Tyrosiinihydroksylaasin toiminta ja sen merkitys Parkinsonin taudissa

Show full item record



Permalink

http://urn.fi/URN:NBN:fi-fe201801151183
Title: Tyrosiinihydroksylaasin toiminta ja sen merkitys Parkinsonin taudissa
Author: Tamminen, Tuulia
Other contributor: Helsingin yliopisto, Farmasian tiedekunta
University of Helsinki, Faculty of Pharmacy
Helsingfors universitet, Farmaceutiska fakulteten
Publisher: Helsingfors universitet
Date: 2012
Language: fin
URI: http://urn.fi/URN:NBN:fi-fe201801151183
http://hdl.handle.net/10138/34876
Thesis level: master's thesis
Discipline: Farmakologi
Pharmacology
Farmakologia
Abstract: Parkinson's disease is a progressive degenerative brain disease that causes degeneration of dopaminergic neurons in the substantia nigra. Characteristic motor symptoms in Parkinson's disease are caused by dopamine deficiency in striatum. Tyrosine hydroxylase (TH) is the enzyme that catalyzes the rate-limiting step in the dopamine biosynthesis. Because of this TH has a significant role in the function of the dopaminergic system. TH activity is regulated by several mechanisms. The most important regulatory mechanism is phosphorylation of TH protein by spesific protein kinases. Alterations in the function of TH have been associated with Parkinson's disease. The most prominent findings are decreased TH protein and TH mRNA content in the nigrostriatal dopaminergic neurons. A possible pathogenic role of TH in Parkinson's disease has also been suggested. In addition TH might be a potential therapeutic protein for gene therapy. One possible approach is viral vector-mediated gene transfer of TH gene directly into the brain. Simultaneous gene transfer of TH gene and neurotrophic factor gene could both enhance dopamine synthesis and prevent remaining dopaminergic neurons from dying. None of the current treatments of Parkinson's disease can halt or retard dopaminergic neuron degeneration. Novel treatments are being developed and amongst other strategies neurotrophic factors have proven promising candidates for the treatment of Parkinson's disease. Member of CDNF/MANF family of neurotrophic factors, cerebral dopamine neurotrophic factor (CDNF), is currently being studied. Previous studies have demonstrated the neuroprotective and neurorestorative effects of CDNF but more research is needed for optimal administration technique and dose. The aim of this work was to study the neuroprotective effect of AAV vector-mediated delivery of CDNF (AAV-CDNF) in a rat model of Parkinson's disease. Rats' brains were unilaterally lesioned with intrastriatal injection of 6-OHDA two weeks after viral vector injections and amphetamine-induced rotational behavior was monitored for ten weeks. The CDNF protein expression after intrastriatal AAV vector-mediated gene transfer was analyzed with immunohistochemical staining of brain sections. We confirmed that CDNF protein is expressed in rat brain after intrastriatal injection of AAV-CDNF. AAV-CDNF treatment also reduced the amphetamineinduced ipsilateral rotations nearly as much as AAV-GDNF treatment. AAV-CDNF treatment also had an effect on the amount of remaining TH-immunoreactive cells in the substantia nigra pars compacta and the optical density of striatal TH-immunoreactive fibers but these results did not reach statistical significance. The immunohistochemical measures did not correlate completely with the behavioral data and further studies are needed to confirm the results obtained here. The results of this