Molekulárně genetická analýza tkáně plodu rodiny postižené myotonickou dystrofií


Autoři: Z. Lukas? 1;  M. Falk 2;  I. Falková 1,2;  J. Feit 1;  L. Fajkusová 3,4;  J. Zítková 3,4;  I. Valaskova 5
Působiště autorů: Institute of Pathology, Faculty of Medicine, Masaryk University and University Hospital Brno 1;  Institute of Biophysics, Academy of Sciences of the Czech Republic, Brno 2;  IHOK, Centre of Molecular Biology and Gene Therapy, University Hospital Brno 3;  CEITEC, Masaryk University Brno 4;  Department of Clinical Genetics, University Hospital Brno 5
Vyšlo v časopise: Cesk Slov Neurol N 2012; 75/108(6): 730-736
Kategorie: Krátké sdělení

Souhrn

Vývoj patologického fenotypu u pacientů s myotonickou dystrofií závisí značnou měrou na toxickém účinku transkriptu expandované repetice genu DMPK a jeho interakci s vazebnými proteiny. Vztah mezi CUGexp tohoto genu a vazebnými proteiny MBNL1 a MBNL2 byl dosud studován na tkáňových kulturách myoblastů a na transgenních zvířatech. V tomto sdělení podáváme první molekulárně genetickou analýzu fetálních tkání plodu z rodiny postižené myotonickou dystrofií prvního typu (MD1). Intrauterinní vývoj, zrání a diferenciace kosterního svalstva plodu (360 g, 22. týden) byly jen mírně opožděny. Paternálně zděděná expanze repetice CTG v genu DMPK (350 CTG) byla potvrzena molekulárně genetickou analýzou a následné histopatologické vyšetření plodu prokázalo znaky myotonické dystrofie. Tkáně získané autopsií (kosterní sval, jícen, žaludek a střevo) byly vyšetřeny histologickými i molekulárně genetickými (imunohistochemickou analýzou proteinů MBNL1 a MBNL2, a in situ hybridizací DMPK CUGexp) metodami. Intranukleární ložiska (foci) s CUG transkripty byla zjištěna v kosterním svalu, ve svalovině (muscularis externa) zažívací trubice, v cévní medii, endotelu a intramurálních nervových pleteních i v epitelu. Protein MBNL1 přitom s ložisky expandovaných transkriptů extenzivně kolokalizoval ve všech tkáních. Naproti tomu byl protein MBNL2 nalezen též v cytoplazmě. Přítomnost transkriptu DMPK s expandovanou repeticí CUG a proteinu MBNL1 v intranukleárních fokusech fetálních tkání MD1 pacientů může teoreticky znamenat sekvestraci proteinu MBNL1, a tak přispět ke generaci patologického fenotypu MD1.

Klíčová slova:
myotonická dystrofie – DMPK mutace – fetální tkáň – proteiny MBNL


Zdroje

1. Hamshere MG, Harley H, Harper P, Brook JD, Brookfield JF. Myotonic dystrophy: the correlation of (CTG) repeat length in leukocytes with age at onset is significant only for patients with small expansions. J Med Genet 1999; 36(1): 59–61.

2. Brook JD, McCurrach ME, Harley HG, Buckler AJ, Church D, Aburatani H et al. Molecular basis of myotonic dystrophy: expansion of a trinucleotide (CTG) repeat at the 3´ end of a transcript encoding a protein kinase family member. Cell 1992; 68(4): 799–808.

3. Fu YH, Pizzuti A, Fenwick RG jr, King J, Rajna­rayan S, Dunne PW et al. An unstable triplet repeat in a gene related to myotonic muscular dystrophy. Science 1992; 255(5049): 1256–1258.

4. Davis BM, McCurrach ME, Taneja K, Singer RH, Housman DE. Expansion of a CUG trinucleotide repeat in the 3´ untranslated region of myotonic dystrophy protein kinase transcripts results in nuclear retention of transcripts. Proc Natl Acad Sci 1997; 94(14): 7388–7393.

5. Taneja KL, McCurrach M, Schalling M, Housman D, Singer RH. Foci of trinucleotide repeat transcripts in nuclei of myotonic dystrophy cells and tissues. J Cell Biol 1995; 128(6): 995–1002.

