ABCC6: EGY ÚJONNAN AZONOSÍTOTT FEHÉRJE FAKTOR A LÁGY SZÖVETI KALCIFIKÁCIÓBAN

Hasonló dokumentumok
A genetikai betegségtől a fehérje szerkezetig: Az ABCC6 transzporter betegség okozó misszensz mutánsainak vizsgálata

Két kevéssé ismert humán ABCG fehérje expressziója és funkcionális vizsgálata: ABCG1 és ABCG4 jellemzése

VIZSGÁLATOK IDEGEN KÓROKOZÓKRA HUMÁN ÉLŐVÍRUS-VAKCINÁKBAN

Multidrog rezisztens tumorsejtek szelektív eliminálására képes vegyületek azonosítása és in vitro vizsgálata

Gyógyszerrezisztenciát okozó fehérjék vizsgálata

Norvég Finanszírozási Mechanizmus által támogatott projekt HU-0115/NA/2008-3/ÖP-9 ÚJ TERÁPIÁS CÉLPONTOK AZONOSÍTÁSA GENOMIKAI MÓDSZEREKKEL

Xenobiotikum transzporterek vizsgálata humán keratinocitákban és bőrben

I. Molekuláris genetikai, genom-szintű és populációgenetikai eredmények:

A plazminogén metilglioxál módosítása csökkenti a fibrinolízis hatékonyságát. Léránt István, Kolev Kraszimir, Gombás Judit és Machovich Raymund

Növényvédelmi Tudományos Napok 2014

Búza tartalékfehérjék mozgásának követése a transzgénikus rizs endospermium sejtjeiben

Mit tud a genetika. Génterápiás lehetőségek MPS-ben. Dr. Varga Norbert

Doktori tézisek. Doktori tézisek. A Drosophila MRP, az emberi hosszú multidrog rezisztencia-asszociált fehérjék nagykapacitású modellje

Sejtbiológia gyakorlati szempontból. Alapfogalmak, tematika

Molekuláris genetikai vizsgáló. módszerek az immundefektusok. diagnosztikájában

Lymphoma sejtvonalak és gyerekkori leukémia (ALL) sejtek mikro RNS (mir) profiljának vizsgálata

SZILÁRD FÁZISÚ EXTRAKCIÓ MINDIG UGYANÚGY

GLUCAGONUM HUMANUM. Humán glükagon

A harkányi gyógyvízzel végzett vizsgálataink eredményei psoriasisban között. Dr. Hortobágyi Judit

Engedélyszám: /2011-EAHUF Verziószám: Humángenetikai vizsgálatok követelménymodul szóbeli vizsgafeladatai

TDK lehetőségek az MTA TTK Enzimológiai Intézetben

MINTAJEGYZŐKÖNYV A VÉRALVADÁS VIZSGÁLATA BIOKÉMIA GYAKORLATHOZ

TUMORSEJTEK FENOTÍPUS-VÁLTOZÁSA TUMOR-SZTRÓMA SEJTFÚZIÓ HATÁSÁRA. Dr. Kurgyis Zsuzsanna

A plazma membrán mikrodomének szabályzó szerepe a sejtek növekedési és stressz érzékelési folyamataiban. Csoboz Bálint

Tézis tárgyköréhez kapcsolódó tudományos közlemények

Egy Polycomb Response Element (PRE) in situ vizsgálata Drosophila melanogaster-ben génkonverzió segítségével. Kozma Gabriella

Zárójelentés. ICP-OES paraméterek

FOLYÉKONY ÉS POR ALAKÚ MOSÓSZEREK IRRITÁCIÓS HATÁSÁNAK ÉS MOSÁSI TULAJDONSÁGAINAK ÖSSZEHASONLÍTÁSA

A szamóca érése során izolált Spiral és Spermidin-szintáz gén jellemzése. Kiss Erzsébet Kovács László

NÖVÉNYGENETIKA. Az Agrármérnöki MSc szak tananyagfejlesztése TÁMOP /1/A

KERINGŐ EXTRACELLULÁRIS VEZIKULÁK ÁLTAL INDUKÁLT GÉNEXPRESSZIÓS MINTÁZAT VIZSGÁLATA TROPHOBLAST SEJTVONALBAN

~ 1 ~ Ezek alapján a következő célokat valósítottuk meg a Ph.D. munkám során:

Hogyan lesznek új gyógyszereink? Bevezetés a gyógyszerkutatásba

Maléth József. Az endoplazmás retikulum - plazma membrán mikrodomének szerepe az intracelluláris Ca 2+ szignalizáció szabályzásában


A génterápia genetikai anyag bejuttatatása diszfunkcionálisan működő sejtekbe abból a célból, hogy a hibát kijavítsuk.

