Выявление новых молекулярных мишеней для разработки патогенетической терапии FUS-протеинопатий: БАС и ФТЛД.

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 18-15-00357

НазваниеВыявление новых молекулярных мишеней для разработки патогенетической терапии FUS-протеинопатий: БАС и ФТЛД.

Руководитель Нинкина Наталья Николаевна, Доктор медицинских наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр проблем химической физики и медицинской химии Российской академии наук , Московская обл

Конкурс №28 - Конкурс 2018 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 05 - Фундаментальные исследования для медицины; 05-401 - Молекулярная и клеточная медицина

Ключевые слова нейродегенеративные заболевания, агрегация белков, ДНК/РНК-связывающие белки, FUS, РНК-содержащие гранулы

Код ГРНТИ34.15.43

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Проект посвящен изучению механизмов патогенной агрегации РНК-связывающего белка FUS при нейродегенерациях. Ранее мы показали, что накопление ядерного белка FUS в цитоплазме ведет к образованию нефункциональных РНП-гранул (FGs) и продуктов их слияния (FAs), которые могут являться предшественниками крупных патогистологичеких включений. FGs и FАs нарушают функционирование нормальных РНП-гранул (транспортных РНП-гранул, стресс-гранул, P-bodies и др.), захватывая определенные РНК и белки, что делает клетки менее устойчивыми к различным стрессорным воздействиям и, в конечном итоге, приводит к гибели поврежденных таким образом нейронов. Для того чтобы исследовать патологические каскады агрегации белка FUS нами было выполнено редактирование гена FUS в клетках нейробластомы человека с помощью технологии CRISPR/Cas9, что позволило удалить сигнал ядерной локализации и обеспечить накопление этого белка в цитоплазме. В результате было получено два типа клонов – в одних происходило образование атипичных форм РНП-гранул (FGs), а в других FUS распределялся в цитоплазме диффузно и не образовывал агрегатов. Эти две группы клонов представляют собой удобную модель для выявления эффекторных молекул и молекулярных каскадов, которые запускают или ингибируют образование патогенных гранул FGs, а так же для изучения нарушений в функционировании нейронов, вызванных накоплением FGs в их цитоплазме. Основной задачей проекта является выявление молекулярных механизмов патогенной агрегации белка FUS в цитоплазме и повреждающего эффекта такой агрегации на внутриклеточные процессы. Планируется провести сравнение транскриптомов двух полученных групп клеточных клонов и выявить мРНК, экспрессия которых различается в присутствие и отсутствие FGs, после чего изучить уровни кодируемых ими белков иммуноблотингом и иммуноцитохимией. Одной из задач проекта является разработка протокола выделения и очистки фракции гранул FGs, что позволит выявить специфические РНК и белки, захватываемые этими структурами. Эти результаты позволят выявить новые молекулярные мишени для разработки патогенетической терапии FUS-протеинопатий и иных типов нейродегенераций, вызываемых патологической агрегацией РНК-связывающих белков.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Шелковникова Т.А., Кухарский М.С., Ан Х., Димаси П., Алексеева С., Сабир О., Хеас П.Р., Бухман В.Л. Protective paraspeckle hyper-assembly downstream of TDP-43 loss of function in amyotrophic lateral sclerosis Molecular Neurodegeneration, Номер 1, Том 13, Стр. 30 (год публикации - 2018)
10.1186/s13024-018-0263-7

2. Скворцова В.И., Бачурин С.О., Устюгов А.А., Кухарский М.С., Дейкин А.В., Бухман В.Л., Нинкина Н.Н. Перспективы использования гамма-карболинов для разработки патогенетической терапии протеинопатий ACTA NATURAE, Номер 4, Том 10, Стр. 54-57 (год публикации - 2018)

3. Лысикова Е.А., Чапров К.Д., Иванова Т.А., Устюгов А.А., Овчинников Р.К., Кухарский М.С., Коршунов Е.А., Дейкин А.В., член-корр.РАН Бачурин С.О., Нинкина Н.Н. Нарушение когнитивной функции у трансгенных мышей со сниженным уровнем экспрессии патогенной формы белка FUS человека Патогенез. Статья находиться на втором раунде рецензирования после ответов рецензенту. (год публикации - 2019)

4. Ан Х., Скелт Л., Нотаро А., Хайли Дж.Р., Фокс А.Х., Ла Белла В., Бухман В.Л., Шелковникова Т.А. ALS-linked FUS mutations confer loss and gain of function in the nucleus by promoting excessive formation of dysfunctional paraspeckles Acta Neuropathologica Communications, Volume 7, Issue 1, Page 7 (год публикации - 2019)
10.1186/s40478-019-0658-x

