Az ALS/FTLD-U spektrumhoz kötött TDP-43 és FUS RNS-kötő fehérjék közös patológiás kaszkádjai

Átírás

1 ÖSSZEFOGLALÓ KÖZLEMÉNYEK Az ALS/FTLD-U spektrumhoz kötött TDP-43 és FUS RNS-kötő fehérjék közös patológiás kaszkádjai Daisuke Ito, MD Norihiro Suzuki, MD Levelezési cím: Dr. Daisuke Ito, Department of Neurology, School of Medicine, Keio University, 35 Shinanomachi, Shinjuku-ku, Tokyo , Japán KIVONAT A TAR DNS-kötô fehérje 43 (TDP-43) és a fused in sarcoma (FUS) RNS-kötô fehérjék központi szerepet játszanak a familiáris amyotrophiás lateralsclerosishoz (ALS) és a csak ubiquitin-immunopozitív ideg sejt zárványokkal járó frontotemporalis lobaris degenerációhoz (FTLD-U) asszociált neurodegenerációban. Ezek a normális esetben sejtmagi lokalizációjú fehérjék az ALS és az FLTD-U által érintett területeken tévesen a citoplazmába lokalizálódnak, ahol zárványtesteket képeznek. A TDP-43 és a FUS-fehérjék, Ran-GTP-áz-függô módon, nukleáris import receptorok segítségével transzportálódnak a sejtmagba, azonban részt vesznek a RNS-tartalmú, intracitoplazmatikus stresszgranulumok (SG-k) kialakításában is. A TDP-43 C-terminálisát érintô csonkoló elváltozások kiiktatják a nukleáris import szignált, és a fehérje téves citoplazmikus lokalizációját eredményezik, és annak akkumulációja képezi az SG-ket. Az ALS-hez asszociált FUS-mutációk szintén gátolják a nukleáris transzportot és a FUS téves, citoplazmatikus lokalizációját eredményezik, így az szintén hozzájárul az SG-k kialakulásához. Az ALS egyik további hajlamosító tényezôje, a nemrégiben a TDP-43-toxicitás potens modifikálójaként azonosított ataxin-2, amely szintén egy citoplazmatikus RNS-kötô fehérjének gondolt és az SG-t alkotó fehérje, ami arra enged következtetni, hogy az ataxin-2 a TDP-43 és a FUS által formált közös patológiás kaszkád része. Mindezek alapján azt gondoljuk, hogy a TDP-43, a FUS és az ataxin-2 RNS-kötô fehérjék citoplazmába történô nagymértékû téves lokalizációja az RNS minôség-ellenôrzési rendszer zavarához vezet, és az ALS/FTLD-U degeneratív kaszkád magvát képezi. Összefoglaló dolgozatunkban az ALS/ FTLD-U új betegségspektrum molekuláris alapját mutatjuk be, beleértve a citoplazmatikus TDP-43 és FUS RNS-kötô fehérjék neurodegeneratív mechanizmusát és egy lehetséges új terápiás stratégiát. Eredeti megjelenés: Neurology 2011;77: RÖVIDÍTÉSEK ALS = amyotrophiás lateralsclerosis; ALS-D = amyotrophiás lateralsclerosis dementiával; BIBD = (basophilic inclusion body disease) basophil zárványtestes betegség; CTF = C-terminális fragmentek; EWS = Ewing-sarcoma; FTLD-U = frontotemporalis lobaris degeneráció csak ubiquitin-immunopozitív idegsejtzárványokkal; FUS/TLS = (fused in sarcoma/translated in liposarcoma) sarcomában fuzionált / liposarcomában transzlált fehérje; IBMPFD = (inclusion body myopathy with early-onset Paget disease and frontotemporal dementia) zárványtestes myopathia korai kezdetû Paget-kórral és frontotemporalis dementiával; KO = (knockout) génkiütött; MEF = (mouse embryonal fibroblast) egérembrionális fibroblast; NCI = (neuronal cytoplasmic inclusion) neuronalis citoplazmatikus zárvány; NIFID = (neuronal intermediate filament inclusion disease) neuronalis intermedier filamentumos zárványtestes betegség; NII = (neuronal intranuclear inclusion) neuronalis intranukleáris zárvány; NLS = nukleáris lokalizációs szignál; RRM = (RNA recognition motif) RNS-felismerô motívum; SCA2 = spinocerebellaris ataxia 2-es típusa; SG = stresszgranulum; TDP 43 = (TAR DNA-binding protein) TAR DNS-kötô fehérje; Tg = transzgenikus; VCP = (valosin-containing protein) valozintartalmú fehérje Kiegészítô adatok a honlapon találhatók Napjaink fejlett genetikai eljárásai lehetôvé tették, hogy a tudomány sikerrel azonosítsa a fôbb örökletes neurodegenerációval járó kórképek mint az Alzheimer-betegség, a spinocerebellaris ataxia és a Huntington-betegség hátterében álló géneket, aminek köszönhetôen közelebb kerültünk patomechanizmusuk jobb megértéséhez. Szintén a közelmúltban azonosították az amyotrophiás lateralsclerosis (ALS) és a csak ubiquitin-immunopozitív idegsejtzárványokkal járó frontotemporalis lobaris degeneráció (FTLD-U) patogenezisével közvetlen összefüggésben lévô kritikus fontosságú molekulákat, ideértve a TAR DNS-kötô fehérjét (TDP-43, TAR DNA-binding protein), 1,2 a fused in sarcoma / translated in liposarcoma (FUS/TLS; sarcomában fuzionált / liposarcomában transzlált) fehérjét, 3,4 valamint egy újonnan megismert molekulát, az ataxin-2-t. 5 Összefoglaló dolgozatunkban az ALS/FLTD-U betegségspektrum molekuláris alapjának megértését segítô legújabb fejleményekre hívjuk fel a figyelmet, és a TDP-43, a FUS és az ataxin-2 RNS-kötô fehérjék neurodegeneratív hatásait tárgyaljuk meg. AZ ALS/FTLD-U BETEGSÉGSPEKTRUM TÖRTÉNETE Azt követôen, hogy 1993-ban Rosen és mtsai összefüggésbe hozták a réz/cink szuperoxid dizmutáz (SOD1) bizonyos mutációit a familiáris ALS-sel (ALS1), egyéb, a betegség patogenezisében szerepet játszó fehérjéket is sikerrel azonosítottak, többek között az angiogenint Munkahelyi háttér: Department of Neurology, School of Medicine, Keio University, Tokyo, Japán. Anyagi háttér: A tanulmányt az Eisai Inc támogatta. Érdekeltségek: A szerzôknek nincsenek érdekeltségeik. 2. évfolyam, 1. szám, március Copyright 2011 by AAN Enterprises, Inc. 37