Az AT 1A -angiotenzinreceptor G-fehérjétől független jelátvitelének vizsgálata C9 sejtekben. Doktori tézisek. Dr. Szidonya László

Kutatási beszámoló ( )

A vérképző rendszerben ionizáló sugárzás által okozott mutációk kialakulásának numerikus modellezése

TRIPSZIN TISZTÍTÁSA AFFINITÁS KROMATOGRÁFIA SEGÍTSÉGÉVEL

avagy az ipari alkalmazhatóság kérdése biotechnológiai tárgyú szabadalmi bejelentéseknél Dr. Győrffy Béla, Egis Nyrt., Budapest

Klórbenzol lebontásának vizsgálata termikus rádiófrekvenciás plazmában

A preventív vakcináció lényege :

In Situ Hibridizáció a pathologiai diagnosztikában és ami mögötte van.

tudományos főmunkatárs

Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetése az Európai Unió új társadalmi kihívásainak a Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen

NATRII AUROTHIOMALAS. Nátrium-aurotiomalát

Molekuláris biológiai eljárások alkalmazása a GMO analitikában és az élelmiszerbiztonság területén

Neuronok előkészítése funkcionális vizsgálatokra. Az alkalmazható technikák előnyei és hátrányai. Neuronok izolálása I

Új terápiás lehetőségek (receptorok) a kardiológiában

AZ IS30 BAKTERIÁLIS INSZERCIÓS ELEM CÉLSZEKVENCIA VÁLASZTÁSÁNAK MOLEKULÁRIS TÉNYEZŐI DOKTORI ÉRTEKEZÉS TÉZISEI SZABÓ MÓNIKA

Ellenanyag reagensek előállítása II Sándor Noémi

A Duna széleskörű kémiai és biológiai vizsgálata egy magyar-olasz együttműködési projekt keretében

Zárójelentés. Gabonafélék stresszadaptációját befolyásoló jelátviteli folyamatok tanulmányozása. (K75584 sz. OTKA pályázat)

A biotechnológia alapjai A biotechnológia régen és ma. Pomázi Andrea

Transzporterek vizsgálata lipidmembránokban Sarkadi Balázs MTA-SE Molekuláris Biofizikai Kutatócsoport, MTA-TTK Budapest

A takarmány mikroelem kiegészítésének hatása a barramundi (Lates calcarifer) lárva, illetve ivadék termelési paramétereire és egyöntetűségére

SZILÁRD FÁZISÚ EXTRAKCIÓ OFFLINE AUTOMATIZÁLÁSÁNAK LEHETŐSÉGEI BIOTAGE KÉSZÜLÉKEKKEL

Mutagenezis és s Karcinogenezis kutatócsoport. Haracska Lajos.

Ha nem akarsz mellé-nyúl-ni, használj Nobivac Myxo-RHD-t! MSDay-MOM park, dr. Schweickhardt Eszter

Sejtek - őssejtek dióhéjban február. Sarkadi Balázs, MTA-TTK Molekuláris Farmakológiai Intézet - SE Kutatócsoport, Budapest

Az Ames teszt (Salmonella/S9) a nemzetközi hatóságok által a kémiai anyagok minősítéséhez előírt vizsgálat, amellyel az esetleges genotoxikus hatás

ÉLVEZETI SZEREK ELEMZÉSE KÖRNYEZETI VIZEKBEN FOLYADÉK ÉS GÁZKROMATOGRÁFIA TÖMEGSPEKTROMETRIA FELHASZNÁLÁSÁVAL

transzporter fehérjék /ioncsatornák

Káplán Mirjana Környezettudomány MSc

A növény inváziójában szerepet játszó bakteriális gének

Sarkadi Margit1, Mezősi Emese2, Bajnok László2, Schmidt Erzsébet1, Szabó Zsuzsanna1, Szekeres Sarolta1, Dérczy Katalin3, Molnár Krisztián3,

SZABVÁNYMŰVELETI ELŐÍRÁS

BD Vacutainer Molekuláris Diagnosztikai termékei

Tüdő adenocarcinomásbetegek agyi áttéteiben jelenlévő immunsejtek, valamint a PD-L1 és PD-1 fehérjék túlélésre gyakorolt hatása

Zárójelentés. A) A cervix nyújthatóságának (rezisztencia) állatkísérletes meghatározása terhes és nem terhes patkányban.

A plazmamembrán kalcium ATPáz (PMCA) 2 és 4 izoformák lokalizációjának szabályozása. Doktori értekezés tézisei

Preeclampsia-asszociált extracelluláris vezikulák

B-sejtek szerepe az RA patológiás folyamataiban

Problémák és lehetőségek a helyreállító gyógyítás területén

A PET szerepe a gyógyszerfejlesztésben. Berecz Roland DE KK Pszichiátriai Tanszék

Intézeti Beszámoló. Dr. Kovács Árpád Ferenc

A Drosophila melanogaster poszt-meiotikus spermatogenezisében szerepet játszó gének vizsgálata. Ph.D. értekezés tézisei.

