Journal of Glycomics & Lipidomics
Offener Zugang

Abstrakt

Molekulare Pathogenese der Motoneuron-Krankheit, enthüllt durch massenspektrometriebasierte Proteomik

Kay Ohlendieck

Die heterogene Gruppe neurodegenerativer Syndrome, zu der auch Motoneuronerkrankungen gehören, sind vererbte oder spontane Erkrankungen, die mit progressiver Muskelatrophie einhergehen. Unser Labor hat eine Initiative zur proteomischen Profilerstellung eingeleitet, um neue muskelassoziierte Biomarker von Motoneuronerkrankungen zu identifizieren. Dabei wird das Wobbler-Mausmodell der primären Motoneuronopathie verwendet. Wir haben zwei komplementäre Methoden eingesetzt: Fluoreszenz-Zweidimensionale-Differenz-In-Gel-Elektrophorese und Flüssigchromatographie in Kombination mit markierungsfreier Massenspektrometrie. Die proteomische Analyse der krankheitsbedingten Muskelatrophie hat hochkomplexe Veränderungen in der Häufigkeit oder dem Isoform-Expressionsmuster einer großen Anzahl von Skelettmuskelproteinen offenbart, die an der zellulären Signalübertragung, der Erregungs-Kontraktions-Kopplung, dem zytoskelettalen Netzwerk, der Ionenhomöostase, dem Energiestoffwechsel und der zellulären Stressreaktion beteiligt sind. Interessanterweise scheinen sich die komplexen Veränderungen im Muskelproteom aufgrund der fortschreitenden Degeneration einzelner Motoneuronen erheblich von der eher einseitigen Skelettmuskeltransformation zu unterscheiden, die bei nichtgebrauchsbedingter Muskelatrophie oder denervierten Muskelfasern beobachtet wird. Daher scheinen bei Motoneuronerkrankungen im Vergleich zu anderen Formen der Muskelatrophie eine subtypspezifische Anfälligkeit der neuromuskulären Synapsen und Kompensationsmechanismen der Fasertypverschiebung vorzuliegen. Die neu identifizierten proteomischen Biomarkerkandidaten der Motoneuronerkrankungen könnten zur Verbesserung diagnostischer, prognostischer und therapeutischer Ansätze nützlich sein