2 és az optineurint. A familiáris ALS-ben a SOD1 pontmutációi a leggyakoribbak, és számos tanulmány a SOD1 patogenetikai útvonalát helyezi a figyelem középpontjába. Azonban egyértelmû különbségeket találunk az ALS1 és a sporadikus ALS patológiája között, ami felveti a lehetôségét, hogy a két betegség hátterében különbözô mechanizmusok állnak. 6,7 A SOD1-mutációk elemzésébôl származó adatok nem járultak hozzá számottevôen a sporadikus ALS gyógyítását célzó terápiás stratégiák fejlesztéséhez ban két csoport mutatta ki, hogy a TDP-43 az FTLD-U-ban található zárványtestek egyik alkotórésze. 1,2 Kiderült továbbá, hogy a TDP-43 az ubiquitinpozitív fonalkötegszerû zárványoknak és kerek zárványoknak is fô összetevôje, amelyek az ALS-ben érintett gerincvelôi elülsô szarvi sejtekben megfigyelhetô, jellegzetes patológiai elváltozások. Sôt TDP-43-pozitív zárványokat figyeltek meg ALS-ben, illetve dementiával járó ALS-ben (ALS-D) szenvedô betegekben a motoneuronok rendszerén kívül a nagyagykéregben és törzsdúcokban is. A bizonyítékok arra utalnak, hogy az FTLD-U, az ALS-D és az ALS olyan betegségspektrum részei, amelynek a TDP- 43 a közös molekuláris alapja. 1,2 Az említett betegségek közötti kapcsolatot genetikai módszerekkel is igazolták, és 2008-ban számos csoport talált TDP-43-mutációkat familiáris ALS-ben Két FTLD-fenotípust mutató családban is találtak TDP-43-mutációt, 13 ami arra utal, hogy a TDP-43 mutációi elsôdleges oki tényezôi az ALS-nek és feltehetôleg az FTLD-U-hoz asszociált neurodegenerációnak. Ezek a felfedezések egy új betegségkoncepció megalakulásához vezettek, amelyet TDP-43-proteinopathiának nevezünk. A közelmúltban megjelent tanulmányok tovább szélesítették az ALS/FTLD-U betegségspektrummal kapcsolatos ismereteinket ben a FUS nevû TDP-43- hoz hasonló RNS-kötô fehérje génjét érintô patogén mutációkat azonosítottak 6-os kromoszómához kötött familiáris ALS-ben (ALS6). 3,4 Ezt követôen Neumann és mtsai kiterjedt vizsgálatot végeztek ubiquitinpozitív, tau- és TDP-43-negatív FLTD-U-eseteken FUS-immunfestéssel, amelyben kimutatták, hogy a FUS citoplazmikusan felhalmozódik a frontotemporalis lebenyben. Továbbá számos kutatóközpont jelentette, hogy nagyszámú FUS-pozitív zárványt észlelt olyan FTLD-mintákban, amelyeket korábban basophil zárványtestes betegségként (BIBD; basophilic inclusion body disease) vagy neuronalis intermedier filamentumos zárványtestes betegségként (NIFID; neuronal intermediate filament inclusion disease) klasszifikáltak. 15,16 Mindezekbôl az a következtetés született, hogy a FUS-mutációhoz kötött ALS, atípusos FTLD-U, BIBD és NIFID egy új betegségspektrumot alkotnak, a FUS-proteinopathiát. Mivel ALS6-ban a TDP-43-at illetôen nem figyeltek meg kóros lokalizációt vagy felhalmozódást, 3,4 valamint a FUS-akkumulációval járó FLTD-U-esetekben a FUS-pozitív zárványok TDP-43-negatívak, a FUS-proteinopathiát kezdetben függetlennek tartották a TDP-43 proteinopathiától. 14,16 Azonban a közelmúltban FUS és TDP-43 kettôs pozitív zárványtesteket figyeltek meg sporadikus ALS-ben. 17 Elképzelhetô tehát, hogy van valamiféle interakció a két RNS-kötô fehérje között, amely az ALS/ FTLD-U betegségspektrum közös patológiás kaszkádját képezheti. A TDP-43-PROTEINOPATHIA MOLEKU- LÁRIS ALAPJA A TDP-43 fehérjét a HIV-1 gén hosszú ismétlôdô végszekvenciájában (LTR; long terminal repeat) található transzaktivációs válaszrégióhoz kötôdô faktorként azonosították. A TDP-43 két RNSfelismerô motívumot (RRM, RNA recognition motif) tartalmaz, és eredetileg a cisztás fibrosis transzmembrán konduktancia regulátor splicingjével hozták kapcsolatba. 18 A közelmúltban elvégzett proteomikai elemzés kimutatta, hogy a TDP-43 komplexet képez a Drosha mikroprocesszorkomplexek alkotóival, ami összhangban van a TDP-43-mRNS-feldolgozásban és a mikro-rnsbiogenezisben betöltött szerepével. 19 Továbbá a TDP- 43 RNS-kötési célpontjait azonosítani kívánó részletes elemzések kimutatták, hogy a TDP-43 elengedhetetlen különbözô mrns-ek normális szintjének és splicingmintázatának fenntartásához, ideértve a nagyon hosszú intronokkal rendelkezô prem-rns-eket és a nem kódoló RNS-eket. 20,21 Fontos kiemelni, hogy a TDP-43 egy negatív visszacsatolási hurokkal regulálja a saját expresszióját is, a saját mrns-ének 3 UTR-régiójához kötôdve (3 nem transzlált régió; 3 untranslated region). 21 Az azonban továbbra sem tisztázott, hogy az ALS-asszociált mutációk közvetlenül érintik-e a TDP-43 normális RNS minôségellenôrzési funkcióját, s így hozzájárulnak-e a TDP-43- proteinopathia patogeneziséhez. Az FTLD-U-ban talált TDP-43-pozitív zárványok a neuronalis citoplazmában, a dystrophiás neuritekben, a neuronalis sejtmagban és a gliasejtekben alakulnak ki. 22 Az ALS-re jellemzô elváltozások közé tartoznak a mozgatóneuronok citoplazmájában található, prominens, TDP- 43-pozitív, kerek, Lewy-testszerû és fonalkötegszerû zárványok, valamint az intakt TDP-43 fehérje sejtmagi depléciója a zárványtesteket tartalmazó neuronokban. 1,22 Emiatt a TDP-43 patogenezisével kapcsolatos egyik elmélet szerint a zárványtestek az érintett neuronokban kihúzzák az intakt TDP-43-at a sejtmagból, és így okozzák a mozgatóneuronok degenerációját. 1,22,23 Napjainkig in vivo TDP-43 génkiütött (KO; knock out) vagy transzgenikus (Tg) modelleket egér-, féreg- és ecetmuslicatörzsekbôl állítottak elô A Drosophila TDP- 43 génkiütött muslicák normális fenotípussal születnek, de lokomotoros magatartászavar alakul ki náluk, amely a neuromuscularis junctio defektusaival társul. Mindez arra utal, hogy a TDP-43 szükséges a szinaptikus végzôdések szabályozásához. 32 A teljes vagy kondicionális KO egerekre embrionális vagy korai postnatalis elhullás jellemzô, 24,25 ami arra utal, hogy a TDP-43 elengedhetetlen az élethez egérben. Két kutatócsoport közlése alapján a TDP-43 ± heterozigóta egerekben a TDP-43-expresszió szintje hasonló a vad típusú egérben mérthez, ami arra enged következtetni, hogy az endogén TDP-43 szintje szigorúan szabályozott és kompenzált. 24,33 Érdekes módon, Kraemer és mtsai kimutatták, 33 hogy annak ellenére, hogy a TDP-43 ± heterozigóta egerekben nincs jele neurodegenerációnak, mellsô végtagi gyengeség alakult 38