Pozitron emittáló izotópok. [18F]FDG előállítása. Általunk használt izotópok. Magreakció: Dual Beam 18F. Felezési idő (min) 109,7

1. A megyében végzett jelentősebb kutatási témák, projektek ráfordításainak ágazati megoszlása (összesen millió Ft-ról áll rendelkezésre adat):

SZEMÉLYRE SZABOTT ORVOSLÁS II.

Vélemény. Dr. Szabó Dóra Béta-laktám rezisztens Gram-negatív baktériumok vizsgálata című doktori értekezéséről.

TRANSZPORTFOLYAMATOK A SEJTEKBEN

Az étrend-kiegészítő készítmények hatásossága és biztonságossága. Horányi Tamás MÉKISZ

A diabetes hatása a terhes patkány uterus működésére és farmakológiai reaktivitására

Kis dózis, nagy dilemma

KÖRNYEZETI VIZEK SZERVES SZENNYEZŐINEK ELEMZÉSE GC- MS/MS MÓDSZERREL

1. Előadás Membránok felépítése, mebrán raftok

A doktori értekezés tézisei. A növényi NRP fehérjék lehetséges szerepe a hiszton defoszforiláció szabályozásában, és a hőstressz válaszban.

A PNP kóroktanának molekuláris vizsgálata Dán Ádám és Rónai Zsuzsanna

Készült: Módosítva: július

Esetismertetés II. Dr. Bekő Gabriella Uzsoki Kórház Központi Laboratórium

A BIZOTTSÁG 2009/120/EK IRÁNYELVE

Biológiai módszerek alkalmazása környezeti hatások okozta terhelések kimutatására

Immunológia alapjai. 10. előadás. Komplement rendszer

2. Ismert térszerkezetű transzmembrán fehérjék adatbázisa: a PDBTM adatbázis. 3. A transzmembrán fehérje topológiai adatbázis, a TOPDB szerver

Az immunadszorpciós kezelés kivitelezése dilatatív cardiomyopathiában

Többgénes jellegek. 1. Klasszikus (poligénes) mennyiségi jellegek. 2.Szinte minden jelleg több gén irányítása alatt áll

A lágyszöveti meszesedés vizsgálata egérmodellben

Őssejtkezelés kardiovaszkuláris kórképekben

Átírás:

ABCC6: EGY ÚJONNAN AZONOSÍTOTT FEHÉRJE FAKTOR A LÁGY SZÖVETI KALCIFIKÁCIÓBAN Doktori tézisek Pomozi Viola Eötvös Lóránd Tudományegyetem Biológia Doktori Iskola (a doktori iskola vezetője: Dr. Erdei Anna) Immunológia Program (a program vezetője: Dr. Erdei Anna) Témavezető: Dr. Váradi András Magyar Tudományos Akadémia, Természettudományi Kutatóközpont Enzimológiai Intézet 2013

Bevezetés A szervezetünkben lezajló kalcifikációs folyamatok lehetnek fiziológiásak ilyen természetes folyamat például a csontképződés -, azonban lehetnek patológiásak is. A patológiás lágy szöveti kalcifikáció, vagy más néven ektopikus kalcifikáció, a nem megfelelő biomineralizáció következtében alakul ki, legtöbbször kálcium foszfát sók lerakódása figyelhető meg. Egyelőre keveset tudunk a kalcifikációs folyamatokat szabályozó mechanizmusokról, számos metabolikus és környezeti faktor járul hozzá a rendellenes mineralizációs tünetek kialakulásához. Azonban bizonyos ritka öröklődő betegségek vizsgálata kapcsán közelebb kerülhetünk a kalcifikáció kialakulásában szerepet játszó patológiás folyamatok megismeréséhez. 2000-ben írták le, hogy az ABCC6 génben bekövetkező mutációk felelősek a PXE (pseudoxanthoma elasticum) betegség kialakulásáért, az elmúlt évek során pedig olyan GACI (generalized arterial calcification of infancy) betegségben szenvedő betegeket találtak, akikben szintén ABCC6 mutációkat tudtak kimutatni. Mindkét betegségre jellemző a lágy szöveti kalcifikációs tünetek megjelenése. Ezen kívül azt is kimutatták, hogy az ABCC6 gén egyik alléljának hiánya rizikófaktor a szívkoszorúér megbetegedésben. Ezen adatok alapján valószínűsíthető, hogy az ABCC6 fehérje valamilyen módon szerepet játszik a lágy szöveti kalcifikáció szabályozásában. 2000 óta már több mint 350 betegséget okozó ABCC6 mutációt azonosítottak, amelyek többsége aminósavcserét okozó misszensz mutáció. A nagy plazmamembrán fehérjékben mint például az ABCC6 bekövetkező aminósavcserék általában az enzimaktivitás csökkenésével, feltekeredési és stabilitási problémákkal, és/vagy csökkent plazmamembrán expresszióval járnak. A betegséget okozó mutációk hatásának vizsgálata segíthet megérteni, hogyan függ össze a fehérjeszerkezet a patológiás elváltozásokkal. Az ABCC6 mutációk által okozott, az érrendszer és egyéb lágy szövetek kalcifikációjához vezető biokémiai és sejtszintű elváltozások megértése segíthet megfelelő terápia kidolgozásában, valamint hozzájárul ahhoz, hogy jobban megértsük az érelmeszesedési folyamatokat. 2007-ben azonosítottak egy olyan betegséget, amelynek tünetei hasonlóak voltak a PXE tüneteihez, és ezt a betegséget véralvadási faktor hiánnyal járó PXE-szerű rendellenesség -ként írták le. Ezt a betegséget a gamma-glutamil karboxiláz (GGCX) enzim génjében bekövetkező 1

