Purkinje hücrelerinde glial S100B pozitif vakuoller: SCA1 transgenik farelerde en erken morfolojik anormallikler

Glial S100B positive vacuoles in purkinje cells: Earliest morphological abnormality in SCA1 transgenic mice

Parminder J.S. VIG, Maripar E. LOPEZ, David R. D'SOUZA, Jeffrey HENEGAR, Jonathan D. FRATKIN, SH SUBRAMONY, inrong WEI

Abstract

Spinocerebellar ataxia-1 (SCA1) is caused by the expansion of a polyglutamine repeat within the disease protein, ataxin-1. The overexpression of mutant ataxin-1 in SCA1 transgenic mice results in the formation of cytoplasmic vacuoles in Purkinje neurons (PKN) of the cerebellum. PKN are closely associated with neighboring Bergmann glia. To elucidate the role of Bergmann glia in SCA1 pathogenesis, cerebellar tissue from 7 days to 6 wks old SCA1 transgenic and wildtype mice were used. We observed that Bergmann glial S100B protein is localized to the cytoplasmic vacuoles in SCA1 PKN. These S100B positive cytoplasmic vacuoles began appearing much before the onset of behavioral abnormalities, and were negative for other glial and PKN marker proteins. Electron micrographs revealed that vacuoles have a double membrane. In the vacuoles, S100B colocalized with receptors of advanced glycation end-products (RAGE), and S100B co-immunoprecipated with cerebellar RAGE. In SCA1 PKN cultures, exogenous S100B protein interacted with the PKN membranes and was internalized. These data suggest that glial S100B though extrinsic to PKN is sequestered into cytoplasmic vacuoles in SCA1 mice at early postnatal ages. Further, S100B may be binding to RAGE on Purkinje cell membranes before these membranes are internalized.

Özet

Spinoserebellar ataksi-1 (SCA1), hastalıklı protein olan ataksin-1 içinde bir poliglutamin yinelemesinin yayılmasına bağlıdır. Transgenik SCA-1 farelerinde mutant ataksin-1 in aşırı yapımı serebellumun Purkinje nöronlarında (PKN) sitoplazmik vaküollerin oluşumuna neden olur. PKN komşuluk nedeni ile Bergmann glia ile yakın ilişkidedir. SCA-1 patogenezinde Bergmann gliasının rolünü elimine etmek üzere 7 günlük ila 6 haftalık SCA-1 transgenik ve yabani-tip farelerden elde edilen serebellum dokuları kullanıldı. Bergmann glial S100B proteinlerinin SCA-1 PKN da sitoplazmik vakuollerde yerleştiğini gözledik. Bu S100B pozitif sitoplazmik vakuollerin davranış bozukluklarının ortaya çıkmasından çok önce oluştuğu ve diğer glial ve PKN protein işaretleyicileri için negatif olduğu ortaya kondu. Vakuollerin çift membrana sahip oldukları elektron mikroskobu ile gösterildi. Vakuollerin içinde S100B in ileri glukasyon ürünü (RAGE) reseptörleri ile yan yana yerleştiği, serebellar RAGE ile birlikte immünçökelti oluşturduğu izlendi. SCA1 PKN kültürlerinde eksojen S100B proteini PKN membranları ile etkileşime girdi ve internalize edildi. Bu sonuçlar, PKN ya ekstrensek glial S100B’nin farelerde erken postnatal dönemde SCA-1 sitoplazmik vakuolleri içinde sekestre olduğunu gösterdi. Dahası, bu membranların interne olmasından önce Purkinje hücre membranları üstüne S100B nin RAGE’e bağlanması olabileceğini gösterdi.