Регистрация / Вход
Прислать материал

Неканонические молекулярно-генетические механизмы развития болезни Паркинсона: роль эндогенных некодирующих транскриптов.

Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Проект закончен
Проект
02.740.11.5038
Организация
ИМГ РАН
Руководитель работ
Корнеев Сергей Алексеевич
Продолжительность работ
2009 - 2010, 14 мес.
Бюджетные средства
3,7 млн
Внебюджетные средства
0 млн

Информация отсутствует

Этапы проекта

1
20.07.2009 - 30.11.2009
Проведен анализ изменения транскриптома области черной субстанции мозга крыс в процессе развития Паркинсон- подобного фенотипа, вызванного стереотаксическим введением в эту область мозга токсина ротенона. Этот токсин вызывает гибель дофаминэргических нейронов с развитием фенотипических признаков болезни Паркинсона через 3-5 недель после оперативного вмешательства. Всего с использованием технологии экспрессионных микрочипов было выявлено более 400 генов, уровень экспрессии которых изменился у крыс с моделью болезни Паркинсона более чем в 1,4 раза. Этот эффект был более выражен у крыс через 4 недели после введения токсина - если через 2 недели изменилась экспрессия 82 генов, то через 4 недели изменения экспрессии были выявлены уже для более 350 генов. C использованием алгоритма и базы данных DAVID дифференциально экспрессирующиеся гены проводить группирование генов по функциональным группам. При таком анализе через 2 недели после введения ротенона 6, а через 4 недели - 8 функциональных кластеров дифференциально экспрессирующихся генов. Обращает на себя внимание тот факт, что через 2 недели после введения токсина наиболее сильным является ответ генов, связанных с внеклеточным матриксом. Это может говорить о том, что в этот момент преобладает реакция нервной ткани на само введение токсина. Специфические эффекты выражены более слабо и связанные с гормонами и пептидными гормонами процессы кластеризуются во втором по значимости кластере. Через 4 недели на первое место выходит функциональный кластер дифференциально экспрессирующихся генов, связанных с неврологическими системными процессами, системными процессами в целом и межклеточными взаимодействиями. Полученные данные будут в дальнейшем использованы для анализа диффренциальной экспрессии микроРНК в ответ на введение ротенона.
Проведен поиск в геноме человека антисмысловых последовательностей, возможно связанных с патогенезом болезни Паркинсона. При этом для гена альфа-синуклеина SNCA (расположенного на хромосоме 4 в суперконтиге HSCHR4_CTG12) выявлены гомологичные последовательности в расположенных на той же хромосоме суперконтигах . HSCHR4_CTG4, HSCHR4_CTG7, HSCHR4_CTG8_1 и HSCHR4_CTG9. Кроме супер-контигов на хромосоме 4, для гена SNCA выявлены суперконтиги с участками гомологии на хромосоме 12 - причем на этой хромосоме выявлено сразу 3 таких суперконтига (HSCHR12_CTG2, HSCHR12_CTG2_1 и HSCHR12_CTG4) . Для гена паркина PARK2 суперконтиги с участками гомологии HSCHR6_CTG1 и HSCHR6_CTG выявлены на хромосоме 6 - то есть на той же хромосоме, где в суперконтиге HSCHR6_CTG5 расположен собственно ген PARK2. На других хромосомах гомологичные гену PARK2 участки не выявлены. Эти последовательности могут быть источником антисмысловых РНК и в дальнейшем будет проводиться поиск их транскриптов в нервной ткани с использованием полимеразной цепной реакции и Нозерн блот гибридизации.
Развернуть
2
01.01.2010 - 15.06.2010
Для проведения работ по моделированию паркинсонизма крысам стереотаксически в черную субстанцию одного из полушарий головного мозга вводиди 6-гидроксидофамин, что приводило к 4 неделям после введения токсина к формированию выраженной клинической картины с развитием характерных для болезни Паркинсона моторных нарушений. Далее для анализа широкомасштабных изменений транскриптома использовали гибридизацию на микрочипах пулов тотальной РНК. В итоге было показано, что через 2 недели после введения 6-гидроксидофамина преобладают неспецифичные изменения транскрипции с усилением экспрессии провоспалительных белков, белков и ферментов внеклеточного матрикса, сигнальных белков, связанных с реакцией организма на гормональные стимулы и факторы внешней среды. К 4 неделям наблюдается более специфичный ответ - наряду с активацией экспрессии генов провоспалительных белков и белков внеклеточного матрикса происходит снижение экспрессии генов, связанных с нормальным функционированием сомы и дендритов нейронов, защитой нейронов, синаптической передачей, передачей нервного импульса и межклеточным взаимодействием. Составлен список дифференциально экспрессирующихся генов и отобраны гены для дальнейшего анализа их экспрессии у пациентов с болезнью Паркинсона. В частности одним из таких генов является ген киназы гликоген синтазы бета 3 GSK3B.
У больных различными неврологическими заболеваниями (болезнь Паркинсона. Хронические нарушения мозгового кровообращения, нейродегенеративные заболевания различной этиологии) проведен анализ уровня мРНК генов домашнего хозяйства PSMB6 (кодирующий полипептид F второй субъединицы РНК-полимеразы) и PolR2F (кодирующий Y субъединицу протеасомы) и кандидатных генов болезни Паркинсона GSK3b (кодирует киназу гликоген синтазы бета 3), PARK2 (кодирует белок паркин), SNCA (кодирует альфа-синуклеин), ST13 (кодирует молекулярный шаперон ST13). При этом для всех генов (кроме гена паркина) выявлены изменения в уровне мРНК у больных неврологическими заболеваниями - но эти изменения не специфичны для болезни Паркинсона и наблюдаются также у больных с церебральным атеросклерозом и нейродегенеративными заболеваниями. Наиболее перспективные результаты получены при анализе уровня мРНК киназы гликоген синтазы бета 3 - у больных паркинсонизмом уровень этой мРНК возрастает, тогда как у больных с нарушениями мозгового кровообращения он падает. Однако для окончательного решения вопроса о значимости этих изменений необходимо увеличение числа пациентов с болезнью Паркинсона на разных стадиях развития патологического процесса.
Развернуть
3
16.06.2010 - 15.09.2010
Проанализированы изменения транскриптома черной субстанции и коры больших полушарий головного мозга крыс с разными вариантами токсической модели болезни Паркинсона на разных стадиях развития патологического процесса с ис-пользованием технологии экспрессионных микрочипов и ПЦР в реальном времени и на основании полученных данных проанализирован уровень мРНК ряда генов в периферической крови пациентов с болезнью Паркинсона и другими неврологическими заболеваниями. Выявлен ряд потеницальных антисмысловых последовательностей к экзонам и промоторной области генов паркина и алтьфа-синуклеина и проведен поиск такого типа транскриптов в области черной субстанции головного мозга крысы. Проведен биоинформациионный анализ генов экспресссирующихся в черной субстанции микроРНК и выявлены однонуклеотидные полиморфные ДНК маркеры в генах некоторых микроРНК. Спектр аллелей и генотипов по этим ДНК маркерам проанализирован у больных паркинсонизмом и здоровых лиц и при этом не выявлено ассоциации заболевания с данными маркерами.
В рамках исследования использован широкий спектр молекулярно-генетических и биоинформационных подходов, примененных к анализу как модельных объектов (токсические модели болезни Паркинсона на грызунах), так и пациентов с изучаемым заболеванием. Такой подход является взаимодополняющим и позволяет быстро проверять выявляемые при анализе модельных систем закономерности на клинических материалах.
Работа соответствует современному мировому уровню исследований в области молекулярного патогенеза болезни Паркинсона. Необходимо отметить, что, несмот-ря на очень большой интерес к изучению микроРНК и антисмысловых РНК при различных заболеваниях (в первую очередь - при раке), такого рода исследования при паркинсонизме находятся в самой начальной стадии. Скорее всего это связано с сложностью работы с клиническим материалом и используемые в данной работе токсические модели болезни Паркинсона могут сыграть важную роль в анализе роли микроРНК и антисмысловых РНК в процессах гибели ждофаминэргических нейронов.
Развернуть