mutációk okozzák, és a betegség egyik fő tünete a lágy szöveti kalcifikáció, akárcsak a PXE esetében. Ez a karboxiláz enzim fontos eleme a K vitamin ciklusnak, amelyben a K vitamin mint kofaktor vesz részt. Ezen adatok alapján arra lehet következtetni, hogy a patológiás kalcifikációs tünetek a fent említett betegségekben összefüggésben lehetnek a K vitamin ciklus sérülésével, és az ABCC6 fehérjének valamilyen módon szerepe lehet a K vitamin transzportjában, és ezáltal a kálcium homeosztázis fenntartásában. Célkitűzések Kutatási témám középpontjában az ABCC6 fehérje sejten belüli lokalizációjának vizsgálata, a betegséget okozó ABCC6 mutánsok tanulmányozása, valamint ezen mutánsok nem megfelelő sejten belüli lokalizációjának korrekciója állt. Vizsgáltuk továbbá az ABCC6 esetleges szerepét a K vitamin transzportban. Célkitűzéseink a következők voltak: 1. A vad típusú ABCC6 fehérje plazmamembrán lokalizációjának vizsgálata és igazolása, valamint a betegséget okozó ABCC6 mutánsok sejten belüli lokalizációjának meghatározása. Immuncitokémiai és immunhisztokémiai kísérleteket terveztünk végezni MDCKII sejtvonalon, primer hepatocita sejtkultúrán, valamint egér és humán májszöveten. 2. Terveztük a betegséget okozó ABCC6 misszensz mutánsok megváltozott funkciója mögött álló molekuláris háttér felderítését, valamint olyan mutánsok azonosítását, amelyek megőrizték transzport aktivitásukat, de nem megfelelő a sejten belüli lokalizációjuk (feltehetően a nem megfelelő fehérje feltekeredés következtében). Ezek a mutánsok ideális jelöltek lehetnek olyan farmakológiai kezelésre, amely a nem megfelelő feltekeredést javítja ki. Terveztük ezen ABCC6 mutánsok farmakológiai kezelését in vitro és in vivo. 3. Terveztük in vivo modell rendszer kidolgozását, amely a lágy szöveti kalcifikáció meghatározásán alapul, és alkalmas az ABCC6 fehérje funkcionális vizsgálatára. 4. Irodalmi adatok alapján felmerült annak a lehetősége, hogy valamely K vitamin forma szubsztrátja lehet az ABCC6 fehérjének. Ennek a hipotézisnek az alapján terveztük vizsgálni az ABCC6 esetleges szerepét a K vitamin transzportban. 2