3 ki náluk. Azonban további vizsgálatokra van szükség a háttérben álló mechanizmusok felderítésére. A vad típusú TDP-43-at overexpresszáló egerekben, csakúgy, mint a mutáns TDP-43 típust overexpresszáló egerekben, a TDP-43-betegségekre emlékeztetô moto neurondegeneráció fejlôdik ki Xu és mtsai kimutatták, hogy a humán TDP-43 egérben downregulálja a TDP-43 fehérje és az RNS expresszióját, 29 és egy kondicionális Tg egérmodellen a közelmúltban végzett tanulmány szerint a nukleáris lokalizációs szignált (NLS) nem tartalmazó exogén humán TDP-43 csökkenti a sejtmagban az endogén egér TDP-43-szintjét. 27 Ezek a tanulmányok arra engednek következtetni, hogy egérben a TDP-43 sejt magi expressziójának zavara kulcsfontosságú lehet a neurodegeneráció kialakulásában. Azonban, mivel a TDP-43 expressziója szigorúan szabályozott, elképzelhetô, hogy az autoreguláció kapacitását meghaladó többlet-tdp-43 következtében kialakuló toxikus funkciónyerés vezet mesterségesen a motoneurondegeneráció kialakulásához. A Tg-egereken végzett tanulmányokból származó adatok nem adnak magyarázatot arra, hogy az ALS-mutációk hogyan járulnak hozzá a familiáris ALS-ben kialakuló neurodegeneráció mechanizmusához, valamint ezek a tanulmányok nem azonosították, hogy mi indítja el a vad típusú TDP-43 citoplazmatikus transzlokalizációját a felnôttkori sporadikus ALS-ben. Génbevitel útján mutáns TDO-43 gént hordozó (knockin) egereken, valamint transzgenikus emlôsmodelleken végzett tanulmányok szükségesek ahhoz, hogy meghatározzuk, vajon a neurodegenerációért a TDP-43 funkcióvesztése, az overexpresszió következtében kialakuló toxicitás vagy mindkettô felelôs. A TDP-43 FEHÉRJE CELLULÁRIS ÉS BIOKÉMIAI VONATKOZÁSAI Egy foszforilált TDP-43 fehérjeellenes antitestekkel végzett szövettani vizsgálat kimutatta, hogy a zárványtestekben lévô aggregált TDP-43 abnormálisan foszforilált. 34 Továbbá, egészséges agyszövetbôl származó TDP-43 fehérje SDS- PAGE (nátrium-dodecil-szulfát-poliakrilamid gélelektroforézis; sodium dodecil sulfate-polyakrylamide gel electrophorsesis) analízisébôl kiderült, hogy az a teljes hoszszúságú 43 kda molekula mellett számos 35 és 25 kda közötti C-terminális fragmenset (CTF) is tartalmaz. Ezek a CTF-ek ALS/FLTD-U betegek agyában erôsen foszforilált állapotban voltak és akkumulálódtak, ami alapján a TDP-43 abnormális lokalizációja, foszforiláltsága vagy fragmentáltsága kiemelkedô szerepet játszik az ALS/FT- LD-U patogenezisében. Zhang és mtsai 35 két kaszpáz-3-hasítási konszenzushelyet is azonosítottak a TDP-43-on, valamint bemutatták, hogy a kaszpáz-3 mediálja a TDP kda-os és 35 kda-os fragmentjeit eredményezô hasításokat. Na shimoto és mtsai 36 megfigyelték, hogy kaszpáz-3-deficiens egerekbôl származó embrionális fibroblastokban (MEF) markánsan csökken a 35 kda-os (p35f) és a 25 kda-os (p25f) kaszpáz-3-dependens elôállítása, ugyanakkor találtak egy kaszpáz-3-independens 35 kda-os CTF-et kaszpáz-3( / ) MEF-ekben. Ennek a CTF-nek az alaninszkennelésébôl kiderült, hogy egy új izoformáról van szó (p35iso), amely egy alternatív, kereten belüli transzlációs starthelyrôl (Met 85 ) indulva transzlálódik, amely az eredeti iniciációs kodontól lefelé (downstream) található. Fontos kiemelni, hogy míg mind a p35f-bôl (aa ), mind a p35iso-ból (aa ) hiányzik az NLS, a két RRM teljes egészében megtartott. Épp ellenkezôleg, a p25f, amelybôl hiányzik az NLS mellett az elsô RRM is, amely elengedhetetlen az RNS-kötéshez, 18 már elvesztette RNSkötô funkcióját. Élesztôn, 37 férgen 26 és muslicán 30 végzett közelmúltbeli tanulmányok demonstrálták, hogy a TDP- 43 overexpressziójához kapcsolt toxicitás annak a függvénye, hogy megtartott-e a fehérje RNS-kötô képessége, ami arra utal, hogy a p35 kritikusabb a neurodegeneráció kifejlôdése szempontjából, mint a p25. A p35 CTF expressziójakor az tévesen a citoplazmába lokalizálódik, ahol citoplazmatikus zárványtestté áll össze. Nashimoto és mtsai 36 megvizsgálták a biokémiai sajátosságait ezeknek a zárványtesteknek, s azt találták, hogy a stresszgranulumok (SG-k) sajátságait hordozzák magukon (e-1. ábra, A F, a Neurology weboldalán: www. neurology.org), 36,38 amelyek olyan sejtstruktúrák, amelyek a sejtet érô stressz során becsomagolják az mrns-t és az RNS-kötô fehérjéket. Úgy gondoljuk, hogy az SG-k megvédik az mrns-t a sejtet érô stressztôl, hôsokktól és oxidációtól, valamint leállítják a transzlációt, s így a kórosan felcsavarodott fehérjék akkumulációjának korlátozása révén megelôzik a további károsodást. 