レンチウイルス遺伝子治療による出生前CLN5欠損羊神経培養における貯蔵病理学の阻害

ニューロンのセロイドリポフスチノス（NCLS、バッテン病）は、いくつかの異なる遺伝子の変異によって引き起こされる神経変性リソソーム貯蔵疾患を遺伝しています。CLN5の突然変異は、晩期後期のヒト疾患と少年および成人の臨床疾患のいくつかの症例を引き起こします。NCLは動物でも発生し、CLN5スプライスサイト変異を備えたニュージーランドのボーダーデール羊の群れがモデル研究のために開発されました。CLN5欠損胎児羊の脳からの解離混合神経細胞は、メッキに明らかな貯蔵体を含んでいませんでしたが、これらは主にミクログリア細胞およびニューロンおよび星状細胞にも培養に急速に蓄積しました。ミトコンドリアATPシンターゼのサブユニットCの蛍光顕微鏡と免疫染色によって監視されているように、蓄積は1週間後に非常に明白でした。間隔での写真は、培養の動的な性質と細胞間の貯蔵体の流れ、特にミクログリアによる細胞を含む貯蔵体の食作用と宿主細胞への貯蔵体の取り込みを明らかにしました。培養対照細胞では貯蔵は観察されませんでした。C末端MYCを発現するレンチウイルスベクターによる細胞培養の形質導入CLN5は、翻訳後グリコシル化および処理されたCLN5の分泌をもたらしました。このコンストラクトを使用したCln5欠損培養物の導入は、わずか6日で貯蔵体の蓄積を急速に逆転させました。これらの結果は、貯蔵体の蓄積が酵素補正で可逆的であり、動物全体の研究前に治療の検査にこれらの培養を使用することをサポートすることを示しています。

The neuronal ceroid lipofuscinoses (NCLs, Batten disease) are inherited neurodegenerative lysosomal storage diseases caused by mutations in several different genes. Mutations in CLN5 cause a variant late-infantile human disease and some cases of juvenile and adult clinical disease. NCLs also occur in animals, and a flock of New Zealand Borderdale sheep with a CLN5 splice-site mutation has been developed for model studies. Dissociated mixed neural cells from CLN5-deficient foetal sheep brains contained no obvious storage bodies at plating but these accumulated rapidly in culture, mainly in microglial cells and also in neurons and astrocytes. Accumulation was very obvious after a week, as monitored by fluorescent microscopy and immunostaining for subunit c of mitochondrial ATP synthase. Photography at intervals revealed the dynamic nature of the cultures and a flow of storage bodies between cells, specifically the phagocytosis of storage-body containing cells by microglia and incorporation of the storage bodies into the host cells. No storage was observed in cultured control cells. Transduction of cell cultures with a lentiviral vector expressing a C-terminal Myc tagged CLN5 resulted in secretion of post-translationally glycosylated and processed CLN5. Transduction of CLN5-deficient cultures with this construct rapidly reversed storage body accumulation, to less than half in only six days. These results show that storage body accumulation is reversible with enzyme correction and support the use of these cultures for testing of therapeutics prior to whole animal studies.