6. Miller JW, Urbinati CR, Teng-Umnuay P, Stenberg MG, Byrne BJ, Thornton CA et al. Recruitment of human muscleblind proteins to (CUG)(n) expansions associated with myotonic dystrophy. EMBO J 2000; 19(17): 4439–4448.

7. Fardaei M, Larkin K, Brook JD, Hamshere MG. In vivo co-localisation of MBNL protein with DMPK expanded-repeat transcripts. Nucleic Acids Res 2001; 29(13): 2766–2771.

8. Fardaei M, Rogers MT, Thorpe HM, Larkin K, Hamshere MG, Harper PS et al. Three proteins, MBNL, MBLL and MBXL, co-localize in vivo with nuclear foci of expanded-repeat transcripts in DM1 and DM2 cells. Hum Mol Genet 2002; 11(7): 805–814.

9. Osborne RJ, Thornton CA. RNA-dominant diseases. Hum Mol Genet 2006; 15(2): R162–R169.

10. Timchenko LT. Myotonic dystrophy: the role of RNA CUG triplet repeats. Am J Hum Genet 1999; 64(2): 360–364.

11. Timchenko LT, Caskey CT. Triplet repeat disorders: discussion of molecular mechanisms. Cell Mol Life Sci 1999; 55(11): 1432–1447.

12. Day JW, Ranum LP. RNA pathogenesis of the myotonic dystrophies. Neuromuscul Disord 2005; 15(1): 5–16.

13. Pascual M, Vicente M, Monferrer L, Artero R. The Muscleblind family of proteins: an emerging class of regulators of developmentally programmed alternative splicing. Differentiation 2006; 74(2–3): 65–80.

14. Jiang H, Mankodi A, Swanson MS, Moxley RT, Thornton CA. Myotonic dystrophy type 1 is associated with nuclear foci of mutant RNA, sequestration of muscleblind protein and deregulated alternative splicing in neurons. Hum Mol Genet 2004; 13(24): 3079–3088.

15. Mankodi A, Lin X, Blaxall BC, Swanson MS, Thornton CA. Nuclear RNA foci in the heart in myotonic dystrophy. Circ Res 2005; 97(11): 1152–1155.

16. Furling D, Coiffier L, Mouly V, Barbet JP, St Guily JL, Taneja K et al. Defective satellite cells in congenital myotonic dystrophy. Hum Mol Genet 2001; 10(19): 2079–2087.

17. Warner JP, Barron LH, Goudie D, Kelly K, Dow D, Fitzpatrick DR et al. A general method for the detection of large CAG repeat expansions by fluorescent PCR. J Med Genet 1996; 33(12): 1022–1026.

18. Falk M, Vojtíšková M, Lukáš Z, Kroupová I, Froster U. Simple procedure for automatic detection of unstable alleles in the myotonic dystrophy and Huntington’s disease loci. Genet Test 2006; 10(2): 83–95.

19. Guida M, Marger RS, Papp AC, Snyder PJ, Sedra MS, Kissel JT et al. A molecular protocol for diagnosing myotonic dystrophy. Clin Chem 1995; 41(1): 69–72.

20. Dubowitz V, Sewry CA. Muscle biopsy. A practical approach. 3rd ed. London: Elsevier Saunders 2007.

21. Holt I, Jacquemin V, Fardaei M, Sewry CA, Butler-Browne GS, Furling D et al. Muscleblind-like proteins: similarities and differences in normal and myotonic dystrophy muscle. Am J Pathol 2009; 174(1): 216–227.

22. Holt I, Mittal S, Furling D, Butler-Browne GS, Brook JD, Morris GE. Defective mRNA in myotonic dystrophy accumulates at the periphery of nuclear splicing speckles. Genes Cells 2007; 12(9): 1035–1048.

23. Stickland NC. Muscle development in the human fetus as exemplified by m. sartorius: a quantitative study. J Anat 1981; 132 (Pt 4): 557–579.

24. Carpenter S, Karpati G. Pathology of skeletal muscle. 2nd ed. Oxford: Oxford University Press 2001.

25. Dubowitz V. Enzyme histochemistry of skeletal muscle. J Neurol Neurosurg Psychiatry 1965; 28(6): 519–524.

26. Farkas-Bargeton E, Barbet JP, Dancea S, Wehrle R, Checouri A, Dulac O. Immaturity of muscle fibers in the congenital form of myotonic dystrophy: its consequences and its origin. J Neurol Sci 1988; 83(2–3): 145–159.

