Toxicitet av β-amyloid och lysosomal inverkan vid celldöd. | Application
Toxicitet av β-amyloid och lysosomal inverkan vid celldöd.
Registration number: LIO-10892
Ansökan om enbart Klinik ALF-medel eller i kombination med LFoU-medel 2008
Application started by: Martin Hallbeck, 2007-06-01
Professional title at the time of application: ST-Läkare, patologi
Work place at the time of application: US, LMC Östergötland, Laboratorium för patologi/cytologi/genetik
Last updated / corrected by: Agneta Linghag, 2009-05-08
Application received by: Region Östergötland
Granted and completedGranted and completed
Applicant: Martin Hallbeck
Biträdande Professor, Överläkare, Medicinska fakulteten, Diagnostikcentrum

Projektinformation

Sammanfattning

Målet med detta projekt är att karaktärisera lysosomen och lysosomala proteasers inverkan vid initiering av programmerad celldöd, apoptos. Obalans i apoptossystemet är associerat till progression av neurodegenerativa sjukdomar så som Alzheimers sjukdom men även av cancer och autoimmuna sjukdomar. Hos Alzheimers patienter ses ansamling av β-amyloid peptider (Aβ) i form av plack i hjärnan. Denna deposition av Aβ anses vara en viktig komponent i Alzheimers patogenes.
Vi har tidigare upptäckt att permeabilisering av lysosommembranet, med frisättning av lysosomala enzymer, är centralt för initiering av apoptosprocessen. Lysosomens låga pH leder till en snabb oligomerisering av Aβ. Oligomert Aβ orsakar ökad toxicitet av Aβ, amyloid bildning, neurodegeneration och celldöd. Vår specifika målsättning blir att (i); utvärdera lysosomens betydelse för initiering av celldöd samt (ii); att undersöka lysosomens roll för neurodegeneration vid Alzheimers sjukdom.

Lysosomens betydelse för initiering av celldöd
Vi har tidigare visat att cytosolisk lokalisering av det lysosomala enzymet cathepsin D reglerar aktivering av det proapoptotiska proteinet Bax1,2. Vi undersöker om cathepsin D kan aktivera Bax, genom att klyva och inaktivera inhibitorer av Bax (14-3-3θ och Ku70). Preliminära resultat visar att cathepsin D klyver 14-3-3θ men inte Ku70.

Lysosomens roll vid neurodegeneration vid Alzheimers sjukdom
Intralysosomal accumulering av AβVia två modeller undersöker vi toxiciteten av Aβ i relation till lysosomal stabilitet. Vår hypotes är att intralysosomalt accumulerat oligomert Aβ kan bilda porer i lysosommembranet. I det ena modellsystemet stimuleras neuroblastomceller med exogent oligomert eller monomert Aβ. Preliminära resultat visar att Aβ endocyteras och accumuleras intralysosomalt, samt att denna exponering inducerar apoptos. I det andra modellsystemet utsätts cellerna för accelererat åldrande genom exponering för en syreberikad miljö (40% O2). Detta inducerar autofagocytos, vilket bidrar till ansamling av Aβ intralysosomalt. Ökad autofagocytos sker även i neuron hos Alzheimers patienter. Preliminära resultat visar att Aβ-accumulering orsakar permeabilisering av lysosommembranet, frisättning av cathepsin D till cytosolen och apoptos. Genom att använda celler transfekterade med en av generna som orsakar familjär Alzheimer (Arctic mutationen av den amyloida precursorprotein-genen), kommer vi undersöka hur cathepsin D frisätts i denna Alzheimer liknande modell.

Aβ inducerad apoptossignalering
Vi kommer vidare att undersöka om cathepsin D kan klyva och därigenom inhibera humanin. Humanin är en Bax inhibitor som visats vara nervcells skyddande vid Alzheimers sjukdom3. Caspase-2 är ett proapoptotiskt protein som visats vara nödvändigt för Aβ-inducerad celldöd i nervceller4. Vi ska studera om caspase-2 kan aktiveras av cathepsin D. Vi har också börjat undersöka andra potentiella cathepsin D substrat i cytosolen med hjälp av ed proteomics-teknik

Intervention av Aβ inducerad toxicitet
Alzhemed är ett Alzheimer läkemedel som för närvarande genomgår fas III studier. Alzhemed har visats binda till oligomera former av Aβ. Memantin är ett befintligt läkemedel som används vid behandling av Alzheimers. Vi vill studera hur dessa läkemedel påverkar autofagocytos- och apoptosprocessen i de ovan beskrivna modellsystemen.

Referenser

1.Johansson, A.-C., Mild, H., Nilsson, C., Johansson, U., Antonsson, B., Kågedal, K., Öllinger, K. 2005. Cathepsin D engages the mitochondrial pathway to apoptosis by cleavage of Bid after staurosporine-induced cytosolic acidification in human fibroblasts. Submitted to Apoptosis.
2.Kågedal, K., Johansson, A.C., Johansson, U., … and Öllinger, K. 2005 Int J Exp Pathol 86(5):309-321.
3.Troy, C.M., Rabacchi, S.A., Friedman, W.J… and Shelanski, M.L. 2000 J Neurosci 20(4):1386-92.
4.Zhai, D., Luciano, F., Zhu, X.,… and Reed, J.C. 2005 J Biol Chem 280(16):15815-15824.

Ange forskningsområdet

Nervsystemet

Decision

Decision date: 2007-10-31

Brief description of each costApplied sumDecision SEKLFoUDecision comment
Lönemedel ALF-läkare 1
Martin Hallbeck, 10 veckor264 00000 
Allmän forskningsersättning
Lönemedel till teknisk personal; 187000 Celldolingsmaterial,kemikalier, antikroppar, analys-kit, brukaravgifter för utrustning inom Core facility, etc 320000507 00075 0000ALF 75 tkr
sum771 00075 0000 

Grant providers for application

Forsknings-ALF, ansökningar
Fund group: Klinisk patologi

Contributes with 75000 SEK


Toxicitet av β-amyloid och lysosomal inverkan vid celldöd. | Application, from Region Östergötland
http://researchweb.org/is/en/lio/ansokan/10892