As ataxias espinocerebelares (SCAs) são doenças neurodegenerativas com herança autossômica dominante que apresentam grande heterogeneidade clínica e genética. O diagnóstico é realizado pela detecção da mutação no gene causador, que, na sua maioria, é uma expansão de repetições trinucleotídicas CAG. O objetivo deste estudo foi analisar os polimorfismos de repetições trinucleotídicas nos genes associados as SCAs tipo 1, tipo 2, tipo 3 e tipo 6 através de PCR-multiplex e eletroforese capilar, visando a melhoria do diagnóstico molecular e a determinação da distribuição das regiões polimórficas nos alelos normais. As análises foram realizadas em 124 pacientes não-aparentados que apresentavam sintomas de ataxia. Nessa amostra, foram identificados 10 pacientes com SCA2, 39 pacientes com SCA3 e 2 pacientes com SCA6. Não encontramos amostras com uma expansão CAG no gene SCA1. Os polimorfismos de cada loci foram estudados nos cromossomos normais desses pacientes (n=209-248). A freqüência dos alelos normais grandes no locus SCA1 (>32 repetições CAG) foi estabelecida em 0,05 e no locus SCA2 (>22 repetições CAG) foi 0,11, enquanto que no locus SCA3 (alelos >28 repetições) a freqüência foi 0,11. A freqüência de alelos normais grandes para o locus SCA6 (>13 repetições) foi 0,04. Concluindo, este estudo proporcionou a primeira análise detalhada da distribuição de repetições CAG nos loci SCA1, SCA2, SCA3 e SCA6 por amplificação multiplex e eletroforese capilar em pacientes brasileiros. A freqüência dos alelos normais grandes nos genes SCA3 e SCA6 nessa amostra reflete a prevalência destas duas doenças na nossa população, concordando com a hipótese que alelos patogênicos podem ser originados pela expansão de alelos normais grandes. / Spinocerebellar ataxias (SCAs) are neurodegenerative disorders inherited as an autosomal dominant trait that present large genetic and clinical heterogeneity. An accurate diagnosis relies on mutation detection in a specific causative gene, which is typically an abnormal number of CAG trinucleotide repeats. The aim of this study was to analyze polymorphic regions of trinucleotide repeats in SCA1, SCA2, SCA3, and SCA6 associated genes through multiplex PCR and capillary electrophoresis, aiming the improvement of molecular diagnosis and distribution of CAG repeats number in normal alleles. Analyses were carried out in 124 unrelated Brazilian patients who presented symptoms of progressive ataxia. To date, we identified 10 patients with SCA2, 39 patients with SCA3, and 2 patients with SCA6. No alleles were identified with a CAG expansion tract in the SCA1 gene. Normal CAG repeats length range was established using data from normal chromosomes (n=209-248). Frequency of large normal alleles in SCA1 locus (>32 CAG repeats) was determined to be 0.05. Frequency of large normal alleles at the SCA2 locus (>22 CAG repeats) was shown to be 0.11 while at the SCA3 locus (>28 CAG repeats) frequency of large normal alleles was 0.11. At the SCA6 locus, frequency of large normal alleles (>13 CAG repeats) was found to be 0.04. Moreover, this study provides the first detailed analysis, to our knowledge, of the distribution of CAG repeats at the SCA1, SCA2, SCA3, and SCA6 loci by multiplex-PCR and automated capillary electrophoresis in Brazilian patients. Frequency of large normal alleles in SCA3 and SCA6 genes established in this sample reflects the prevalence of these two diseases in our population, supporting the hypothesis that disease alleles emerge from expansion of large normal alleles.

Resumo não disponível.