39 Habár egy knockdown tanulmány szerint az endogén TDP-43 szükségtelen az SG-k kialakulásához, 38 Nashimoto és mtsai 36 szerint a csonkolt p35 facilitálja az SG-k összeszerelését, serkenti az SG-k kialakulását, ami a TDP-43 egy korábban le nem írt funkcióját feltételezi. Egy nemrégiben elvégzett patológiai tanulmány arra is rávilágított, hogy a TDP-43 kolokalizálódik az SG-markerekkel (eif3 és TIA-1) az ALS és FLTD-U által érintett agyakban, 40 ami alapján feltételezhetô, hogy kapcsolat áll fenn az intracitoplazmatikus RNS-kötô fehérjék akkumulációja, az SG-képzés és az ALS/FTLD-U patogenezise között. Ennek a feltételezésnek a helytállóságát erôsen támogatja a FUS-t érintô ALS-mutációk azonosítása, valamint a lentebb részletezett tanulmányok. A FUS PROTEINOPATHIA MOLEKULÁRIS ALAPJA A FUS/TLS gént eredetileg CHOP transzkripciós faktorral alkotott fúziós gén részeként azonosították, amely a liposarcomákra jellegzetes kromoszomális transzlokáció következményeként alakul ki. A FUS/ TLS gén továbbá egy RRM-mel ellátott, a TDP-43-hoz hasonló RNS-kötô fehérjét is kódol. A FUS/TLS az erôsen homológ Ewing-sarcoma-proteinnel (EWS), illetve a TAF15-tel közösen alkotja a TET (TLS/FUS, EWS, TAF15) családot, és feltehetôleg szerepe van az RNSfeldolgozásban, splicingben és metabolizmusban. A FUS mrns-targetjei és az RNS-szabályozásban betöltött szerepe kevéssé ismert. A FUS KO egeret perinatalis letalitás és B-lymphocyta-fejlôdési defektusok jellemzik, 41 míg Kuroda és mtsai 42 közlése szerint az életben maradt KOegerek hímjei sterilek, de neurodegeneratív fenotípust eddig nem közöltek. Immunhisztológiai vizsgálatok kimutatták, hogy a citoplazmatikus FUS-zárványok immunpozitívak ubiqui- 39

4 tinre. 4,14 Azonban, a TDP-43-mal ellentétben, nincs immunblottal alátámasztott bizonyíték arra vonatkozólag, hogy a FUS poszttranszlációs módosításon menne keresztül ubiquitináció, hiperfoszforiláció vagy csonkítás révén. 12,43 Ezek az eredmények arra utalnak, hogy talán nem elsôsorban a FUS módosul, illetve, hogy a FUSzárványok más komponensei az ubiquitináció tényleges célpontjai. 43 Egy EWS-deléciós mutánst vizsgáló tanulmányban Zakaryan és mtsai 44 felfedezték, hogy az EWS C-terminálisa egy NLS, és hogy azon belül is, a C-terminálisban lévô bázikus argininresiduumok létfontosságúak a nukleáris lokalizációhoz. Mind az EWS, mind a FUS erôs C-terminális homológiát mutat, s az ALS-mutációk a C-terminus szóban forgó argininresiduumaiban akkumulálódnak. 45 Számos csoport 43,46,47 erôsítette meg, hogy a nukleáris transzport súlyosan károsodott azokban a sejtvonalakban, ahol a FUS C-terminálisa hiányzik, illetve, hogy csakúgy, mint a TDP-43 p35f és p35iso variánsai esetében az ALS-mutációk a FUS sejtmagból a citoplazmába történô téves lokalizációját eredményezik, s tovább fokozzák az SG-k képzését. Így tehát a FUS C- terminálisa egy NLS-t képez, s az ALS-mutációk közvetlenül gátolják a C-terminális által közvetített nukleáris lokalizációt. Továbbá, subcellularis vizsgálatok eredményei arra utalnak, hogy más mutációkkal szemben a P525L- és az R522G-mutáció a FUS kifejezettebb citoplazmatikus lokalizációhoz és juvenilis ALS kialakulásához vezet, amelyre a második-harmadik életévtizedben bekövetkezô átlagos betegségkezdet jellemzô. 3 Így a mutáns protein téves citoplazmatikus lokalizációjának a megnövekedése, úgy tûnik, hogy csökkenti a betegség kezdetén betöltött életkort. 43,46 A közelmúltban publikált patológiai vizsgálatok eredményei rávilágítottak, hogy a BIBD-ben a FUSproteinopathia egyik altípusában található zárványok RNS-t és SG-összetevô fehérjéket tartalmaznak, 46,48 ami arra utal, hogy a mutáns FUS expressziója által indukált SG-ket a FUS-zárványokkal azonos sajátságok jellemzik. Ezek az eredmények tehát közvetlen bizonyítékot szolgáltatnak arra vonatkozóan, hogy kapcsolat áll fenn a citoplazmatikus RNS-kötô fehérjék akkumulációja és az SG-képzés között ALS/FTLD-U agyban. A TDP-43 és a FUS-fehérjéknek számos közös tulajdonságuk van. Mivel mindkettô RNS-kötô fehérje, komponense az SG-knek, és az érintett szövetekben citoplaz ma tikus téves lokalizációt mutat, feltételezhetô, hogy egy közös patológiás folyamat részeként járulnak hozzá az ALS/FTLD-U kialakulásához. Fontos hangsúlyozni, hogy még nem tudjuk teljes bizonyossággal, hogy az SGk kialakulása patogén vagy éppen neuroprotektív szerepet tölt be a neurodegenerációban. Az alapvetô feltételezés az SG-kkel kapcsolatban az, hogy feladatuk megvédeni az mrns-t a káros stresszeseményekkel szemben, valamint leállítani a transzlációt, megelôzve ezzel a kórosan felcsavarodott fehérjék akkumulációját. 39 Továbbá, az SG-k valószínûleg azáltal is védik a neuronokat, hogy összeépítik a citoplazmatikus RNS-kötô fehérjéket, és csökkentik a toxikus tartományt elérô RNS-kötô fehérjék szintjét. Arra vonatkozóan is születtek azonban feltételezések, hogy a nem megfelelô/túlzott SG-képzés esetleg az RNS-metabolizmus krónikus zavarához vezethet, vagy csapdába ejti és csökkenti a nukleáris FUS-t és TDP-43- at, s ezáltal neurodegenerációt okoz. További tanulmányok szükségesek az SG-képzôdés és a TDP-43/FUS proteinopathiában érintett sejtek sorsa közötti kapcsolat tisztázására, annak érdekében, hogy jobban megérthessük az ALS/FTLD-U patogenezisét. A TDP-43 ÉS A FUS NUKLEÁRIS-CITO- PLAZMATIKUS FEHÉRJETRANSZPORTJA Az intranukleáris transzportmechanizmusok során az NLS-sel rendelkezô sejtmagi fehérjék nukleárispórus-célzó komplexet képeznek az importin α, β vagy transzportin nevû nukleáris import receptorokkal. Ezt követôen a fehérjék a kis Rashoz kötött GTPáz a Ran közvetítése révén a sejtmagba transzportálódnak. A citoplazma és a sejtmag között fennáll egy GTP-hez kötött Rangradiens, amelyet a Ranhoz kötött GTP hidrolízise által mûködtetett aktív transzport alakít ki. Subcellularis vizsgálatok kimutatták, hogy mind a TDP-43, mind a FUS nukleáris lokalizációja károsodott a domináns-negatív Q69L Rant expresszáló sejtekben, ami arra utal, hogy a nukleáris transzport egy Ran-függô rendszer közvetítése révén valósul meg (e-2. ábra). 