5. Лысикова Е.А., Чапров К.Д., Иванова Т.А., Устюгов А.А., Овчинников Р.К., Кухарский М.С., Коршунов Е.А., Дейкин А.В., член-корр.РАН Бачурин С.О., Нинкина Н.Н. Нарушение когнитивной функции у трансгенных мышей со сниженным уровнем экспрессии патогенной формы белка FUS человека. Патогенез, Том 17, № 1, Стр. 41-49. (год публикации - 2019)
10.25557/2310-0435.2019.01.41-49

6. Нинкина Н.Н., Кухарский М.С., Хьюитт М.В., Лысикова Е.А., Скуратовская Л.Н., Дейкин А.В., Бухман В.Л. Stem cells in human breast milk Human Cell, Volume 32, Issue 3, Pages 223-230 (год публикации - 2019)
10.1007/s13577-019-00251-7

7. Лысикова Е.А., Кухарский М.С., Чапров К.Д., Васильева Н.А., Роман А.Ю., Овчинников Р.К., Дейкин А.В., Нинкина Н.Н., Бухман В.Л. Behavioural impairments in mice of a novel FUS transgenic line recapitulate features of frontotemporal lobar degeneration GENES BRAIN AND BEHAVIOR, Volume 18, Issue 8, Номер статьи e12607 (год публикации - 2019)
10.1111/gbb.12607

8. Лысикова Е.А. Трансгенная линия мышей с медленно прогрессирующей FUS-протеинопатией как модель фронто-темпоральной дегенерации. Электронный сборник «Актуальные проблемы биомедицины-2019: Материалы XXV Всероссийской конференции молодых учёных с международным участием», стр.131-133 (год публикации - 2019)

9. Лысикова Е.А., Нинкина Н., Буxман В.Л. Behavioural impairments in transgenic mice expressing C-terminally truncated human FUS. ENCALS meeting. 2019 May 15-17, Tours, France. Book of abstracts., page 48, abstract № 1922 (год публикации - 2019)

10. Чапров К.Д., Сорокин В.В., Иванова Т.А. Метод характеристики прогрессии FUS-протеинопатии на пресимптоматической стадии у трансгенных мышей для тестирования нейропротекторных соединений. ActaNaturae, СПЕЦВЫПУСК 2019 том 2 стр. 230 (год публикации - 2019)

11. Кухарский M.C., Шелковникова T. Потеря функции белка TDP-43 активирует сборку параспеклов при боковом амиотрофическом склерозе ActaNaturae, СПЕЦВЫПУСК 2019 том 2 стр. 185 (год публикации - 2019)

12. Лысикова Е.А., Фуников С., Резвых А.П., Чапров К.Д., Кухарский М.С., Устюгов А., Дейкин А.В., Флямер И.М., Бойл С., Бачурин С.О., Нинкина Н., Бухман В.Л. Low level of expression of C-terminally truncated human FUS causes extensive changes in the spinal cord transcriptome of asymptomatic transgenic mice Neurochemical Research, Volume 45, Issue 5, Pages 1168-1179 (год публикации - 2020)
10.1007/s11064-020-02999-z

13. де Мюнтер Ю., Бабаевская Д., Вольтерс Э.С., Павлов Д., Лысикова Е., Калуев А.В., Горлова А., Оплатчикова М., Помыткин И.А., Прошин А., Умрюхин А., Леш К.П., Стрекалова Т. Molecular and behavioural abnormalities in the FUS-tg mice mimic frontotemporal lobar degeneration: Effects of old and new anti-inflammatory therapies Journal of Cellular and Molecular Medicine, Том: 24 Выпуск: 17 Стр.: 10251-10257 (год публикации - 2020)
10.1111/jcmm.15628

14. Нинкина Н. Stem cell therapy and FUS[1-359]-transgenic mice: A recent study highlighting a promising ALS model and a promising therapy CNS Neuroscience and Therapeutics, Volume 26, Issue 5, Pages 502-503 (год публикации - 2020)
10.1111/cns.13302

15. Кухарский М.С., Скворцова В.И., Бачурин С.О., Бухман В.Л. In a search for efficient treatment for amyotrophic lateral sclerosis: Old drugs for new approaches Medicinal Research Reviews, Стр.: 1‐19 (год публикации - 2020)
10.1002/med.21725

16. Головин А.В., Девред Ф., Ятоуи Д., Роман А.Ю., Залевский А.О., Пуппо Р., Лебрюн Р., Герлескин Ф., Цветков Ф.О. Zinc Binds to RRM2 Peptide of TDP-43 International Journal of Molecular Sciences, 21(23), 9080 (год публикации - 2020)
10.3390/ijms21239080

Публикации