A doença de Machado-Joseph (MJD – Machado-Joseph disease), também conhecida como ataxia espinocerebelar tipo 3 (SCA3 – spinocerebellar ataxia type 3), é uma doença neurodegenerativa, com padrão de herança autossômica dominante, causada por uma expansão do trato de repetições CAG no gene ATXN3. Estudos prévios mostram que a idade de início (ii) da doença apresenta uma correlação inversa ao número de repetições CAG no alelo expandido, mas que somente entre 40 e 68% da variação da ii pode ser explicado pelo tamanho da expansão. Considerando que um mecanismo molecular comum para todas as doenças neurodegenerativas foi proposto anteriormente, o restante da variação da correlação pode estar associado ao mecanismo molecular de outras doenças. Expansão da repetição hexanucleotídica (GGGGCC ou G4C2) no gene C9orf72 foi identificado como a etiologia em uma proporção significante dos pacientes de esclerose lateral amiotrófica (ALS – amyotrophic lateral sclerosis), demência frontotemporal (FTD – frontotemporal dementia) e os afetados da comorbidade ALS-FTD. O presente estudo teve como objetivo investigar o tamanho do trato de hexanucleotídeo no gene C9orf72 em pacientes com MJD/SCA3 como um potencial modificador de ii. A genotipagem dos alelos do C9orf72 foi realizada por PCR com primers fluorescentes, seguida de eletroforese capilar, e avaliada no grupo teste e no grupo controle. Foram genotipados 83 pacientes com MJD/SCA3 e 102 controles saudáveis sem história de ataxia. Todos os pacientes e controles foram recrutados no Hospital de Clínicas de Porto Alegre. A expansão patogênica do C9orf72 foi definida como trato contendo mais de 30 repetições hexanucleotídicas. Os indivíduos foram divididos em duas categorias para fins de análises estatísticas: grupo 1) indivíduos com ambos alelos contendo até 6 repetições, inclusive (alelo “pequeno”) e grupo 2) os indivíduos com pelo menos um alelo de 7 até 30 repetições, inclusive (alelo “intermediário”). Nenhum indivíduo com expansão patogênica foi detectado. A frequência alélica de G4C2 foi estabelecida e nenhuma diferença foi observada entre elas. Além disso, não foi encontrada correlação do tamanho do alelo com pacientes de ii precoce e nem com os pacientes de ii tardia. Portanto, nossos resultados indicam que o tamanho do alelo do C9orf72 não atua como fator modificador da idade de início da doença em pacientes com MJD/SCA3. / Machado-Joseph disease (MJD), also known as spinocerebellar ataxia type 3 (SCA3) is a neurodegenerative disorder of an autosomal dominant trait caused by an expansion of a CAG repeat tract in the ATXN3 gene. Previous studies show that age of onset (AO) of the disease is inversely correlated with CAG repeat length in the expanded allele that can explain from 40 to 68% of variation in AO. Considering that a common molecular mechanism for all neurodegenerative diseases has been previously suggested, the key to describing this variation could lie in the molecular biology of other diseases. Hexanucleotide repeat (GGGGCC or G4C2) expansions in C9orf72 were identified as the etiology in a significant portion of patients with amyotrophic lateral sclerosis (ALS), patients with frontotemporal dementia (FTD), and those affected by comorbid ALS-FTD. Taking this into consideration, our aim was to investigate C9orf72 hexanucleotide tract length in MJD/SCA3 patients as a potential modifier of AO. After establishing a reliable protocol to genotype C9orf72 alleles using PCR with fluorescent primers followed by capillary electrophoresis, 83 MJD/SCA patients and 102 healthy controls with no history of ataxia were genotyped. All individuals were recruited from the Hospital de Clínicas de Porto Alegre. Pathogenic expansions were defined as alleles containing more than 30 hexanucleotide repeats. Individuals were divided into two categories for statistical analysis: group 1) those with both alleles containing up to 6 repeats (“small” alleles) and group 2) those with one or both alleles of 7 up to 30 repeats (“intermediate” alleles). No pathogenic expansions were detected. Allelic distribution was established, and no difference was observed between groups. In addition, neither early-onset nor late-onset MJD/SCA3 patients have shown to be correlated with neither the small nor the intermediary C9orf72 genotype so far. Therefore, results obtained in this study indicate that C9orf72 allele length is not a modifier of age of onset in MJD/SCA3 patients.