43 Egy Nishimura és mtsai 49 által végzett RNSinterferencia-szûrô vizsgálat felfedezte, hogy az importin β útvonalnak szerepe van a TDP-43 nukleáris importjában. A transzportin nevû nukleáris import receptor NLSkonszenzusszekvenciája (R/H/KX (2 5) PY) alapján, Lee és mtsai 50 elôfeltételezték, hogy a FUS a transzportin egyik célmolekulája. Egy Dorman és mtsai által publikált, kis interferáló RNS- (sirns; small-interfering RNA) technikát alkalmazó tanulmány kimutatta, hogy a transzportin elengedhetetlen a FUS nukleáris lokalizációjához. Az 1. ábra összefoglalja a TDP-43-at és a FUS-t érintô nukleáris-citoplazmatikus fehérjetranszporttal és az SGképzôdéssel kapcsolatos eddigi ismereteinket, valamint a TDP-43- és FUS-proteinopathiát érintô elméleti modellünket. A teljes hosszúságú TDP-43 egy importin- és Ran-függô transzportrendszer segítségével transzportálódik a sejtmagba, ahol normális funkciója szerint növeli az RNS stabilitását és szabályozza a splicingot. A csonkolt (alternatív iniciációs kodontól átírt) p35iso, (az apoptózis során a kaszpáz-3 által elôállított) p35f és az (ismeretlen mechanizmus révén) tévesen lokalizálódott teljes hoszszúságú TDP-43 fehérje akkumulálódik a citoplazmában. A vad típusú FUS egy transzportin- és Ran-dependens mechanizmus révén a sejtmagba lokalizálódik. A FUS-t érintô ALS-mutációk megzavarják a transzportin-fus interakciót, ami meggátolja a nukleáris transzportot. A TDP-43 és a FUS következményesen akkumulálódik a citoplazmában, ami SG-képzôdéshez társul. A túlzott mennyiségû, krónikusan jelen lévô RNS-kötô fehérjék az RNS-minôség-ellenôrzés zavarát vagy az intakt, sejtmagi TDP-43 és FUS csökkenését idézik elô, ami következményesen elindítja az ALS/FLTD-U kialakulásához vezetô neurodegenerációs folyamatot. 40

5 1. ábra A TAR DNS-kötô fehérje (TDP-43-) proteinopathia és a fused in sarcoma (FUS-) proteinopathia feltételezett közös patológiás útvonala Neurodegeneráció? (IBMPFD) Neuronalis intranukleáris zárványok Teljes hosszúságú TDP-43 NLS Vad típusú FUS NLS RRM RRM RRM Sejtmag Ran- GTP-áz Hasítás a kaszpáz-3 által Importin α & β Transportin 1 & 2 P35 izoforma vagy a 35 kda méretre hasított CTF RRM RRM Citoplazmatikus RNS-kötô fehérjék akkumulációja Mutáns FUS RRM ALS-hez kapcsolt mutáns Túlzott stresszgranulumképzôdés RNS-reguláció zavara vagy az RNS-kötô fehérjék abnormális visszatartása Neurodegeneráció A TDP-43 sejtmagi importját az importin-α, az importin-β és a Ran-GTP-áz közvetíti. A p35iso (ami egy alternatív iniciációs kodonról képzôdik) és a p35f (a kaszpáz-3 proteolitikus hasításának eredménye) nem rendelkezik nukleáris lokalizációs szignállal (NLS), és tévesen a citoplazmába lokalizálódik. A vad típusú FUS-fehérje egy transzportin-1-, transzportin-2- és Ran-dependens transzportrendszer segítségével kerül a sejtmagba. Az amyotrophiás lateralsclerosishoz (ALS) kötött FUS-mutációk meggátolják a transzportin és a FUS interakcióját és a FUS citoplazmatikus lokalizációhoz vezetnek. Bizonyos patológiás stresszkörülmények hatására vagy az öregedéshez kapcsolt sejtmagi szivárgásnak köszönhetôen a TDP-43 és a FUS citoplazmában történô felhalmozódása egy közös patológiás folyamathoz vezet, amely a stresszgranulumok (SG) képzése vagy az RNS minôség-ellenôrzési rendszer zavara révén motoneurondegenerációt eredményezhet. Más neurodegeneratív betegségekben látott zárványtestekhez hasonlóan, ebben az esetben sem tisztázott, hogy az SG-k citotoxikusak vagy éppen citoprotektívek. Egy alternatív útvonal révén úgy tûnik, hogy a neuronalis intranukleáris zárványtestek (NII) összefüggésben lehetnek a frontotemporalis lobaris degeneráció (FTLD) -TDP és -FUS kórképekkel, különösen a csontok Paget-kórjához társuló frontotemporalis dementiával (IBMPFD). A fentebb leírt eredmények arra engednek következtetni, hogy a TDP-43 és a FUS sejtmagból a citoplazmába történô téves lokalizációja, illetve az ottani felhalmozódása a kezdeti lépés az ALD/FLTD-U kialakulásában. A mechanizmus, amely a sporadikus ALS/FLTD-U esetekben ahol is a TDP-43- és a FUS-proteinek nem hordoznak NLS-mutációt a citoplazmatikus téves lokalizációt kiváltja, jelenleg ismeretlen. Azonban, D Angelo és mtsai a közelmúltban publikáltak egy, a nukleáris pórusok idekapcsolódó funkciójáról szóló, rendkívül érdekes közleményt, 51 amelyben azt közölték, hogy van néhány olyan nukleáris pórusfehérje, mint például a Nup107/160 komplex fehérjéi, amelyre extrém hosszú élettartam jellemzô, s a nem osztódó sejtek, mint például a neuronok, élete során egyáltalán nem bomlanak el. A nukleoporinok egy csoportját az öregedô sejtben oxidatív mechanizmusok károsítják, ami megnöveli a nukleáris áteresztôképességet és szivárgást. Feltételezhetô tehát, hogy az öregedéshez kapcsolt sejtmagi szivárgás felgyorsul a sporadikus ALS/FT- LD-U betegekben, s ez okozza a TDP-43 és a FUS téves citoplazmatikus lokalizációját, és indítja be a neurodegeneratív kaszkádot ALS/FLTD-U-ban. Különösen ígéretesek lennének olyan új terápiás megközelítési módok, amelyek megpróbálnának úrrá lenni a nukleáris-citoplazmatikus proteintranszport-mechanizmus a TDP-43 és FUS citoplazmában történô akkumulációjához vezetô zavarán, s ezáltal megelôznék vagy késleltetnék az ALS/FTLD-Uhoz asszociált neurodegeneráció kialakulását. AZ ATAXIN-2 INTERMEDIER HOSSZÚSÁ- GÚ POLIGLUTAMIN EXPANZIÓINAK GE- NETIKAI KOCKÁZATA Az ataxin-2 normálisan egy 22 