Nuclear pore complex quality control in ALS/FTD

ALS/FTD 中核孔复合物的质量控制

基本信息

  • 批准号:
    10842963
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.95万
  • 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 2026-04-30
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

PROJECT SUMMARY/ABSTRACT Amyotrophic Lateral Sclerosis (ALS) and Frontotemporal Dementia (FTD), the second most common form of dementia, comprise a spectrum of fatal neurodegenerative diseases. An intronic GGGGCC (G4C2) hexanucleotide repeat expansion (HRE) in the C9orf72 gene, have been linked to ALS and FTD, although clinically two distinct diseases. The C9orf72 HRE is the most common cause of both familial and sporadic ALS accounting for ~40% and ~8% of patients respectively. Overall, about 10% of ALS cases are familial with the remaining 90% being sporadic. The molecular mechanisms underlying disease pathogenesis remain poorly understood. Defects in nucleocytoplasmic transport (NCT) and the nuclear pore complex (NPC) have recently emerged as a prominent pathomechanism underlying multiple neurodegenerative diseases including C9orf72 ALS/FTD, subsets of sporadic ALS, Alzheimer’s Disease, and Huntington’s Disease. However, little is known about the nature of the injury to the NPC and its individual nucleoporin components themselves. Using induced pluripotent stem cell derived spinal neurons (iPSNs) and postmortem human tissue, we have amassed data that loss of the transmembrane nucleoporin POM121 from NPCs initiates a pathological cascade impacting NPC composition, function and downstream cellular survival. Notably, loss of POM121 is mediated by pathologic G4C2 repeat RNA and not dipeptide repeat poly peptides or loss of C9ORF72 protein. Given that POM121 protein is not mislocalized and POM121 RNA metabolism is unaltered, we hypothesized that POM121 and subsequently altered nucleoporin proteins are aberrantly degraded in the early stages of C9orf72 ALS/FTD pathogenesis. Recent work in yeast and non-neuronal mammalian cells has shown that nuclear CHMP7 “activates” ESCRT-III mediated degradation of nuclear pore complexes and nuclear envelope components during nuclear pore surveillance and homeostasis. Our new preliminary data suggests that the loss of POM121 from the nucleoplasm and NPCs is initiated by nuclear accumulation of CHMP7. Mechanistically, increased nuclear CHMP7 appears to be the result of G4C2 repeat RNA mediated impaired nuclear export. Thus, our data strongly implicate a CHMP7 degradative pathway in disease pathogenesis. Intriguingly, knockdown of CHMP7 mitigates NPC injury in C9orf72 iPSNs making CHMP7 an attractive therapeutic target in neurodegeneration. In this proposal we will comprehensively investigate this new pathway including studies to 1) Determine the degradative pathway by which CHMP7 mediates nucleoporin removal from NPCs in iPSNs, 2) Investigate the mechanism by which pathologic G4C2 repeat RNA initiates CHMP7 mediated NPC injury. And finally, 3) using a large battery of individual patient iPSN spinal neuron cell lines, evaluate the ability of CHMP7 antisense oligonucleotides to mitigate C9orf72 ALS/FTD and sporadic ALS mediated alterations in the nuclear pore complex and nucleocytoplasmic transport and downstream sensitivity to stressors in iPSNs.
项目概要/摘要 肌萎缩侧索硬化症 (ALS) 和额颞叶痴呆 (FTD) 是第二种最常见的疾病 痴呆症,包括一系列致命的神经退行性疾病。内含子 GGGGCC (G4C2)。 C9orf72 基因中的六核苷酸重复扩增 (HRE) 已与 ALS 和 FTD 相关,尽管 临床上,C9orf72 HRE 是两种不同的疾病,是家族性和散发性 ALS 的最常见原因。 总体而言,约 10% 的 ALS 病例是家族性的。 其余 90% 是散发性的,疾病发病机制的分子机制仍然很差。 最近人们已经了解了核细胞质运输(NCT)和核孔复合物(NPC)的缺陷。 成为包括 C9orf72 在内的多种神经退行性疾病的重要病理机制 ALS/FTD、散发性 ALS、阿尔茨海默氏病和亨廷顿舞蹈病的亚型然而,人们知之甚少。 关于 NPC 损伤的性质及其各个核孔蛋白成分本身的使用诱导。 多能干细胞衍生的脊髓神经元(iPSN)和死后人体组织,我们积累了数据 NPC 中跨膜核孔蛋白 POM121 的丢失会引发病理级联反应,影响 NPC 组成、功能和下游细胞存活 值得注意的是,POM121 的丢失是由介导的。 病理性 G4C2 重复 RNA 而非二肽重复多肽或 C9ORF72 蛋白缺失。 POM121 蛋白没有错误定位,POM121 RNA 代谢也没有改变,我们认为 POM121 和随后改变的核孔蛋白在 C9orf72 的早期阶段异常降解 ALS/FTD 发病机制最近在酵母和非神经元哺乳动物细胞中的研究表明,核 CHMP7“激活”ESCRT-III介导的核孔复合物和核膜降解 我们的新初步数据表明,核孔监测和稳态过程中的成分。 POM121 从核质和 NPC 中的丢失是由 CHMP7 的核积累引发的。 从机制上讲,核 CHMP7 增加似乎是 G4C2 重复 RNA 介导受损的结果 因此,我们的数据强烈暗示 CHMP7 降解途径与疾病发病机制有关。 有趣的是,CHMP7 的敲低减轻了 C9orf72 iPSN 中的 NPC 损伤,使 CHMP7 成为有吸引力的选择 在本提案中,我们将全面研究这一新途径。 包括以下研究: 1) 确定 CHMP7 介导核孔蛋白去除的降解途径 来自 iPSN 中的 NPC,2) 研究病理性 G4C2 重复 RNA 启动 CHMP7 的机制 最后,3) 使用大量个体患者 iPSN 脊髓神经元细胞系, 评估 CHMP7 反义寡核苷酸减轻 C9orf72 ALS/FTD 和散发性 ALS 的能力 介导核孔复合体和核细胞质运输以及下游敏感性的改变 iPSN 中的压力源。

