MBNL1は、DM1の焦点形成と異常なインスリン受容体スプライシングの主要な決定要因です

筋緊張性ジストロフィー1（DM1）では、MBNL1およびMBNL2を含むRNAタンパク質複合体への変異DMPK RNAの凝集は、インスリン受容体（IR）RNAの異常なスプライシングに関連しています。調査の平行線では、Cug結合タンパク質（Cug-BP）のレベルの上昇が、DM1でIRスプライシングの変化をもたらすことが示されています。しかし、DM1の病因におけるMBNL1、MBNL2、およびCug-BPの相対的な重要性は不明です。ここでは、MBNL1およびMBNL2の小さな干渉RNAを介したダウンレギュレーションまたは正常な筋芽細胞におけるCug-BPの過剰発現のいずれかが、異常なIRスプライシングをもたらすことを実証しました。我々の結果は、CUG-BPが、用量依存的にIRエクソン11スプライシングでMBNL1およびMBNL2の促進活性に拮抗することにより、スプライス部位選択の平衡を調節することを示唆しています。MBNL1およびMBNL2の損失に依存しないメカニズムにより、CUG-BPレベルがDM1細胞で上昇することを示しました。重要なことに、DM1筋芽細胞の救助実験は、MBNL1機能の喪失が重要なイベントであることを実証しましたが、CUG-BPの過剰発現はDM1のIRNAの異常な代替スプライシングで二次的な役割を果たします。DM1筋芽細胞におけるMBNL1、MBNL2、およびCUG-BPの小さな干渉RNA媒介ダウンレギュレーションは、MBNL1がDM1焦点の完全性の維持に重要な役割を果たすことを示しました。したがって、これらの実験は、拡張されたCUGリピートによるMBNL1の隔離が、DM1焦点形成とDM1筋芽細胞におけるIRNAの異常なスプライシングの両方の主要な決定要因であることを示しています。したがって、このデータは、DM1のMBNL1を介した療法をサポートしています。

In myotonic dystrophy 1 (DM1), aggregation of the mutant DMPK RNA into RNA-protein complexes containing MBNL1 and MBNL2 has been linked to aberrant splicing of the insulin receptor (IR) RNA. In a parallel line of investigation, elevated levels of CUG-binding protein (CUG-BP) have been shown to result in altered IR splicing in DM1. The relative importance of MBNL1, MBNL2, and CUG-BP in DM1 pathogenesis is, however, unclear. Here we have demonstrated that either small interfering RNA-mediated down-regulation of MBNL1 and MBNL2 or the overexpression of CUG-BP in normal myoblasts results in abnormal IR splicing. Our results suggest that CUG-BP regulates the equilibrium of splice site selection by antagonizing the facilitatory activity of MBNL1 and MBNL2 on IR exon 11 splicing in a dose-dependent manner. We have shown that CUG-BP levels are elevated in DM1 cells by mechanisms that are independent of MBNL1 and MBNL2 loss. Importantly, rescue experiments in DM1 myoblasts demonstrated that loss of MBNL1 function is the key event, whereas the overexpression of CUG-BP plays a secondary role in the aberrant alternative splicing of IR RNA in DM1. Small interfering RNA-mediated down-regulation of MBNL1, MBNL2, and CUG-BP in DM1 myoblasts demonstrated that MBNL1 plays a critical role in the maintenance of DM1 focus integrity. Thus, these experiments demonstrate that sequestration of MBNL1 by the expanded CUG repeats is the primary determinant of both DM1 focus formation and the abnormal splicing of the IR RNA in DM1 myoblasts. The data therefore support MBNL1-mediated therapy for DM1.