glutaminresiduumból álló poliglutaminszakaszt tartalmaz. A 33 glutaminresiduumnál hosszabb szakaszok örökletes 2-es típusú spinocerebellaris ataxiát (SCA2) okoznak. Elden és mtsai 5 a közelmúltban demonstrálták, hogy az ataxin-2 a TDP-43-toxicitás potens modifikáló tényezôje is. Kimutatták, hogy az ATXN2 overexpressziója növeli, csökkent expressziója pedig csökkenti a TDP-43 toxikus hatását ecetmuslicák retinájában, illetve, hogy az ataxin-2 és a TDP-43 RNS-függô módon komplexet képez. ALS-ben szenvedô betegek genomikai analízise során a szerzôk azt is felfedezték, hogy az ataxin-2 intermedier hosszúságú poliglutamin expanziója (27-33 glutaminresiduum) emelkedett ALS-rizikóval és korábbi betegségkezdettel társul. A hosszabb poliglutamin-expanziók serkentik az ataxin-2 és a TDP-43 közötti interakciót, valamint a TDP-43 cito plazmatikus téves lokalizációját. Említésre méltó, hogy az ataxin-2 rendelkezik egy Lsm doménnel (Sm-szerû domén; Like Sm domain), amely tartalmaz egy RNS-kötô motívumot, s hogy az ataxin-2 a TDP-43-hoz és a FUS-hoz hasonlóan az SG-k egyik alkotó fehérjéje. 52 Feltételezhetô tehát, hogy az ataxin-2 közremûködik a TDP-43 és a FUS által alkotott közös patológiás kaszkádban. 37 Megjegyzendô, hogy napjainkig még nem érkezett patológiai vagy klinikai bejelentés motoneuronbetegség vagy FLTD-fenotípusról SCA2-esetekben, ami azt szem- 41

6 2. ábra Az amyotrophiás lateralsclerosis (ALS) / frontotemporalis lobaris degeneráció (FTLD) betegségspektrumhoz kapcsolódó molekulák Optineurin Neurodegeneráció A TAR DNS-kötô fehérje (TDP-43) és a fused in sarcoma (FUS) egy közös neurodegenerációs kaszkádot indukál, amely az ubiquitinpozitív zárványtestekkel járó ALS/FTLD kialakulásához vezet. A közelmúltban publikált patológiai és biokémiai vizsgálatok eredményei arra utalnak, hogy a valozintartalmú fehérje (VCP) és a progranulin (PRGN) a TDP-43 felett helyezkedhet el a patológiás kaszkádban. A Cu/Zn SOD1 vagy egy független patológiás folyamat része, vagy a TDP-43/FUS alatt kapcsolódik be a patológiás kaszkádba. Az optineurin szerepe a patológiás kaszkádban még nem tisztázott. lélteti, hogy szükség van a TDP-43- és FUS-fehérjéket SCA2-betegek agyszövetében vizsgáló további kutatásokra, amelyek kibogoznák a TDP-43, FUS és ataxin-2 közötti komplex interakciók gordiuszi csomóját. AZ ALS/FTLD-U MOLEKULÁRIS HÁLÓZA- TÁNAK MEGÉRTÉSÉHEZ VEZETÔ ÚT A fentebb említett leletek, eredmények és feltevések interpretálása során számos tényezôt kell figyelembe vennünk. Például, hogy a TDP-43-proteinopathia jellegzetes patológiai leletei a TDP-43-pozitív neuronalis citoplazmatikus zárványok (NCI; neuronal cytoplasmic inclusion) és neuritis, de az FTLD-TDP-43 altípusban megfigyeltek neuronalis intranukleáris zárványokat (NII; neuronal intranuclear inclusion) és gliális zárványokat is. 22 A valozintartalmú fehérjét (VCP; valosin-containing protein) kódoló gén mutációit hordozó esetekben ezt a gént a zárványtestes myopathiával és a csontok Paget-kórjával járó FTLD-vel (IBMPFD; Inclusion body myopathy with early-onset Paget disease and frontotemporal dementia) hozták kapcsolatba a jellegzetes patológiai lelet a TDP-43-pozitív NII-k bôséges jelenléte, amelyhez kevés NCI társul. 22 Úgy tûnik tehát, hogy a TDP-43-proteinopathia mechanizmusa bonyolult degeneratív folyamatokat foglal magába, s a citoplazmatikus akkumuláció hatásait vizsgáló tanulmányok mellett további vizsgálatok szükségesek annak tisztázására is, hogy milyen patológiás következményekkel jár a sejtmagi aggregáció, illetve a gliális érintettség. Jelenleg nem ismert, hogy a TDP-43-at érintô ALSmutációk hogyan vezetnek neurodegenerációhoz. A közelmúltban megjelent, pulse-chase jelöléses vizsgálatok kimutatták, hogy a mutáns TDP-43 stabilabb, mint a vad típusú, és jobban kötôdik a FUS/TLS-hez. 19 Dewey és mtsai 53 eredményei azt mutatják, hogy a mutáns TDP-43 korábban épül be az SG-kbe, és nagyobb SG-k kialakulásához vezet, mint a vad típusú. Ezek az eredmények támogatják a TDP-43- és a FUS-proteinopathiák közös patológiájára vonatkozó elméleti modellünket (1. ábra), de nem adnak elégséges magyarázatot a TDP-43-at érintô mutációk által kiváltott patológiás mechanizmusra. A TDP-43 fehérjében bekövetkezô ALS-domináns mutációkhoz köthetô toxikus tulajdonságok tisztázása kritikus fontosságú az ALS molekuláris alapjának megértéséhez. A 2. ábrán egy olyan diagram látható, amely az ALSben érintett és eddig azonosított legfôbb molekulák kapcsolatrendszerét ábrázolja. A VCP gént és a progranulin gént érintô patogén mutációt is azonosítottak familiáris FTLD-TDP-ben Mindkét mutáció esetében leírtak patológiás TDP-43-akkumulációt, s a biokémiai és patológiai vizsgálatok eredményei arra utalnak, hogy a VCP és a progranulin fehérjék a TDP-43 felett helyezkednek el a degenerációs kaszkádban. 22,35,57,58 Számos egyéb gént hoztak már összefüggésbe a familiáris ALS-sel, beleértve a SOD1-et és az angiogenint kódoló géneket, egy japán kutatócsoport a közelmúltban azonosított optineurinmutációkat is familiáris ALS-ben. 59 A familiáris ALS gyakran társul SOD1-et érintô mutációkkal, de ez ritkán szövôdik kognitív zavarral az ALS1-ben szenvedô betegekben, 60 ami azt jelzi, hogy az ALS1 klinikailag különbözik az ALS/FTLD-U betegségspektrumtól. Egyre több patológiai és biokémiai vizsgálat eredménye sugallja azt, hogy a SOD1-mutációkhoz és a TDP- 43-proteinopathiához kötött ALS különbözô patológiás mechanizmusok eredménye. 