项目成果

期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Quality control mechanisms that protect nuclear envelope identity and function.
保护核膜特性和功能的质量控制机制。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022-09-05
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Mannino, Philip J;Lusk, C Patrick
  • 通讯作者:
    Lusk, C Patrick
Emerging Connections between Nuclear Pore Complex Homeostasis and ALS.
核孔复合体稳态与 ALS 之间的新兴联系。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022-01-25
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5.6
  • 作者:
    Chandra, Sunandini;Lusk, C Patrick
  • 通讯作者:
    Lusk, C Patrick
CHMPions of repair: Emerging perspectives on sensing and repairing the nuclear envelope barrier.
CHMPions 修复:感测和修复核膜屏障的新兴观点。
  • DOI:
    10.1016/j.ceb.2020.01.011
  • 发表时间:
    2020-02-24
  • 期刊:
  • 影响因子:
    7.5
  • 作者:
    C. Patrick Lusk;Nicholas R. Ader
  • 通讯作者:
    Nicholas R. Ader
{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Charles Patrick Lusk其他文献

Charles Patrick Lusk的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Charles Patrick Lusk', 18)}}的其他基金

The mechanism of nuclear autophagy
核自噬机制
  • 批准号:
    10688323
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 1.95万
  • 项目类别:
Nuclear pore complex quality control in ALS/FTD
ALS/FTD 中核孔复合物的质量控制
  • 批准号:
    10231741
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 1.95万
  • 项目类别:
Nuclear pore complex quality control in ALS/FTD
ALS/FTD 中核孔复合物的质量控制
  • 批准号:
    10393661
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 1.95万
  • 项目类别:
Nuclear pore complex quality control in ALS/FTD
ALS/FTD 中核孔复合物的质量控制
  • 批准号:
    10615677
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 1.95万
  • 项目类别:
Nuclear pore complex quality control in ALS/FTD
ALS/FTD 中核孔复合物的质量控制
  • 批准号:
    10622792
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 1.95万
  • 项目类别:
Defining the Nucleophagy Mechanism: Opening New Doors for Aging Research
定义核吞噬机制:为衰老研究打开新的大门
  • 批准号:
    9761417
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 1.95万
  • 项目类别:
The mechanism of ESCRT-mediated surveillance of the nuclear envelope barrier
ESRT 介导的核膜屏障监测机制
  • 批准号:
    9923678
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 1.95万
  • 项目类别:
Establishing a blueprint for nuclear pore complex assembly
建立核孔复合体组装蓝图
  • 批准号:
    8690921
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 1.95万
  • 项目类别:
The mechanism of ESCRT-mediated surveillance of the nuclear envelope barrier
ESRT 介导的核膜屏障监测机制
  • 批准号:
    10797408
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 1.95万
  • 项目类别:
The mechanism of ESCRT-mediated surveillance of the nuclear envelope barrier
ESRT 介导的核膜屏障监测机制
  • 批准号:
    10693166
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 1.95万
  • 项目类别:

相似国自然基金

套期会计有效性的研究:实证检验及影响机制
  • 批准号:
    72302225
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
全生命周期视域的会计师事务所分所一体化治理与审计风险控制研究
  • 批准号:
    72372064
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    40 万元
  • 项目类别:
    面上项目
兔死狐悲——会计师事务所同侪CPA死亡的审计经济后果研究
  • 批准号:
    72302197
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
环境治理目标下的公司财务、会计和审计行为研究
  • 批准号:
    72332003
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    166 万元
  • 项目类别:
    重点项目

相似海外基金

Nuclear pore complex quality control in ALS/FTD
ALS/FTD 中核孔复合物的质量控制
  • 批准号:
    10231741
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 1.95万
  • 项目类别:
Nuclear pore complex quality control in ALS/FTD
ALS/FTD 中核孔复合物的质量控制
  • 批准号:
    10393661
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 1.95万
  • 项目类别:
Nuclear pore complex quality control in ALS/FTD
ALS/FTD 中核孔复合物的质量控制
  • 批准号:
    10615677
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 1.95万
  • 项目类别:
Genetic etiology of Fronto-Temporal Dementia, a dementia related to Alzheimer's disease
额颞叶痴呆(一种与阿尔茨海默病相关的痴呆症)的遗传病因学
  • 批准号:
    10913164
  • 财政年份:
  • 资助金额:
    $ 1.95万
  • 项目类别:
Genetic etiology of Fronto-Temporal Dementia, a dementia related to Alzheimer's disease
额颞叶痴呆(一种与阿尔茨海默病相关的痴呆症)的遗传病因学
  • 批准号:
    10688876
  • 财政年份:
  • 资助金额:
    $ 1.95万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了