Módszerek Sejttenyésztés Az Sf9 (Spodoptera frugiperda) sejteket 27 C-on, 10% FBS-sel, 100 U/ml penicillinnel és 100 mg/ml streptomycinnel kiegészített TNM-FH médiumban tenyésztettük. Az MDCKII sejtvonalakat 37 C-os, 5% CO 2 termosztátban tartottuk, és 10% FBS-sel, 100 U/ml penicillinnel és 100 mg/ml streptomycinnel kiegészített DMEM médiumban tenyésztettük. A lokalizációs kísérleteknél a kezelt sejtek médiumához 1 mm 4-PBA-t adtunk. Állatok Az állatok elhelyezése minden esetben az Európai Unió állatkísérletes direktíváival összhangban kialakított állatházban történik, a világítás időkapcsolóval szabályozott, a helyiségek hőmérséklete 20-23 o C közötti, takarmányozás és ivóvíz ellátás ad libitum történik. Az állatok terminálását cervikális diszlokációval végezzük. A Pest Megyei Kormányhivatal Élelmiszerláncbiztonsági és Állategészségügyi Igazgatóság a dolgozatban ismertetett összes állatkísérletet engedélyezte. (Határozat száma: XIV-I-001/707/4/2012). C57BL/6J, C3H/HeNHsd és Abcc6-/- egér törzseket használtunk. DNA konstrukciók előállítása A DNS plazmid konstrukciók előállítása során a sztenderd molekuláris biológiai módszereket követtük. Az általunk vizsgált tíz misszensz ABCC6 mutációt site-directed mutagenezissel juttattuk be a humán ABCC6 cdns-be inverz PCR technikát alkalmazva. A vad típusú illetve mutáns ABCC6 géneket pbluescript SK és pacuw21 vektorba is beépítettük. A retrovirális transzfekcióhoz az ABCC6 gént a pacuw21 vektorból SpSldS retrovirális vektorba ligáltuk. A sleeping beauty transzpozon alapú transzfekcióhoz az ABCC6 cdns-t először SB-CMV-ΔSma vektorba, majd egy puromicin rezisztencia gént is tartalmazó SB vektorba ligáltuk. A farokvéna injektáláshoz az ABCC6 cdns-t plive vektorba szubklónoztuk. A vad típusú illetve mutáns ABCC6 fehérjék kifejeztetése Sf9 sejtekben A Spodoptera frugiperda (Sf9) sejteket a pacuw21l-abcc6 konstrukcióval és linearizált BaculoGold (BD Biosciences Pharmingen) DNS-sel kotranszfektáltuk. A vírust tartalmazó felülúszókat végpont hígitás módszerrel klónoztuk és amplifikáltuk. 3

Vad típusú és mutáns ABCC6 fehérje kifejeztetése MDCKII sejtvonalban a) Retrovirális transzfekcióval: Phoenix-Ampho pakoló sejteket fetrőztünk a vad típusú vagy mutáns ABCC6 gént tartalmazó rekombináns retrovirus vektorokkal. A transzfekció során kálcium foszfát transzfekciós kitet használtunk, a gyártó javaslata alapján. Az ABCC6-ot kifejező sejtklónokat végpont higításos módszerrel szelektáltuk. b) Sleeping Beauty (SB) transzpozon-alapú transzfekcióval: A transzfekció során a SB plazmidot (amely tartalmazza a vad típusú vagy mutáns ABCC6 gént valamint egy puromicin rezisztencia gént is) és a transzpozáz plazmidot használtuk. A transzfekciós elegy 2 µg SB-ABCC6 plazmidot, 0,2 µg 100x transzpozázt és 6 µl FuGene HD reagenst tartalmazott 100µl szérummentes DMEM médiumban. 48 órával a transzfekció után a sejteket tripszineztük és sejttenyésztő edényekben tovább tenyésztettük. 96 órával a transzfekció után a sejttenyésztő médiumhoz 3 µg/ml puromicint adtuk, amellyel a transzfektálódott sejteket tudtuk szelektálni. Vad típusú és mutáns ABCC6 fehérje kifejeztetése egér májszövetben A vad típusú vagy mutáns ABCC6 gént tartalmazó plive plazmid konstrukciót hidrodinamikus farokvéna injektálással juttattuk az egerekbe. A farokvéna injektálás során az állatok 70 µg plazmidot kaptak 1,8 ml fiziológiás sóoldatban. A lokalizációs kísérletek során a kezelt állatok 100 mg/kg/nap 4-PBA-t kaptak a farokvéna oltás előtt, 3 alkalommal, intraperitoneális oltás formájában. Agaróz gélelektroforézis és immunoblott A membrán vezikulákat vagy sejtes mintákat mintafelvivő pufferben homogenizáltuk és szonikáltuk. A fehérjéket 7.5% SDS-gélben elválasztottuk és PVDF membránokra elektroblottoltuk. A megfelelő ellenanyaggal történő inkubálás után a fehérjéket felerősített kemilumineszcenciával mutattuk ki. Immunocitokémia A sejteket megmostuk, 4% paraformaldehidben és hideg metanolban fixáltuk, majd blokkoló pufferben inkubáltuk 1 órán át szobahőmérsékleten. Ezt követően a mintákat a megfelelő elsődleges ellenanyagokkal inkubáltuk 2 órán keresztül, majd a mosási lépéseket követően a másodlagos ellenanyagokkal is 1 órán át inkubáltuk a mintákat. A sejtmagot DAPI festékkel tettük láthatóvá. További felhasználásig a mintákat 4 C-on tároltuk. Immunohisztokémia Az vizsgált szövetmintákból 8 µm vastag szeleteket készítettünk kriomikrotóm segítségével. A mintákat metanolban fixáltuk, DPBS-ben mostuk, majd 1 órán át inkubáltuk blokkoló pufferben. 4

