Erzeugung eines Modells zur Quantifizierung der Promotoraktivität des KPNA3-Promotors

Abstract

Die Spinozerebelläre Ataxie Typ 3 (SCA3) ist eine neurodegenerative Erkrankung, die durch die vermehrte Wiederholung eine CAG-Basentripletts im ATXN3-Gen verursacht wird. Hierdurch wird das darin kodierte Protein Ataxin-3 fehlerhaft gebildet, wodurch das Protein im Zellkern akkumuliert und Aggregate bildet. Dies beeinflusst verschiedene Stoffwechselvorgänge in der Zelle. Letztendlich kommt es zum Untergang von Neuronen vor allem im Bereich des Kleinhirns, mit einer Vielzahl von teils ausgeprägten Symptomen bei betroffenen Patienten. Die Lokalisation des Ataxin-3 im Zellkern ist ein wesentlicher Faktor für die Krankheitsmanifestation ist. Das KPNA3-Transportprotein spielt beim Transport des Ataxin-3 in den Zellkern eine entscheidende Rolle. Bei Verminderung oder Fehlen von KPNA3 in der Zelle wurde in vitro und in vivo eine Verringerung der Menge an Ataxin-3 im Zellkern und auch weniger Aggregation desselben im Zellkern beobachtet. KPNA3 wird somit als ein Schlüsselprotein bei der Pathogenese der SCA3 gesehen. In dieser Arbeit wurde ein Modell erzeugt, mit dem die KPNA3 Expression durch den KPNA3-Promotor untersucht werden kann. Es wurden Konstrukte des Promotorbereichs generiert, die sich in Gesamtlänge, Variante des enthaltenen SNP rs11618521 und Vorhandensein des 5‘ UTR des KPNA3-Gens unterschieden. Bei der Expressionsanalyse der Konstrukte mittels Western-Blots und Luciferase-Assays zeigte sich, dass der SNP rs11618521 einen signifikanten Einfluss auf die Expression durch den Promotor hat, sofern der 5’ UTR des KPNA3-Gens ebenfalls im Konstrukt enthalten ist. Es wurden Transkriptionsfaktoren identifiziert, die eine Erklärung für die beobachteten Expressionsunterschiede liefern könnten. Der Transkriptionsfaktor C/EBPalpha stellte sich, zusammen mit den potenziellen Co-Faktoren Jun und EP300, als vielversprechend in dieser Hinsicht heraus. Insgesamt kann nun mit diesem Modell weitergearbeitet werden, um etwa Substanzen zu identifizieren, die die Menge an KPNA3-Protein in der Zelle über eine verminderte Expression reduzieren, als neue Therapiemöglichkeiten der SCA3. Auch bei anderen Erkrankungen, bei denen KPNA3 in der Pathogenese als Faktor diskutiert wird, kann diese Modell zum weiteren Krankheitsverständnis eingesetzte werden und zur Suche nach neuen Therapiemöglichkeiten dienen.