research support the conclusion that AAV-CDNF treatment has a neuroprotective effect on nigrostriatal dopaminergic neurons.Parkinsonin tauti on etenevä hermosolujen rappeutumissairaus, joka johtaa dopaminergisten hermosolujen tuhoutumiseen substantia nigrassa. Parkinsonin taudille tyypilliset motoriset oireet johtuvat vähentyneestä dopamiinin määrästä striatumissa. Tyrosiinihydroksylaasi (TH) on entsyymi, joka katalysoi dopamiinin biosynteesin nopeuden määräävää vaihetta. Tämän takia TH:lla on merkittävä osuus dopaminergisen järjestelmän toiminnassa. Entsyymin toiminnan säätely tapahtuu useilla mekanismeilla, joista merkittävin on TH-proteiinin fosforylaatio tiettyjen proteiinikinaasien välityksellä. TH:n toiminnan muutoksien on todettu liittyvän Parkinsonin tautiin. Selkeimmät muutokset Parkinsonin taudissa ovat TH-proteiinin ja TH:n mRNA:n määrien pienentyminen nigrostriataaliradan dopaminergisissa hermosoluissa. TH:n mahdollista osallisuutta taudin patogeneesiin on myös tutkittu. TH saattaa myös soveltua Parkinsonin taudin geenihoitoihin ja yksi mahdollisuus on siirtää TH:n geeni aivoihin virusvektorin avulla. TH:n ja hermokasvutekijän geenien siirtäminen yhdessä aivoihin voisi mahdollistaa jäljellä olevien dopaminergisten solujen dopamiinisynteesin tehostumisen lisäksi hermosoluja suojaavan vaikutuksen. Parkinsonin tautiin ei ole löydetty parantavaa tai sairauden etenemistä estävää hoitoa. Uusia hoitomuotoja etsitään jatkuvasti ja mm. hermokasvutekijät ovat vaikuttaneet lupaavilta Parkinsonin taudin hoitoon. Yksi uusimmista tutkimuksen kohteista on dopamiinisolujen hermokasvutekijä (CDNF), joka kuuluu CDNF/MANF-hermokasvutekijäperheeseen. Aikaisemmissa tutkimuksissa CDNF-käsittelyllä on todettu olevan dopaminergisia hermosoluja suojaava ja hermosolujen vaurioita korjaava vaikutus, mutta lisää tutkimusta tarvitaan tehokkaimman annostelutavan ja annoksen löytämiseksi. Erikoistyön tarkoituksena oli tutkia AAV-vektorin avulla siirretyn CDNF:n (AAV-CDNF) dopaminergisia hermosoluja suojaavaa vaikutusta Parkinsonin taudin rottamallissa. Rottien aivot leesioitiin toispuoleisesti intrastriataalisella 6-OHDA-injektiolla kahden viikon kuluttua virusinjektioista ja rottien amfetamiinilla indusoitua pyörimiskäyttäytymistä tutkittiin kymmenen viikon ajan. Intrastriataalisesti injisoidun AAV-CDNF:n ilmentymistä aivoissa tutkittiin värjäämällä aivoleikkeistä immunohistokemiallisesti CDNF-proteiini. CDNF-proteiinin osoitettiin ilmentyvän rotan aivoissa intrastriataalisen AAV-CDNF-injektion jälkeen. AAV-CDNFkäsittely myös vähensi rottien ipsilateraalista pyörimistä lähes yhtä paljon kuin AAV-GDNFkäsittely. AAV-CDNF-käsittely vaikutti myös substantia nigra pars compactassa jäljellä olevien TH-positiivisten hermosolujen määrään ja striatumin TH-positiivisten hermosyiden optiseen tiheyteen, mutta näissä tuloksissa ei havaittu tilastollista merkitsevyyttä. Immunohistokemiallisten määritysten ja pyörimiskokeiden tulokset eivät korreloineet täysin, ja siksi tarvitaan lisää tutkimusta tässä työssä saatujen tulosten vahvistamiseksi. Tutkimuksen tulokset tukevat käsitystä, että AAV-CDNF-käsittelyllä on dopaminergisia hermosoluja suojaava vaikutus.
Subject: CDNF
tyrosine hydroxylase
Parkinson's disease
AAV vector
neuroprotection
tyrosiinihydroksylaasi
Parkinsonin tauti
AAV-vektori
hermosoluja suojaava vaikutus


Files in this item

Files Size Format View

There are no files associated with this item.

This item appears in the following Collection(s)

Show full item record