6,7 A jelenlegi konszenzus szerint a SOD1-mutációk következtében kialakuló ALSben egy olyan patológiás folyamat érintett, amely vagy független az ALS/FTLD-U patológiás kaszkádtól, vagy a kaszkád egy lentebbi pontjához kapcsolódik. Az ALS/FLTD-U-hoz fûzôdô molekuláris hálózat megértése és a patológiás kaszkád pontos feltérképezése kiemelkedô fontosságú a terápia kidolgozásához. A jövôbeni vizsgálatoknak számos kérdésre kell választ találniuk, hogy egy ilyen kezelési stratégia valósággá váljon. Például, hogy vajon a mutáns optineurin ugyanannak az ALS/FLTD-U patológiás kaszkádnak a része, mint amelybe a TDP-43 és a FUS tartozik, vagy az optineurint érintô mutációk egy külön betegséget okoznak, mint amilyen az ALS1? Az intermedier hosszúságú poliglutamin expanziós ataxin-2 a FUS toxikus hatását is képes módosítani? Mindezen kérdések ellenére a közelmúltban napvilágot látott vizsgálati eredmények azt tükrözik, hogy rendületlenül haladunk az ALS és az FTLD-U elleni hatékony kezelési stratégia kifejlesztése felé. A SZERZÔK HOZZÁJÁRULÁSA D.I. és N.S. készítették elô és írták meg a közleményt. Beérkezett március 31-én. Végleges formában elfogadva június 14-én. IRODALOM 1. Neumann M, Sampathu DM, Kwong LK, et al. Ubiquitinated TDP-43 in frontotemporal lobar degeneration and amyotrophic lateral sclerosis. Science 2006;314: Arai T, Hasegawa M, Akiyama H, et al. TDP-43 is a component of ubiquitin-positive tau-negative inclusions in fronto- 42

7 temporal lobar degeneration and amyotrophic lateral sclerosis. Biochem Biophys Res Commun 2006;351: Kwiatkowski TJ Jr, Bosco DA, Leclerc AL, et al. Mutations in the FUS/TLS gene on chromosome 16 cause familial amyotrophic lateral sclerosis. Science 2009;323: Vance C, Rogelj B, Hortobagyi T, et al. Mutations in FUS, an RNA processing protein, cause familial amyotrophic lateral sclerosis type 6. Science 2009;323: Elden AC, Kim HJ, Hart MP, et al. Ataxin-2 intermediatelength polyglutamine expansions are associated with increased risk for ALS. Nature 2010;466: Tan CF, Eguchi H, Tagawa A, et al. TDP-43 immunoreactivity in neuronal inclusions in familial amyotrophic lateral sclerosis with or without SOD1 gene mutation. Acta Neuropathol 2007;113: Mackenzie IR, Bigio EH, Ince PG, et al. Pathological TDP- 43 distinguishes sporadic amyotrophic lateral sclerosis from amyotrophic lateral sclerosis with SOD1 mutations. Ann Neurol 2007;61: Sreedharan J, Blair IP, Tripathi VB, et al. TDP-43 mutations in familial and sporadic amyotrophic lateral sclerosis. Science 2008;319: Van Deerlin VM, Leverenz JB, Bekris LM, et al. TARDBP mutations in amyotrophic lateral sclerosis with TDP-43 neuropathology: a genetic and histopathological analysis. Lancet Neurol 2008;7: Yokoseki A, Shiga A, Tan CF, et al. TDP-43 mutation in familial amyotrophic lateral sclerosis. Ann Neurol 2008; 63: Kabashi E, Valdmanis PN, Dion P, et al. TARDBP mutations in individuals with sporadic and familial amyotrophic lateral sclerosis. Nat Genet 2008;40: Gitcho MA, Baloh RH, Chakraverty S, et al. TDP-43 A315T mutation in familial motor neuron disease. Ann Neurol 2008;63: Benajiba L, Le Ber I, Camuzat A, et al. TARDBP mutations in motoneuron disease with frontotemporal lobar degeneration. Ann Neurol 2009;65: Neumann M, Rademakers R, Roeber S, Baker M, Kretzschmar HA, Mackenzie IR. A new subtype of frontotemporal lobar degeneration with FUS pathology. Brain 2009; 132: Neumann M, Roeber S, Kretzschmar HA, Rademakers R, Baker M, Mackenzie IR. Abundant FUS-immunoreactive pathology in neuronal intermediate filament inclusion disease. Acta Neuropathol 2009;118: Munoz DG, Neumann M, Kusaka H, et al. FUS pathology in basophilic inclusion body disease. Acta Neuropathol 2009;118: Deng HX, Zhai H, Bigio EH, et al. FUS-immunoreactive inclusions are a common feature in sporadic and non- SOD1 familial amyotrophic lateral sclerosis. Ann Neurol 2011;67: Buratti E, Baralle FE. Characterization and functional implications of the RNA binding properties of nuclear factor TDP-43, a novel splicing regulator of CFTR exon 9. J Biol Chem 2001;276: Ling SC, Albuquerque CP, Han JS, et al. ALS-associated mutations in TDP-43 increase its stability and promote TDP- 43 complexes with FUS/TLS. Proc Natl Acad Sci USA 2010;107: Tollervey JR, Curk T, Rogelj B, et al. Characterizing the RNA targets and position-dependent splicing regulation by TDP-43. Nat Neurosci 2011;14: Polymenidou M, Lagier-Tourenne C, Hutt KR, et al. Long pre-mrna depletion and RNA missplicing contribute to neuronal vulnerability from loss of TDP-43. Nat Neurosci 2011;14: Neumann M, Kwong LK, Sampathu DM, Trojanowski JQ, Lee VM. TDP-43 proteinopathy in frontotemporal lobar degeneration and amyotrophic lateral sclerosis: protein misfolding diseases without amyloidosis. Arch Neurol 2007;64: Mackenzie IR, Rademakers R, Neumann M. TDP-43 and FUS in amyotrophic lateral sclerosis and frontotemporal dementia. Lancet Neurol 2010;9: Chiang PM, Ling J, Jeong YH, Price DL, Aja SM, Wong PC. Deletion of TDP-43 down-regulates Tbc1d1, a gene linked to obesity, and alters body fat metabolism. Proc Natl Acad Sci USA 2010;107: Sephton CF, Good SK, Atkin S, et al. TDP-43 is a developmentally regulated protein essential for early embryonic development. J Biol Chem 2010;285: Ash PE, Zhang YJ, Roberts CM, et al. Neurotoxic effects of TDP-43 overexpression in C. elegans. Hum Mol Genet 2010;19: Igaz LM, Kwong LK, Lee EB, et al. Dysregulation of the ALS-associated gene TDP-43 leads to neuronal death and degeneration in