As ataxias espinocerebelares (SCAs) são doenças neurodegenerativas com herança autossômica dominante que apresentam grande heterogeneidade clínica e genética. O diagnóstico é realizado pela detecção da mutação no gene causador, que, na sua maioria, é uma expansão de repetições trinucleotídicas CAG. O objetivo deste estudo foi analisar os polimorfismos de repetições trinucleotídicas nos genes associados as SCAs tipo 1, tipo 2, tipo 3 e tipo 6 através de PCR-multiplex e eletroforese capilar, visando a melhoria do diagnóstico molecular e a determinação da distribuição das regiões polimórficas nos alelos normais. As análises foram realizadas em 124 pacientes não-aparentados que apresentavam sintomas de ataxia. Nessa amostra, foram identificados 10 pacientes com SCA2, 39 pacientes com SCA3 e 2 pacientes com SCA6. Não encontramos amostras com uma expansão CAG no gene SCA1. Os polimorfismos de cada loci foram estudados nos cromossomos normais desses pacientes (n=209-248). A freqüência dos alelos normais grandes no locus SCA1 (>32 repetições CAG) foi estabelecida em 0,05 e no locus SCA2 (>22 repetições CAG) foi 0,11, enquanto que no locus SCA3 (alelos >28 repetições) a freqüência foi 0,11. A freqüência de alelos normais grandes para o locus SCA6 (>13 repetições) foi 0,04. Concluindo, este estudo proporcionou a primeira análise detalhada da distribuição de repetições CAG nos loci SCA1, SCA2, SCA3 e SCA6 por amplificação multiplex e eletroforese capilar em pacientes brasileiros. A freqüência dos alelos normais grandes nos genes SCA3 e SCA6 nessa amostra reflete a prevalência destas duas doenças na nossa população, concordando com a hipótese que alelos patogênicos podem ser originados pela expansão de alelos normais grandes. / Spinocerebellar ataxias (SCAs) are neurodegenerative disorders inherited as an autosomal dominant trait that present large genetic and clinical heterogeneity. An accurate diagnosis relies on mutation detection in a specific causative gene, which is typically an abnormal number of CAG trinucleotide repeats. The aim of this study was to analyze polymorphic regions of trinucleotide repeats in SCA1, SCA2, SCA3, and SCA6 associated genes through multiplex PCR and capillary electrophoresis, aiming the improvement of molecular diagnosis and distribution of CAG repeats number in normal alleles. Analyses were carried out in 124 unrelated Brazilian patients who presented symptoms of progressive ataxia. To date, we identified 10 patients with SCA2, 39 patients with SCA3, and 2 patients with SCA6. No alleles were identified with a CAG expansion tract in the SCA1 gene. Normal CAG repeats length range was established using data from normal chromosomes (n=209-248). Frequency of large normal alleles in SCA1 locus (>32 CAG repeats) was determined to be 0.05. Frequency of large normal alleles at the SCA2 locus (>22 CAG repeats) was shown to be 0.11 while at the SCA3 locus (>28 CAG repeats) frequency of large normal alleles was 0.11. At the SCA6 locus, frequency of large normal alleles (>13 CAG repeats) was found to be 0.04. Moreover, this study provides the first detailed analysis, to our knowledge, of the distribution of CAG repeats at the SCA1, SCA2, SCA3, and SCA6 loci by multiplex-PCR and automated capillary electrophoresis in Brazilian patients. Frequency of large normal alleles in SCA3 and SCA6 genes established in this sample reflects the prevalence of these two diseases in our population, supporting the hypothesis that disease alleles emerge from expansion of large normal alleles.