Программа

Программа "Научные и научно-педагогические кадры инновационной России" на 2009 - 2013 годы

Программное мероприятие

1.5 Проведение научных исследований коллективами под руководством приглашенных исследователей
Продолжительность работ
2010 - 2012, 30 мес.
Бюджетные средства
2,7 млн
Организация
ИМГ РАН
профинансировано
Продолжительность работ
2011 - 2013, 29 мес.
Бюджетные средства
2 млн
профинансировано
Тема
Разработка и применение молекулярно-генетических методов для идентификации и типирования возбудителей инфекционных болезней животных.
Продолжительность работ
2011 - 2012, 21 мес.
Бюджетные средства
30 млн
Количество заявок
8
Тема
Доклинические исследования лекарственного средства на основе 3,4-дигидрокси-L-фенилаланина (леводопа) и полилактидгликолидов для лечения болезни Паркинсона
Продолжительность работ
2015 - 2017, 29 мес.
Бюджетные средства
33 млн
Количество заявок
1
Тема
Доклинические исследования лекарственного средства, являющегося модулятором mGluR4 рецепторов Рапиталам, для лечения болезни Паркинсона
Продолжительность работ
2016 - 2018, 23 мес.
Бюджетные средства
33 млн
Количество заявок
1
Тема
Доклинические исследования лекарственного средства на основе производного тирозина в гидрогелевой полимерной системе для ранней диагностики болезни Паркинсона.
Продолжительность работ
2017 - 2019, 30 мес.
Бюджетные средства
33 млн
Количество заявок
0
Тема
Доклинические исследования лекарственного средства на основе производного тирозина в гидрогелевой полимерной системе для ранней диагностики болезни Паркинсона
Продолжительность работ
2017 - 2019, 27 мес.
Бюджетные средства
33 млн
Количество заявок
2