27. Sahgal V, Bernes S, Sahgal S, Lischwey, Subramani V. Skeletal muscle in preterm infants with congenital myotonic dystrophy. J Neurol Sci 1983; 59(1): 47–55.

28. Iannaccone ST, Bove KE, Vogler C, Azzarelli B, Muller J. Muscle maturation delay in infantile myotonic dystrophy. Arch Pathol Lab Med 1986; 110(5): 405–411.

29. Karpati G, Carpenter S, Watters GV, Eisen AA, Andermann F. Infantile myotonic dystrophy. Histochemical and electron microscopic features in skeletal muscle. Neurology 1973; 23(10): 1066–1077.

30. Anand KM, Biradar VM, Panicker JN, Nampoothiri S. Congenital myotonic dystrophy with asymptomatic mother. Indian Pediatr 2011; 48(7): 565–567.

31. Lin X, Miller JW, Mankodi A, Kanadia RN, Yuan Y, Moxley RT et al. Failure of MBNL1-dependent post-natal splicing transitions in myotonic dystrophy. Hum Mol Genet 2006; 15(13): 2087–2097.

32. Terenzi F, Ladd AN. Conserved developmental alternative splicing of muscleblind-like (MBNL) transcripts regulates MBNL localization and activity. RNA Biol 2010; 7(1): 43–55.

33. Bellini M, Biagi S, Stasi C, Costa F, Mumolo MG, Ricchiuti A et al. Gastrointestinal manifestations in myotonic muscular dystrophy. World J Gastroenterol 2006; 12(12): 1821–1828.

34. Casasa JM, Isnard RM, Ojanguren I, Castellví A,Blanco JA, López P. Intestinal myopathy in Steinert’s disease. Cir Pediatr 2003; 16(3): 149–151.

35. Lecointe-Besancon I, Leroy F, Devroede G, Chevrollier M, Lebeurier F, Congard P et al. A comparative study of esophageal and anorectal motility in myotonic dystrophy. Dig Dis Sci 1999; 44(6): 1090–1099.

36. Kinoshita M, Takahashi R, Hasegawa T, Komori T, Nagasawa R, Hirose K et al. (CTG)n expansions in various tissues from a myotonic dystrophy patient. Muscle Nerve 1996; 19(2): 240–242.

Štítky
Dětská neurologie Neurochirurgie Neurologie

Článek vyšel v časopise

Česká a slovenská neurologie a neurochirurgie

Číslo 6

2012 Číslo 6

Nejčtenější v tomto čísle

Tomuto tématu se dále věnují…


Kurzy

Zvyšte si kvalifikaci online z pohodlí domova

Příběh jedlé sody
nový kurz
Autoři: MUDr. Ladislav Korábek, CSc., MBA

Krvácení v důsledku portální hypertenze při jaterní cirhóze – od pohledu záchranné služby až po závěrečný hepato-gastroenterologický pohled
Autoři: PhDr. Petr Jaššo, MBA, MUDr. Hynek Fiala, Ph.D., prof. MUDr. Radan Brůha, CSc., MUDr. Tomáš Fejfar, Ph.D., MUDr. David Astapenko, Ph.D., prof. MUDr. Vladimír Černý, Ph.D.

Rozšíření možností lokální terapie atopické dermatitidy v ordinaci praktického lékaře či alergologa
Autoři: MUDr. Nina Benáková, Ph.D.

Léčba bolesti v ordinaci praktického lékaře
Autoři: MUDr. PhDr. Zdeňka Nováková, Ph.D.

Revmatoidní artritida: včas a k cíli
Autoři: MUDr. Heřman Mann

Všechny kurzy
Kurzy Doporučená témata Časopisy
Přihlášení
Zapomenuté heslo

Nemáte účet?  Registrujte se

Zapomenuté heslo

Zadejte e-mailovou adresu se kterou jste vytvářel(a) účet, budou Vám na ni zaslány informace k nastavení nového hesla.

Přihlášení

Nemáte účet?  Registrujte se