Orientador: Prof. Dr. Helio Afonso Ghizoni Teive / Coorientador: Profª. Drª. Ana Chrystina de Souza Crippa / Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências da Saúde, Programa de Pós-Graduação em Medicina Interna. Defesa : Curitiba, 23/12/2016 / Inclui referências : f. 57-65 / Resumo: As principais manifestações clínicas das ataxias espinocerebelares (AEC) resultam a partir do envolvimento do cerebelo e suas conexões aferentes e eferentes. Cursam tanto com sintomas motores como também com sintomas não motores. Evidências têm demonstrado uma frequência elevada de sintomas não motores nas AEC. Dentre os sintomas não motores estão os distúrbios do sono que, muitas vezes, são subdiagnosticados ou pouco valorizados. Os principais distúrbios do sono já relatados em diversos tipos de ataxias cerebelares, foram: transtorno comportamental de sono REM (TCR), síndrome das pernas inquietas(SPI), sonolência diurna excessiva (SDE), insônia e apneia obstrutiva do sono. Todavia, nenhum estudo até o momento relatou sobre o sono e os distúrbios do sono na AEC 10. Neste estudo, investigou-se de forma transversal o sono de 23 pacientes com diagnóstico molecular confirmado de AEC 10 que faziam acompanhamento no Ambulatório de Distúrbios do Movimento do Complexo Hospital de Clínicas da Universidade Federal do Paraná, de janeiro de 2015 a janeiro de 2016. Foram comparados com 23 controles provenientes do ambulatório de polissonografia do mesmo hospital, sem história familiar de AEC, sem queixas de doença pulmonar crônica e ou neurológica, sem história de uso de medicações hipnóticas. Foram coletados dados demográficos e clínico neurológico além da realização de polissonografia para avaliar o sono e os possíveis distúrbios do sono.Foram aplicadas as seguintes escalas: para avaliação e graduação da gravidade da ataxia (SARA), de Hamilton para avaliar ansiedade e inventário de Beck para depressão, de Pittsburgh e de Berlim para avaliar qualidade de sono, Epworth para sonolência diurna (ESS) e escala para síndrome das pernas inquietas. Do grupo com AEC 10, onze (47,8%) eram do sexo feminino, a média de idade era de 47,3 +/-11,6 anos e a média do índice de massa corpórea foi de 25,4 +/- 4,5. Dos pacientes controles, 12 eram mulheres (52,2%), a média de idade foi de 50,7 +/-3,3 anos e o índice de massa corpórea foi de 24,6 +/- 3,0. Em relação aos achados clínicos e polissonográficos que foram positivos neste estudo pode-se destacar que os pacientes com AEC tipo10, comparativamente ao grupo controle, tem maior latência para início de sono REM, maior índice de distúrbios respiratórios e maior índice de despertares em sono REM, e todos estes achados tem significado estatístico.Porem um estudo longitudinal com maior amostra é necessário para acompanhar as modificações clinicas e polissonograficas a medida qua a doença se desenvolve e uma possível relação entre o mecanismo da AEC e o mecanismo dos distúrbios do sono nas AEC tipo 10. Palavras-chave: Ataxia; ataxia espinocerebelar tipo 10, sono e distúrbios do sono. / Abstract: The main clinical manifestations of spinocerebellar ataxias (SCA) result from the involvement of the cerebellum and its afferent and efferent connections with both motor symptoms and non-motor symptoms. Evidence has shown a high frequency of non-motor symptoms in the SCA. Non-motor symptoms include sleep disorders that are often underdiagnosed or undervalued. The main sleep disturbances reported in several types of cerebellar ataxias were: REM sleep behavioral disorder, restless legs syndrome, excessive diurnal somnolence, insomnia, and obstructive sleep apnea. However, no current study has reported on sleep and sleep disorders in SCA 10. In this study, the sleep of 23 patients with a confirmed molecular diagnosis of SCA 10 was investigated in a cross-sectional study, who were monitoring the movement disorders clinic of Federal University of Paraná, from January 2015 to January 2016. They were compared to 23 controls from the polysomnography outpatient clinic of the same hospital with no family history of SCA, with no complaints of chronic and/or neurological lung disease, with no history of hypnotic medication use. Demographic and neurological data were collected in addition to performing polysomnography to evaluate sleep and possible sleep disorders. The following scales were used: severity of the ataxia evaluation and graduation scale (SARA), Hamilton Anxiety Scale (HAM-A) and Beck Depression Inventory (BDI), Pittsburgh and Berlin scale to assess sleep quality, Epworth for diurnal drowsiness and scale for restless legs syndrome. Of the SCA group 10, eleven (47.8%) were female, the average age was 47.3 +/-11.6 years and the average body mass index was of 25.4 +/- 4.5. Of the control patients, 12 were women (52.2%), the average age was 50.7 +/-3.3 and the body mass index was 24.6 +/-3.0. Regarding the clinical polysomnography findings that were positive in this study, it can be pointed out that patients with SCA Type 10, compared to the control group, have a higher latency for REM sleep onset, a higher rate of respiratory disorders and higher REM sleep and all these findings have statistical significance. Nevertheless a longitudinal study with a larger sample is necessary to accompany the clinical and polysomnographic changes as the disease develops and a possible relation between the ACS mechanism and the mechanism of sleep disorders in the ACS Type 10. . Key words: Ataxia; Spinocerebellar Ataxia Type 10, sleep and sleep disorders.

