Huntingtin凝集体とショウジョウバエハンティントン病モデルにおけるそれらの病理学的役割

ハンティントン病は、ハンチチンタンパク質中のポリグルタミン路の拡大に起因する神経変性障害です。変異体ハンチチンは、ニューロン内で細胞内凝集体を形成しますが、タンパク質の凝集体またはより可溶性の形態が病原性種を表しているかどうかは不明です。凝集と神経変性との間のリンクを調べるために、蛍光にタグ付けされたヒトハンチチンをコードする病原性（Q138）または非病原性（Q15）タンパク質を発現するショウジョウバエのメラノガスタートランスジェニック株を生成し、生きた動物でのハンティングチン発現と凝集のin vivoイメージングを可能にしました。病原性ハンチチンの神経発現は、神経細胞体と神経岩の細胞質内での大きな凝集体の形成を伴う、成体致死性をたどります。病原性ハンティンティンの光退色（FRAP）分析後のライブイメージングと蛍光回復により、新しい凝集体が12時間以内にニューロンに形成されることが示されましたが、既存の凝集体は数分以内に新しいハンティンティンタンパク質を急速に蓄積します。病理学における凝集体の役割を調べるために、ショウジョウバエのゲノムの〜80％をカバーする欠陥を使用して、ハンティンティンQ138凝集またはハンティティンQ138誘発性致死のハプロ不全抑制スクリーンを実施しました。私たちの画面では、2つのクラスの相互作用サプレッサーを特定しました。ハンティングチンの発現と凝集を減少させながら実行可能性を救うものと、ハンティンティンの凝集を混乱させることなく実行可能性を救うものです。最も堅牢なサプレッサーは、可溶性と凝集したハンティティンレベルの両方を減少させ、毒性がハンチントン病の変異タンパク質の両方の形態に関連している可能性が高いことを示唆しています。

Huntington's disease is a neurodegenerative disorder resulting from expansion of a polyglutamine tract in the Huntingtin protein. Mutant Huntingtin forms intracellular aggregates within neurons, although it is unclear whether aggregates or more soluble forms of the protein represent the pathogenic species. To examine the link between aggregation and neurodegeneration, we generated Drosophila melanogaster transgenic strains expressing fluorescently tagged human huntingtin encoding pathogenic (Q138) or nonpathogenic (Q15) proteins, allowing in vivo imaging of Huntingtin expression and aggregation in live animals. Neuronal expression of pathogenic Huntingtin leads to pharate adult lethality, accompanied by formation of large aggregates within the cytoplasm of neuronal cell bodies and neurites. Live imaging and Fluorescence Recovery After Photobleaching (FRAP) analysis of pathogenic Huntingtin demonstrated that new aggregates can form in neurons within 12 hr, while preexisting aggregates rapidly accumulate new Huntingtin protein within minutes. To examine the role of aggregates in pathology, we conducted haplo-insufficiency suppressor screens for Huntingtin-Q138 aggregation or Huntingtin-Q138-induced lethality, using deficiencies covering ~80% of the Drosophila genome. We identified two classes of interacting suppressors in our screen: those that rescue viability while decreasing Huntingtin expression and aggregation and those that rescue viability without disrupting Huntingtin aggregation. The most robust suppressors reduced both soluble and aggregated Huntingtin levels, suggesting toxicity is likely to be associated with both forms of the mutant protein in Huntington's disease.