Identifying potential therapeutics using an animal model for PACS1 syndrome
使用 PACS1 综合征动物模型确定潜在的治疗方法
基本信息
- 批准号:10195626
- 负责人:
- 金额:$ 15.79万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2021
- 资助国家:美国
- 起止时间:2021-05-01 至 2023-10-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:AddressAffectAgeAldicarbAmino Acid SubstitutionAnimal BehaviorAnimal ModelAnimalsAppearanceBehavioralBindingBiological AssayC-terminalCaenorhabditis elegansCell LineCell NucleusCellular biologyChemicalsChildCholineCholinesterase InhibitorsCultured CellsDRPLA proteinDevelopmentDevelopmental Delay DisordersDiseaseDrug usageExperimental DesignsFDA approvedFaceFutureGene ExpressionGenesGeneticGoalsGrowthGuidelinesHumanIndividualIntellectual functioning disabilityInvertebratesLanguageLibrariesMembrane ProteinsModelingMorphologyMovementMutationNematodaNervous system structureNeuronsNucleotidesOrthologous GeneOutcomePAC1 phosphataseParalysedPathologic ProcessesPathway interactionsPharmaceutical PreparationsPhenotypePhysiologicalPositioning AttributeProprotein ConvertasesProtein SortingsProteinsResistanceRoleSiteSorting - Cell MovementSpeechStudy modelsSymptomsSynaptic TransmissionSyndromeTestingTherapeuticTherapeutic UsesVariantVisualizationWorkclinical applicationde novo mutationdesigndrug candidateesterase inhibitorexperimental studygene functiongenome editinghigh-throughput drug screeninghuman diseasein vivomutantneurogeneticsprotein expressionprotein transportscreeningsmall molecule librariestrans-Golgi Network
项目摘要
Project Summary
PACS1 Syndrome is a de novo neurogenetic disorder affecting young children,
characterized by distinct dysmorphic facial features, intellectual disability and
developmental delays. In all cases identified throughout the world, individuals have the
same exact amino acid substitution, p.R203W, in a highly conserved position of the
PACS1 protein. PACS1 (Phosphofurin Acidic Cluster Sorting Protein 1) was first
identified by its interaction with the proprotein convertase furin, and subsequent studies
have revealed its role in secretary pathway, particularly the trans-Golgi network. PACS1
is conserved in all animals, and humans express an additional ortholog, PACS2. All
PACS proteins contain multiple functional domains including the furin-binding region, in
which the PACS1 syndrome variant resides. Currently, most understanding of PACS1
function is from cultured cells. A key question that must be addressed is how R203W
changes PACS1 function and results in syndrome symptoms. The nematode C.
elegans is a tractable model for studying human disease genes. A single C.
elegans pacs-1 gene encodes a protein that shares all conserved domains, and the
furin-binding region is especially well conserved between C. elegans and humans (45%
identical/70% similar) with the disease variant site, R203, denoted as R116 in C.
elegans. Here, we have generated a cePACS-1(R116W) model, using genome-editing.
Additionally, using drugs to probe neuronal function, we found that pacs-1(R116W)
animals are resistant to the paralyzing effect of the choline esterase inhibitor aldicarb.
Consistent with its neuronal function, we also found that endogenous PACS-1 is
expressed in the nervous system. Our C. elegans pacs-1(R116W) provides the first
germline-expressed model of PACS1 syndrome. In this R03 application, we propose to
complete a chemical compound screen, using the LOPAC chemical library, for
behavioral effects on our cePACS1 model. We will then test top candidate hits using
additional cell biology and functional assays. The project goal is within the feasibility
and guideline of R03 application. The outcome will be informative for the development
of designer-strategies in treatment of PACS1 syndrome, and also aid further
characterization of physiological mechanisms underlying PACS1 syndrome.
项目概要
PACS1 综合征是一种影响幼儿的新发神经遗传性疾病,
其特征是明显的畸形面部特征、智力障碍和
发育迟缓。在世界各地发现的所有案例中,个人都有
相同精确的氨基酸取代,p.R203W,在高度保守的位置
PACS1 蛋白。 PACS1(磷酸呋喃酸性簇分选蛋白1)是第一个
通过其与前蛋白转化酶弗林蛋白酶的相互作用以及随后的研究来鉴定
揭示了其在秘书通路,特别是跨高尔基体网络中的作用。 PACS1
在所有动物中都是保守的,人类表达一个额外的直系同源物,PACS2。全部
PACS 蛋白含有多个功能域,包括弗林蛋白酶结合区,
PACS1 综合征变异所在。目前最了解的PACS1
功能来自培养细胞。必须解决的一个关键问题是R203W如何
改变 PACS1 功能并导致综合征症状。线虫C.
线虫是研究人类疾病基因的易于处理的模型。单个C。
线虫 pacs-1 基因编码一种共享所有保守结构域的蛋白质,并且
弗林蛋白酶结合区在秀丽隐杆线虫和人类之间尤其保守(45%
相同/70%相似)与疾病变异位点 R203,在 C. 中表示为 R116。
线虫。在这里,我们使用基因组编辑生成了 cePACS-1(R116W) 模型。
此外,利用药物探测神经元功能,我们发现pacs-1(R116W)
动物对胆碱酯酶抑制剂涕灭威的麻痹作用有抵抗力。
与其神经元功能一致,我们还发现内源性 PACS-1 是
表达于神经系统。我们的线虫 pacs-1(R116W) 提供了第一个
PACS1 综合征种系表达模型。在此 R03 应用中,我们建议
使用 LOPAC 化学库完成化合物筛选,用于
行为对我们的 cePACS1 模型的影响。然后,我们将使用以下方法测试最佳候选命中
额外的细胞生物学和功能测定。项目目标在可行性范围内
R03应用指南。结果将为发展提供信息
治疗 PACS1 综合征的设计策略,也有助于进一步
PACS1 综合征生理机制的表征。
项目成果
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