mice. J Clin Invest 2011;121: Wils H, Kleinberger G, Janssens J, et al. TDP-43 transgenic mice develop spastic paralysis and neuronal inclusions characteristic of ALS and frontotemporal lobar degeneration. Proc Natl Acad Sci USA 2010;107: Xu YF, Gendron TF, Zhang YJ, et al. Wild-type human TDP-43 expression causes TDP-43 phosphorylation, mitochondrial aggregation, motor deficits, and early mortality in transgenic mice. J Neurosci 2010;30: Voigt A, Herholz D, Fiesel FC, et al. TDP-43-mediated neuron loss in vivo requires RNA-binding activity. PLoS One 2010;5:e Wegorzewska I, Bell S, Cairns NJ, Miller TM, Baloh RH. TDP-43 mutant transgenic mice develop features of ALS and frontotemporal lobar degeneration. Proc Natl Acad Sci USA 2009;106: Feiguin F, Godena VK, Romano G, D Ambrogio A, Klima R, Baralle FE. Depletion of TDP-43 affects Drosophila motoneurons terminal synapsis and locomotive behavior. FEBS Lett 2009;583: Kraemer BC, Schuck T, Wheeler JM, et al. Loss of murine TDP-43 disrupts motor function and plays an essential role in embryogenesis. Acta Neuropathol 2010;119: Hasegawa M, Arai T, Nonaka T, et al. Phosphorylated TDP- 43 in frontotemporal lobar degeneration and amyotrophic lateral sclerosis. Ann Neurol 2008;64: Zhang YJ, Xu YF, Dickey CA, et al. Progranulin mediates caspase-dependent cleavage of TAR DNA binding protein-43. J Neurosci 2007;27: Nishimoto Y, Ito D, Yagi T, Nihei Y, Tsunoda Y, Suzuki N. Characterization of alternative isoforms and inclusion body of the TAR DNA-binding protein-43. J Biol Chem 2010;285: Johnson BS, McCaffery JM, Lindquist S, Gitler AD. A yeast TDP-43 proteinopathy model: exploring the molecular determinants of TDP-43 aggregation and cellular toxicity. Proc Natl Acad Sci USA 2008;105: Colombrita C, Zennaro E, Fallini C, et al. TDP-43 is recruited to stress granules in conditions of oxidative insult. J Neurochem 2009;111: Kedersha N, Anderson P. Mammalian stress granules and processing bodies. Methods Enzymol 2007;431: Liu-Yesucevitz L, Bilgutay A, Zhang YJ, et al. Tar DNA binding protein-43 (TDP-43) associates with stress granules: analysis of cultured cells and pathological brain tissue. PLoS One 2010;5:e Hicks GG, Singh N, Nashabi A, et al. Fus deficiency in mice results in defective B-lymphocyte development and activation, high levels of chromosomal instability and perinatal death. Nat Genet 2000;24: Kuroda M, Sok J, Webb L, et al. Male sterility and enhanced radiation sensitivity in TLS(-/-) mice. EMBO J 2000;19:

8 43. Ito D, Seki M, Tsunoda Y, Uchiyama H, Suzuki N. Nuclear transport impairment of ALS-linked mutations in FUS/TLS. Ann Neurol 2010;69: Zakaryan RP, Gehring H. Identification and characterization of the nuclear localization/retention signal in the EWS proto-oncoprotein. J Mol Biol 2006;363: Lagier-Tourenne C, Polymenidou M, Cleveland DW. TDP- 43 and FUS/TLS: emerging roles in RNA processing and neurodegeneration. Hum Mol Genet 2010;19:R Dormann D, Rodde R, Edbauer D, et al. ALS-associated fused in sarcoma (FUS) mutations disrupt Transportinmediated nuclear import. EMBO J 2010;29: Bosco DA, Lemay N, Ko HK, et al. Mutant FUS proteins that cause amyotrophic lateral sclerosis incorporate into stress granules. Hum Mol Genet 2010;19: Fujita K, Ito H, Nakano S, Kinoshita Y, Wate R, Kusaka H. Immunohistochemical identification of messenger RNA-related proteins in basophilic inclusions of adultonset atypical motor neuron disease. Acta Neuropathol 2008;116: Nishimura AL, Zupunski V, Troakes C, et al. Nuclear import impairment causes cytoplasmic trans-activation response DNA-binding protein accumulation and is associated with frontotemporal lobar degeneration. Brain 2010;133: Lee BJ, Cansizoglu AE, Suel KE, Louis TH, Zhang Z, Chook YM. Rules for nuclear localization sequence recognition by karyopherin beta 2. Cell 2006;126: D Angelo MA, Raices M, Panowski SH, Hetzer MW. Agedependent deterioration of nuclear pore complexes causes a loss of nuclear integrity in postmitotic cells. Cell 2009; 136: Nonhoff U, Ralser M, Welzel F, et al. Ataxin-2 interacts with the DEAD/H-box RNA helicase DDX6 and interferes with P-bodies and stress granules. Mol Biol Cell 2007;18: Dewey CM, Cenik B, Sephton CF, et al. TDP-43 is directed to stress granules by sorbitol, a novel physiological osmotic and oxidative stressor. Mol Cell Biol 2011;31: Watts GD, Wymer J, Kovach MJ, et al. Inclusion body myopathy associated with Paget disease of bone and frontotemporal dementia is caused by mutant valosincontaining protein. Nat Genet 2004;36: Cruts M, Gijselinck I, van der Zee J, et al. Null mutations in progranulin cause ubiquitin-positive frontotemporal dementia linked to chromosome 17q21. Nature 2006;442: Baker M, Mackenzie IR, Pickering-Brown SM, et al. Mutations in progranulin cause tau-negative frontotemporal dementia linked to chromosome 17. Nature 2006;442: Ritson GP, Custer SK, Freibaum BD, et al. TDP-43 mediates degeneration in a novel Drosophila model of disease caused by mutations in VCP/p97. J Neurosci 2010;30: Gitcho MA, Strider J, Carter D, et al. VCP mutations causing frontotemporal lobar degeneration disrupt localization of TDP-43 and induce cell death. J Biol Chem 2009;284: Maruyama H, Morino H, Ito H, et al. Mutations of optineurin in amyotrophic lateral sclerosis. Nature 2010;465: Wicks P, Abrahams S, Papps B, et al. SOD1 and cognitive dysfunction in familial amyotrophic lateral sclerosis. J Neurol 2009;256: Fordította: Dr. Szalárdy Levente 44