Resumo não disponível.

A doença de Machado-Joseph (MJD – Machado-Joseph disease), também conhecida como ataxia espinocerebelar tipo 3 (SCA3 – spinocerebellar ataxia type 3), é uma doença neurodegenerativa, com padrão de herança autossômica dominante, causada por uma expansão do trato de repetições CAG no gene ATXN3. Estudos prévios mostram que a idade de início (ii) da doença apresenta uma correlação inversa ao número de repetições CAG no alelo expandido, mas que somente entre 40 e 68% da variação da ii pode ser explicado pelo tamanho da expansão. Considerando que um mecanismo molecular comum para todas as doenças neurodegenerativas foi proposto anteriormente, o restante da variação da correlação pode estar associado ao mecanismo molecular de outras doenças. Expansão da repetição hexanucleotídica (GGGGCC ou G4C2) no gene C9orf72 foi identificado como a etiologia em uma proporção significante dos pacientes de esclerose lateral amiotrófica (ALS – amyotrophic lateral sclerosis), demência frontotemporal (FTD – frontotemporal dementia) e os afetados da comorbidade ALS-FTD. O presente estudo teve como objetivo investigar o tamanho do trato de hexanucleotídeo no gene C9orf72 em pacientes com MJD/SCA3 como um potencial modificador de ii. A genotipagem dos alelos do C9orf72 foi realizada por PCR com primers fluorescentes, seguida de eletroforese capilar, e avaliada no grupo teste e no grupo controle. Foram genotipados 83 pacientes com MJD/SCA3 e 102 controles saudáveis sem história de ataxia. Todos os pacientes e controles foram recrutados no Hospital de Clínicas de Porto Alegre. A expansão patogênica do C9orf72 foi definida como trato contendo mais de 30 repetições hexanucleotídicas. Os indivíduos foram divididos em duas categorias para fins de análises estatísticas: grupo 1) indivíduos com ambos alelos contendo até 6 repetições, inclusive (alelo “pequeno”) e grupo 2) os indivíduos com pelo menos um alelo de 7 até 30 repetições, inclusive (alelo “intermediário”). Nenhum indivíduo com expansão patogênica foi detectado. A frequência alélica de G4C2 foi estabelecida e nenhuma diferença foi observada entre elas. Além disso, não foi encontrada correlação do tamanho do alelo com pacientes de ii precoce e nem com os pacientes de ii tardia. Portanto, nossos resultados indicam que o tamanho do alelo do C9orf72 não atua como fator modificador da idade de início da doença em pacientes com MJD/SCA3. / Machado-Joseph disease (MJD), also known as spinocerebellar ataxia type 3 (SCA3) is a neurodegenerative disorder of an autosomal dominant trait caused by an expansion of a CAG repeat tract in the ATXN3 gene. Previous studies show that age of onset (AO) of the disease is inversely correlated with CAG repeat length in the expanded allele that can explain from 40 to 68% of variation in AO. Considering that a common molecular mechanism for all neurodegenerative diseases has been previously suggested, the key to describing this variation could lie in the molecular biology of other diseases. Hexanucleotide repeat (GGGGCC or G4C2) expansions in C9orf72 were identified as the etiology in a significant portion of patients with amyotrophic lateral sclerosis (ALS), patients with frontotemporal dementia (FTD), and those affected by comorbid ALS-FTD. Taking this into consideration, our aim was to investigate C9orf72 hexanucleotide tract length in MJD/SCA3 patients as a potential modifier of AO. After establishing a reliable protocol to genotype C9orf72 alleles using PCR with fluorescent primers followed by capillary electrophoresis, 83 MJD/SCA patients and 102 healthy controls with no history of ataxia were genotyped. All individuals were recruited from the Hospital de Clínicas de Porto Alegre. Pathogenic expansions were defined as alleles containing more than 30 hexanucleotide repeats. Individuals were divided into two categories for statistical analysis: group 1) those with both alleles containing up to 6 repeats (“small” alleles) and group 2) those with one or both alleles of 7 up to 30 repeats (“intermediate” alleles). No pathogenic expansions were detected. Allelic distribution was established, and no difference was observed between groups. In addition, neither early-onset nor late-onset MJD/SCA3 patients have shown to be correlated with neither the small nor the intermediary C9orf72 genotype so far. Therefore, results obtained in this study indicate that C9orf72 allele length is not a modifier of age of onset in MJD/SCA3 patients.