Ezt követően a mintákat a megfelelő elsődleges ellenanyagokkal inkubáltuk 90 percen keresztül, majd a mosási lépéseket követően a másodlagos ellenanyagokkal is 1 órán át inkubáltuk a mintákat. A sejtmagot DAPI festékkel tettük láthatóvá. További felhasználásig a mintákat 4 Con tároltuk. Egér primer hepatociták izolálása és tenyésztése A májsejtek izolálása során az irodalomból ismert módszert követtük (Bayliss et al, 1996.) A sejteket kollagénnel borított tenyésztőedényekre ültettük, majd a sejtek letapadása után a szérummentes sejttenyésztő médiumot 24 óránként cseréltük. Az immuncitokémiai vizsgálatokat 72 órával a sejtek izolálása után végeztük el. Konfokális mikroszkópia A fixált mintákról a mikroszkópos felvételeket Zeiss LSM 710 konfokális lézer scanning mikroszkóppal készítettük. Az adatok kiértékeléséhez a Zeiss Zen software-t használtuk. Egér szív fagyasztásos sérülése és a kálcium lerakódás meghatározása A fagyasztásos kísérletet 3 hónapos egereken végeztük. Altatás után felnyitottuk a hasfalat, és egy folyékony nitrogénben előre lehűtött fém pálcával a diafragmán keresztül 10 másodpercig enyhe nyomást gyakoroltunk a szívizomra. A kísérlet után a hasfalat és a bőrt összevartuk. Az állatokat a fagyasztástól számított negyedik napon termináltuk. A szivet kivettük, a sérült területet lemetszettük, felaprítottuk, és 48 óráig 250µl 0.15N sósavba tettük. A szívizomba lerakódott kálcium mennyiségét Calcium (CPC) LiquiColor Test segítségével határoztuk meg. Membránpreparátumok készítése és a fehérjetartalom meghatározása Az Sf9 sejteket rekombináns vírusokkal fertőztük és 72 óra elteltével homogenizáltuk. A membránfrakciót differenciál ultracentrifugálással nyertük. A membránvezikulákat felhasználásig -80 C-on tároltuk. A membránpreparátumok fehérje koncentrációját Lowrymódszerrel határoztuk meg. Transzport aktivitás meghatározása vezikuláris transzport méréssel A vad típusú illetve mutáns ABCC6 fehérjét overexpresszáló Sf9 membránvezikulákat [ 3 H]LTC 4 szubsztráttal inkubáltuk 4 mm MgATP hiányában illetve jelenlétében, 37 C-on. A mintákat gyorsfiltráltuk, és a vezikulán belüli radioaktivitást scintillációs folyadékban béta számlálóval határoztuk meg. Ex vivo máj perfúzió Altatásban lévő állaton laparotómiát végeztünk, a portális vénát és az inferior vena cava-t kanüláltuk. A májat átmostuk a portális vénán (bemenő) és az inferior vena cava-n (kimenő) 5

keresztül, majd 0,5 illetve 50 µm K3 vitamint tartalmazó oldatot áramoltattunk át a májon állandó, 3 ml/perc sebességgel. Az inferior vena cava és a portális véna elkötésével három ml oldatot a májban tartottunk, majd öt perc elteltével az inferior vena cava-n át kimenő folyadékot összegyűjtöttük. K vitamin formák extrakciója A K3 vitamin detektálásához a mintákat 5% triklórecetsavval fehérjementesítettük, majd erőteljes keverés után centrifugáltuk, és a felülúszót sötét üvegben, -20 C-on tároltuk a HPLC- MS/MS analízisig. A K1 és K2 vitaminok extrakciója során a mintákat először etanollal fehérjementesítettük, majd n-hexánnal vontuk ki a K1 illetve K2 vitamint. 1 perces erőteljes keverés után a mintákat centrifugáltuk, a hexán-fázist különválasztottuk, és nitrogén gőz alatt liofilizáltuk. A beszárított anyagot isopropanolban vettük fel, majd a mintát a HPLC-MS/MS analízisig -20 C-on tároltuk. K vitamin koncentráció meghatározása HPLC-MS/MS módszerrel A tömegspektrometriás méréseket AB Sciex 3200 QTrap tandem tömegspektrométeren végeztük. A komponenseket pozitív elektrospray ionizációs (ESI) körülmények között ionizáltuk. A tömegspektrometriás analízis előtt a mintákat Perkin Elmer HPLC rendszerrel választottuk el. 6

Eredmények - Igazoltuk mind a humán ABCC6, mind az egér Abcc6 transzporter plazmamembrán lokalizációját primer hepatocita sejtkultúrán és intakt májszöveten. - Sleeping Beauty transzpozon alkalmazásával létrehoztunk olyan MDCKII sejtvonalakat, amelyek stabilan expresszálják a vad típusú illetve a mutáns ABCC6 fehérjéket, és ezeken a sejtvonalakkal olyan in vitro kisérleti rendszert hoztunk létre, amely alkalmas a különböző ABCC6 variánsok sejten belüli lokalizációjának a vizsgálatára. - Kidolgoztunk egy in vivo modell rendszert, amely alkalmas a humán ABCC6 fehérje expressziójának és sejten belüli lokalizációjának a vizsgálatára egér májban. - Meghatároztuk tíz betegséget okozó ABCC6 mutáns transzport aktivitását és sejten belüli lokalizációját in vitro és in vivo. - Az általunk vizsgált tíz mutáns esetében felderítettük betegséget okozó ABCC6 misszensz mutánsok megváltozott funkciója mögött álló molekuláris hátteret. - 4-fenil-butiráttal (4-PBA-val) kezeltük a vizsgált betegséget okozó ABCC6 mutánsokat. MDCKII sejtvonalon hat mutáns esetében tapasztaltuk, hogy a nem megfelelő lokalizációt mutató mutánsok a kezelés hatására a plazmamembránban expresszálódtak, és négy mutáns esetében in vivo is sikerült elérni a helyes plazmamembrán lokalizációt a kezelést követően egér májban. Ezek az eredmények humán terápiás kezelések alapjául szolgálhatnak. - Beállítottunk egy in vivo, a lágy szöveti kalcifikáció meghatározásán alapuló kísérleti rendszert, amely alkalmas a humán vad típusú vagy mutáns ABCC6 transzporter funkcionális aktivitásának a vizsgálatára. - Beállítottuk a különböző K vitamin formák (K1, K2, K3 és K3-GS) kinyerésére alkalmas extrakciós módszereket, és kifejleszettünk egy érzékeny dektektálási módszer ezen K vitamin formák koncentrációjának meghatározására. - A fent említett extrakciós és detektálási technikákat alkalmazva vizsgáltuk az ABCC6 lehetséges szerepét a K vitamin metabolizmusban. Megállapítottuk, hogy az ABCC6 fehérje nem játszik szerepet a K3 vitamin glutathion konjugátumának transzportjában. - In vivo egérkísérletekkel igazoltuk továbbá, hogy az étrend kiegészítése K1 vagy K2 vitaminnal nem képes csökkenteni illetve megelőzni egerekben a kálcium lerakódását, azonban az ABCC6 fehérjének szerepe lehet a K vitamin felszívódásának, szervezeten belüli eloszlásának, illetve metabolizmusának a szabályozásában. 7

Következtetések Eredményeink, melyek igazolják az ABCC6 fehérje plazmamembrán lokalizációját mind humán, mind egér hepatocitákban, hozzájárultak egy nagyon fontos tudományos vita lezárásához az ABCC6 lokalizációját illetően. Az általunk kifejlesztett in vitro és in vivo modell rendszerek alkalmasak a vad típusú illetve mutáns ABCC6 transzporter sejten belüli lokalizációjának vizsgálatára. Vizsgáltuk a 4- PBA (egy FDA által már jóváhagyott gyógyszer) kezelés hatását a betegséget okozó ABCC6 mutánsok sejten belüli lokalizációjára. In vitro transzport aktivitási mérést alkalmazva, valamint vizsgálva a sejten belüli lokalizációt, meghatároztuk a betegséget okozó ABCC6 mutánsok megváltozott funkciója mögött álló molekuláris hátteret. Fontos megfigyelésünk, hogy a sejten belüli lokalizációs vizsgálatok nem mindig adtak megegyező eredményeket a különböző kísérleti rendszerekben (nem-polarizált sejtvonalon, polarizált sejtvonalon illetve egér májban in vivo.) A három alkalmazott módszer közül az in vivo rendszer ahol az ABCC6 fehérje intakt egér májban expresszálódik egyértleműen közelebb áll a humán fehérje fiziológiás környezetéhez, mint az in vitro sejtvonalak. A betegséget okozó ABCC6 mutánsok lokalizációjának meghatározása, valamint a nem megfelelő loaklizáció esetleges kijavítása 4-PBA kezeléssel, fontos támpontot ad a további kísérletek megtervezéséhez. A nem megfelelő sejten belüli lokalizációt mutató mutánsok között találtunk olyanokat, amelyek 4-PBA kezelés hatására kijutottak a plazmamembránba. Ez fontos eredmény, és ezeket a mutánsokat, amelyeknek sikerült helyreállítani a lokalizációjukat, érdemes tovább tanulmányozni, mivel a 4-PBA kezelés hatékony terápiás eljárás lehet azon PXE vagy GACI betegek számára, akik ilyen ABCC6 mutációt hordoznak. Kifejlesztettünk egy in vivo, a lágy szöveti kalcifikáció meghatározásán alapuló módszert, amely alkalmas az ABCC6 fehérje funkcionális aktivitásának követésére. Ennek a módszernek az alkalmazásával lehetőségünk lesz a betegséget okozó ABCC6 mutánsok aktivitásának vizsgálatára, valamint annak tesztelésére, hogy azok a mutánsok, amelyek a 4-PBA kezelés következtében kijutottak a plazmamembránba, a helyes lokalizáció mellett funkcionálisan is aktívak maradtak-e. Ebből az összetett in vivo kísérleti rendszerből nyert eredmények jelentősen hozzájárulhatnak majd a humán terápiás eljárás bevezetéséhez. 8

Az a megfigyelésünk, hogy az ABCC6 fehérje expressziója a májban önmagában elég volt a kálcium lerakódás csökkenéséhez, arra utal, hogy az ABCC6-tal összefüggő betegségek esetében egy esetleges jövőbeni génterápiás kezelés fő célpontjául érdemes a májat választani. Klinikai megfigyelések alapján felmerült annak a lehetősége, hogy az ABCC6 fehérje szerepet játszik a K vitamin transzportjában. Ennek a hipotézisnek az alapján ex vivo rendszerben vizsgáltuk a K3-GS transzportot, valamint tanulmányoztuk, hogy az étrend K1 vagy K2 vitaminnal történő kiegészítése befolyásolja-e a kálcium lerakódását az egerekben. Eredményeink azt mutatták, hogy az ABCC6 nem vesz részt a K3-GS transzportban, és sem a K1, sem a K2 vitamin nem volt képes megelőzni a kálcium lerakódását Abcc6-/- egerekben, ami arra utal, hogy PXE betegekben a K vitamin nem játszik limitáló szerepet a patológiás kalcifikációs tünetek kialakulásában. A dolgozat alapjául szolgáló közlemények: 1. Pomozi V, Le Saux O, Brampton CN, Apana A, Iliás A, Szeri F, Martin L, Monostory K, Paku S, Sarkadi B, Szakács G, Váradi A: ABCC6 is a basolateral plasma membrane protein. Circ Res. 2013;112(11):e148-51 IF: 11.861 2. Pomozi V, Brampton CN, Fülöp K, Chen LH, Apana AL, Li Q, Uitto J, Le Saux O, Váradi A: Analysis of Pseudoxanthoma Elasticum-Causing Missense Mutants of ABCC6 in vivo; Pharmacological Correction of the Mislocalized Proteins J Invest Dermatol. 2013 Accepted IF: 6.314 3. Arányi T, Bacquet C, de Boussac H, Ratajewski M, Pomozi V, Brampton CN, Pulaski L, Le Saux O, Váradi A: Transcriptional regulation of the ABCC6 gene and the background of impaired function of missense disease-causing mutations. Front Genet. 2013;4:27. IF: 4. Le Saux O, Fülöp K, Yamaguchi Y, Iliás A, Szabó Z, Brampton CN, Pomozi V, Huszár K, Arányi T, Váradi A: Expression and in vivo rescue of human ABCC6 disease-causing mutants in mouse liver. PLoS One. 2011;6(9):e24738. IF: 4.351 5. Fülöp K, Jiang Q, Wetering KV, Pomozi V, Szabó PT, Arányi T, Sarkadi B, Borst P, Uitto J, Váradi A: ABCC6 does not transport vitamin K3-glutathione conjugate from the liver: Relevance to pathomechanisms of pseudoxanthoma elasticum, Biochem Biophys Res Commun. 2011 Nov 25;415(3):468-71. IF: 2.720 9

6. Brampton C, Yamaguchi Y, Vanakker O, Van Laer L, Chen LH, Thakore M, De Paepe A, Pomozi V, Szabó PT, Martin L, Váradi A, Le Saux O: Vitamin K does not prevent soft tissue mineralization in a mouse model of pseudoxanthoma elasticum, Cell Cycle 2011 Jun 1;10(11):1810-20. IF: 4.999 7. Váradi A, Szabó Z, Pomozi V, de Boussac H, Fülöp K, Arányi T: ABCC6 as a target in Pseudoxanthoma Elasticum, Curr Drug Targets. 2011 May;12(5):671-82. IF: 4.187 További saját közlemények: 8. Arányi T, Fülöp K, Symmons O, Pomozi V, Váradi A: Predictable difficulty or difficulty to predict, Protein Sci. 2011;20(1):1-3. IF: 3.115 9. Szeri F, Iliás A, Pomozi V, Robinow S, Bakos E, Váradi A.: The high turnover Drosophila multidrug resistance-associated protein shares the biochemical features of its human orthologues. Biochim Biophys Acta. 2009;1788:402-9. IF: 4.200 10