein neuer Fokus des Laboratoriums ist, wird die Finanzierung eines einzelnen Projektvorschlags durch eine kleine Stiftung wie der Tom-Wahlig-Stiftung die Möglichkeit bereitstellen, kritische zusätzliche Daten zu erhalten, um sicherzustellen, daß die Nationalen Institute der Gesundheit (NIH) in den USA das Projekt innerhalb des nächsten Jahres finanzieren, und damit sicherstellen, daß unser Schwung im Voranbringen der Forschung zu HSP, insbesondere in Einrichtung der Hauptmausmodelle, nicht verlangsamt werden wird.