Το σύστημα του Συμπληρώματος απαρτίζεται από μια ομάδα πρωτεϊνών του πλάσματος και κυτταρικών υποδοχέων που παίζουν σημαντικό ρόλο στην άμυνα του ξενιστή μέσω της αλληλεπίδρασής τους τόσο με συστατικά της φυσικής, όσο και της προσαρμοστικής ανοσίας. Παράλληλα, μια ομάδα από ρυθμιστικές πρωτεΐνες του πλάσματος και της κυτταρικής μεμβράνης προστατεύει τα κύτταρα του ξενιστή από την αυτόλογη δράση του Συμπληρώματος. Η σύνθεση του τελικού λυτικού συμπλόκου MAC, που οδηγεί σε κυτταρόλυση, ρυθμίζεται από τις ρυθμιστικές πρωτεΐνες : CD59, vitronectin και clusterin. Μέχρι σήμερα οι ρυθμιστικές πρωτεΐνες της λυτικής οδού του Συμλπηρώματος έχουν ελάχιστα χαρακτηριστεί σε σπονδυλωτά πέραν των θηλαστικών. Οι οστεϊχθύες αποτελούν ένα σημαντικό μοντέλο, καθώς είναι οι μόνοι οργανισμοί που εμφανίζουν ένα πλήρως αναπτυγμένο και διευρυμένο σύστημα συμπληρώματος, μέσω διπλασιασμού πολλών γονιδίων του Συμπληρώματος. Προκειμένου να μελετηθεί η παρουσία και η φυλογενετική εξέλιξη του ρυθμιστικού μορίου της clusterin, το οποίο παρεμποδίζει την πρόσδεση του συμπλόκου C5b-7 στην μεμβράνη του κυττάρου-στόχου, με αποτέλεσμα την αναστολή της κυτταρόλυσης, έγινε κλωνοποίηση και χαρακτηρισμός του γονιδίου της clusterin στην ιριδίζουσα πέστροφα (Oncorhynchus mykiss irideus). Απομονώθηκαν δύο ισομορφές του γονιδίου της clusterin, clusterin-1 (TCLU-1) και clusterin-2 (TCLU-2) από cDNA βιβλιοθήκη ήπατος πέστροφας, με χρήση ειδικών ολιγονουκλεοτιδίων. Οι προκύπτουσες αμινοξικές αλληλουχίες των ισομορφών clusterin-1 και clusterin-2 παρουσιάζουν 89% ταυτοσημία μεταξύ τους, καθώς και 40 και 38% ταυτοσημία με την clusterin του ανθρώπου, αντίστοιχα. Η μοριακή δομή των συναγομένων πρωτεϊνών αντιστοιχεί στην α΄ αλυσίδα της clusterin και ομοιάζει με εκείνη των θηλαστικών. Γονιδιωματικοί κλώνοι απομονώθηκαν και για τις δύο ισομορφές και μελετήθηκε η οργάνωση εξωνίων-εσωνίων των αντίστοιχων γονιδίων. Η οργάνωση των γονιδίων clusterin-1 και clusterin-2, με τα μέχρι στιγμής δεδομένα, δείχνει αντιστοιχία εξωνίων - εσωνίων με το γονίδιο της clusterin του ανθρώπου, στην περιοχή ομολογίας τους. Ως προς το μέγεθος, τα αντίστοιχα εξώνια φαίνονται συντηρημένα, ενώ τα εσώνια ποικίλουν, εμφανίζοντας μικρότερο μέγεθος συγκριτικά με εκείνα της clusterin του ανθρώπου. Ανάλυση κατά Southern έδειξε ότι η clusterin απαντάται σε δύο τουλάχιστον αντίγραφα στο γονιδίωμα της πέστροφας. Τα γονίδια clusterin-1 και clusterin-2 εμφανίζουν διαφορική έκφραση στο επίπεδο του mRNA σε διάφορους ιστούς πέστροφας, όπως διαπιστώθηκε με RT-PCR. Παρατηρήθηκαν υψηλά επίπεδα mRNA του γονιδίου TCLU-1 στο ήπαρ και στο σπλήνα, ενώ η έκφραση του γονιδίου TCLU-2 παρατηρήθηκε αυξημένη στην καρδιά και στο έντερο, χαμηλή στο ήπαρ και στο σπλήνα δεν ανιχνεύτηκε. Τέλος, η φυλογενετική ανάλυση των πρωτεϊνών της clusterin από διάφορους οργανισμούς εμφάνισε την TCLU-1 να ομαδοποιείται με την TCLU-2, ενώ η όλη υποομάδα προηγείται φυλογενετικά των ορθόλογων πρωτεϊνών του pufferfish και του zebrafish και αυτές των ορθόλογων των άλλων οργανισμών που αναλύθηκαν. Συμπερασματικά, το γονίδιο της clusterin ανιχνεύεται στην ιριδίζουσα πέστροφα, σε δύο τουλάχιστον ισομορφές και παρουσιάζει ομολογία με την clusterin του ανθρώπου, τόσο στο επίπεδο οργάνωσης του γονιδίου, όσο και στο επίπεδο της αμινοξικής αλληλουχίας και της προκύπτουσας δομής. Η παρουσία ισομορφών από εναλλακτικό μάτισμα που ισχύει στην clusterin του άνθρωπου δεν έγινε δυνατόν να πιστοποιηθεί. / The complement system consists of a group of plasma proteins and cell receptors that play a critical role in host defense, by interacting with components of both innate and adaptive immunity. Α group of plasma and cell membrane regulatory proteins protects the host cells from the autologous complement activation. The conformation of the lytic complex MAC, which results to the cytolysis, is regulated by the regulatory proteins: CD59, clusterin και vitronectin. Up to date, the regulatory proteins of MAC complex are not well characterized in low vertebrates. Bony fish represent an attractive model for studies on complement system, as they are, the only organisms that reveal a completely developed and extended system, via duplication and functional differentiation of many genes of the complement system. In order to elucidate the presence and the evolution of the clusterin regulatory molecule, which impedes the binding of C5b-7 complex to the membrane of the target cell, inhibiting cytolysis, we report here the cloning and characterization of the clusterin gene in rainbow trout (Oncorhynchus mykiss irideus). Two isoforms of clusterin gene, clusterin-1 (TCLU-1) and clusterin-2 (TCLU-2) were isolated from a trout liver cDNA library, by PCR using specific oligonoucleotides. The deduced amino-acid sequences of the isoforms TCLU-1 and TCLU-2 show 89% identity to each other, as well as 40 and 38% identity to human clusterin, respectively. The domain structure of the deduced proteins corresponds to the α΄ chain of clusterin and resembles to that of mammalian. Genomic clones were isolated for the two isoforms and intron-exon organization of corresponding genes was clarified. The organization of the clusterin genes TCLU-1 and TCLU-2, as the partial data have shown, is in line with the intron-exon organization of the human clusterin gene, at their homology region. Regarding the length, the corresponding exons seem to be conserved, but the introns in trout clusterin genes are shorter than human clusterin. Southern blot analysis has shown that clusterin can be found as two copies at least, in the trout genome. Also, the genes TCLU-1 and TCLU-2 reveal differential expression, at mRNA level, among several trout tissues, as it was found out by RT-PCR analysis. High levels of TCLU-1 mRNA are detected in liver and spleen. On the other hand, TCLU-2 is expressed mainly in heart and intestine, while is not detected any expression in spleen. Finally, the phylogenetic analysis of the clusterin proteins from various organisms, showed grouping of TCLU-1 and TCLU-2, while this subgroup precedes evolutionary the clusterin orthologs of pufferfish, zebrafish and the other examined organisms, afterwards. Conclusively, the clusterin gene in rainbow trout is detected as two isoforms and shows homology with human clusterin, not only at the level of gene organization, but also at the level of amino-acid sequence and domain architecture. The alternative splicing of human clusterin was not able to be certified in trout.

Many neurodegenerative diseases are characterized by the accumulation of misfolded proteins that often share common morphological and biochemical features, and can similarly co-localize with several other proteins, including various chaperone proteins. Chaperone proteins, like heat shock protein 27 (HSP27), heme oxygenase 1 (HO-1) and clusterin, have been implicated as potent modulators of misfolded proteins, thus may play important roles in the pathogenesis of neurodegenerative diseases. The present study aims to investigate their roles in the pathogenesis of Frontotemporal lobar degeneration (FTLD), Alzheimer's disease (AD), Parkinson's disease (PD), and Motor neuron disease (MND) by determining their distribution and amount via immunohistochemical staining and western blotting in diseased and control subjects.There were distinct patterns of HSP27 and clusterin immunostaining in different brain regions. For HSP27, patients with AD and FTLD were in general more severely affected than were patients with MND and control subjects. For clusterin, patients with AD and FTLD were more severely affected than control subjects where neurons and glial cells were concerned, while patients with AD and control subjects were more severely affected than those with FTLD where diffuse and cored plaques were concerned. However, there were no obvious differences in the pattern of HO-1 immunostaining in various brain regions in patients with AD or FTLD relative to control subjects. Moreover, there was no association between HSP27, HO-1 and clusterin with disease or histological type, and the ‘classic’ neuropathological changes in FTLD, AD and MND were not immunoreactive to any of these proteins. There were significant correlations between the degrees of HO-1 and clusterin immunostaining in many brain areas for both AD and FTLD cases, and for all cases overall, but none between HSP27 and clusterin or HSP27 and HO-1. Present results suggest an involvement with ongoing cellular stress, misfolded or unfolded protein accumulation or the deficits/failure of other relevant protein quality control systems, in the pathogenesis of these neurodegenerative diseases. Present work may therefore have implications for the further development of ideas concerning the cause or treatment of neurodegenerative diseases where there is aberrant accumulation of misfolded, aggregated protein, and perhaps for conformational diseases in general. However, there are still many issues remain to be elucidated. Further research aimed at understanding the function and mechanisms of the chaperone system, and other protein quality control mechanisms, in the pathogenesis of neurodegenerative diseases is still needed.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal