< Terug naar vorige pagina

Project

APLP2 regulates neuronal stem cell differentiation during cortical development

Samenvatting
Humaan amyloid voorlopereiwit (Amyloid Precursor Protein of APP) behoort tot een genfamilie die codeert voor type I transmembranaire proteïnen in verschillende diersoorten, waaronder fruitvliegen, rondwormen en muizen. Amyloid Precursor-like Proteïne 1 en 2 (APLP1 en APLP2) zijn de 2 andere leden van deze genfamilie in zoogdieren. Zoals APP zijn APLP1 en APLP2 transmembranaire proteïnen met een groot extracellulair N-terminaal domein en een kort cytoplasmatisch C-terminaal fragment.Een andere gemeenschappelijke eigenschap van APP/APLPs is hun klieving door enzymen, de secretasen. Anders dan APLP1 en APLP2, kan het verwerken van APP amyloïd beta peptiden (Abeta) genereren die neerslaan in de hersenen van Alzheimer patiënten. Daarom is het niet verrassend dat APP uitgebreid bestudeerd is in de context van de ziekte van Alzheimer.
 APP en zijn 2 paralogen, APLP1 en APLP2, komen al tot expressie in vroege stadia van hersenontwikkeling, wat een fysiologische functie voor deze proteïnen suggereert in prille neuronale ontwikkeling. Genetische knock-out en shRNA studies hebben echter geleid tot contradictorische conclusies betreffende hun rol tijdens embryonale hersenontwikkeling. Meer bepaald down-regulatie van APP in voorlopers en neuronen van de ontwikkelende cortex in vivo blokkeert de migratie van neuronen naar de corticale plaat, terwijl omgekeerd, neuronen in een App/Aplp1/Aplp2 drievoudige knock-out (ko) muis over-migreren en ectopisch accumuleren in de marginale zone. De tot nog toe onverklaarde discrepantie tussen de over-migratie effecten in de drievoudige ko en de geblokkeerde migratie in het geval van App down-regulatie toont dat de rol van APP familieleden in hetverloop van corticale ontwikkeling nog onduidelijk is.
We veronderstelden dat App en Aplps verschillende processen in de zich ontwikkelende cortex zouden kunnen regelen, gebaseerd op de verschillende mRNA expressie profielen voor leden van de APP genfamilie. Tijdens corticale ontwikkeling komt App tot expressie in de corticale plaat (CP) en de ventriculaire zone (VZ), Aplp2 in de VZ en subventriculaire zone (SVZ) en Aplp1 enkel in de CP. De beperking van Aplp2 expressie tot de proliferatieve zones (VZ/SVZ) van de ontwikkelende cortex suggereert een specifieke functie voor APLP2 in de ontwikkeling en specificatie van corticale voorlopers. Daarom hebben we onze aandacht gericht op de betrokkenheid van Aplp2 in corticale ontwikkeling.
Hiertoe interfereerden we met Aplp2 expressie in de ontwikkelende cortex van wildtype (wt) muizen door middel van in utero elektroporatie. Onderdrukken van Aplp2 expressie in wt cortex veranderde de corticale positionering van neuronen niet. Vervolgens onderdrukten  we Aplp2 expressie in App/Aplp1 dubbele ko muizen, metde achterliggende gedachte dat  gedeeltelijk overlappende functies van App en Aplp1 zouden kunnen compenseren voor de afwezigheid vanAplp2. Terwijl App/Aplp1 dko neuronen normaal migreren naar de corticale plaat, vergelijkbaar met hun wt tegenhangers, leidt verdere onderdrukking  van Aplp2 in App/Aplp1 dko cellen tot stopzetting van hunmigratie hoofdzakelijk in de proliferatieve zones van de ontwikkelende cortex. Dit veroorzaakt  verandering van hun corticale positionering. Onze analyse toont aan dat afgestopte cellen ongedifferentieerd blijven zoals aangetoond door de continue expressie van voorloper en mitotische markers. We observeerden dat de morfologie van "App/Aplp1/Aplp2"drievoudige ko migrerende neuronen en drievoudige ko radiale glia-vezels, een belangrijk substraat voor neuronale migratie, normaal is. Bovendien lijkt de migratie van drievoudige ko neuronen in vitro niet aangetast. Verder onderzoek van de eigenschappen van neuronale voorlopers toont vertraagde neuronale differentiatie en verlaten de cel cyclus van de drievoudig deficiënte cellen minder.
Samengevat brengen onze data een nieuwe functie van Aplp2 in de regulatie van correcte cel cyclus uitgangvan neuronale voorlopers aan het licht.
 
Datum:10 sep 2008  →  12 dec 2013
Trefwoorden:APP protein
Disciplines:Genetica, Systeembiologie, Moleculaire en celbiologie
Project type:PhD project