細胞培養において核および細胞質凝集体を形成するグルタミンの繰り返しを伴うハンチチンの切り捨てられたN末端断片

ハンティントン病（HD）は、ハンチチンタンパク質のポリグルタミンを拡大するCAGリピートコーディングによって引き起こされる進行性神経変性障害です。最近のデータは、ハンティンティンのN末端断片が、細胞質の両方でHDの患者のニューロンに凝集し、異形成神経突起を形成し、核内ニューロン包摂体を形成する可能性を示唆しています。ハンティティンの短いN末端断片を使用したHDの動物モデルも核内包有物を持っていることがわかっており、この同じ断片はin vitroで凝集する可能性があります。現在、細胞質と核の両方で総総合的なグルタミン反復を伴うハンティンティンのN末端断片を実証する細胞培養モデルを開発しました。神経芽細胞腫細胞は、正常または拡大した反復を伴う全長のハンチンティン構築物を一時的にトランスフェクトしました。対照的に、切り捨てられたN末端断片をトランスフェクトした細胞は、グルタミンの繰り返しが拡大した場合にのみ凝集を示しました。凝集体はしばしばユビキチン化されました。短い切り捨てられた生成物は、核により多くの凝集体を形成するように見えました。拡張された反復構造をトランスフェクトした細胞は、正常な反復構造ではなく、アポトーシス誘導剤のスタウロスポリンに対する毒性の強化を示しました。これらのデータは、拡張されたグルタミン反復を伴うハンチチンのN末端切り捨てられた断片が培養中の細胞で凝集する可能性があり、この凝集は細胞に有毒である可能性があることを示しています。このモデルは、将来の実験が凝集と毒性のメカニズムをテストし、実験的な治療介入をテストするために役立ちます。

Huntington's disease (HD) is a progressive neurodegenerative disorder caused by an expanding CAG repeat coding for polyglutamine in the huntingtin protein. Recent data have suggested the possibility that an N-terminal fragment of huntingtin may aggregate in neurons of patients with HD, both in the cytoplasm, forming dystrophic neurites, and in the nucleus, forming intranuclear neuronal inclusion bodies. An animal model of HD using the short N-terminal fragment of huntingtin has also been found to have intranuclear inclusions and this same fragment can aggregate in vitro . We have now developed a cell culture model demonstrating that N-terminal fragments of huntingtin with expanded glutamine repeats aggregate both in the cytoplasm and in the nucleus. Neuroblastoma cells transiently transfected with full-length huntingtin constructs with either a normal or expanded repeat had diffuse cytoplasmic localization of the protein. In contrast, cells transfected with truncated N-terminal fragments showed aggregation only if the glutamine repeat was expanded. The aggregates were often ubiquitinated. The shorter truncated product appeared to form more aggregates in the nucleus. Cells transfected with the expanded repeat construct but not the normal repeat construct showed enhanced toxicity to the apoptosis-inducing agent staurosporine. These data indicate that N-terminal truncated fragments of huntingtin with expanded glutamine repeats can aggregate in cells in culture and that this aggregation can be toxic to cells. This model will be useful for future experiments to test mechanisms of aggregation and toxicity and potentially for testing experimental therapeutic interventions.