A doença de Machado-Joseph (MJD – Machado-Joseph disease), também conhecida como ataxia espinocerebelar tipo 3 (SCA3 – spinocerebellar ataxia type 3), é uma doença neurodegenerativa, com padrão de herança autossômica dominante, causada por uma expansão do trato de repetições CAG no gene ATXN3. Estudos prévios mostram que a idade de início (ii) da doença apresenta uma correlação inversa ao número de repetições CAG no alelo expandido, mas que somente entre 40 e 68% da variação da ii pode ser explicado pelo tamanho da expansão. Considerando que um mecanismo molecular comum para todas as doenças neurodegenerativas foi proposto anteriormente, o restante da variação da correlação pode estar associado ao mecanismo molecular de outras doenças. Expansão da repetição hexanucleotídica (GGGGCC ou G4C2) no gene C9orf72 foi identificado como a etiologia em uma proporção significante dos pacientes de esclerose lateral amiotrófica (ALS – amyotrophic lateral sclerosis), demência frontotemporal (FTD – frontotemporal dementia) e os afetados da comorbidade ALS-FTD. O presente estudo teve como objetivo investigar o tamanho do trato de hexanucleotídeo no gene C9orf72 em pacientes com MJD/SCA3 como um potencial modificador de ii. A genotipagem dos alelos do C9orf72 foi realizada por PCR com primers fluorescentes, seguida de eletroforese capilar, e avaliada no grupo teste e no grupo controle. Foram genotipados 83 pacientes com MJD/SCA3 e 102 controles saudáveis sem história de ataxia. Todos os pacientes e controles foram recrutados no Hospital de Clínicas de Porto Alegre. A expansão patogênica do C9orf72 foi definida como trato contendo mais de 30 repetições hexanucleotídicas. Os indivíduos foram divididos em duas categorias para fins de análises estatísticas: grupo 1) indivíduos com ambos alelos contendo até 6 repetições, inclusive (alelo “pequeno”) e grupo 2) os indivíduos com pelo menos um alelo de 7 até 30 repetições, inclusive (alelo “intermediário”). Nenhum indivíduo com expansão patogênica foi detectado. A frequência alélica de G4C2 foi estabelecida e nenhuma diferença foi observada entre elas. Além disso, não foi encontrada correlação do tamanho do alelo com pacientes de ii precoce e nem com os pacientes de ii tardia. Portanto, nossos resultados indicam que o tamanho do alelo do C9orf72 não atua como fator modificador da idade de início da doença em pacientes com MJD/SCA3. / Machado-Joseph disease (MJD), also known as spinocerebellar ataxia type 3 (SCA3) is a neurodegenerative disorder of an autosomal dominant trait caused by an expansion of a CAG repeat tract in the ATXN3 gene. Previous studies show that age of onset (AO) of the disease is inversely correlated with CAG repeat length in the expanded allele that can explain from 40 to 68% of variation in AO. Considering that a common molecular mechanism for all neurodegenerative diseases has been previously suggested, the key to describing this variation could lie in the molecular biology of other diseases. Hexanucleotide repeat (GGGGCC or G4C2) expansions in C9orf72 were identified as the etiology in a significant portion of patients with amyotrophic lateral sclerosis (ALS), patients with frontotemporal dementia (FTD), and those affected by comorbid ALS-FTD. Taking this into consideration, our aim was to investigate C9orf72 hexanucleotide tract length in MJD/SCA3 patients as a potential modifier of AO. After establishing a reliable protocol to genotype C9orf72 alleles using PCR with fluorescent primers followed by capillary electrophoresis, 83 MJD/SCA patients and 102 healthy controls with no history of ataxia were genotyped. All individuals were recruited from the Hospital de Clínicas de Porto Alegre. Pathogenic expansions were defined as alleles containing more than 30 hexanucleotide repeats. Individuals were divided into two categories for statistical analysis: group 1) those with both alleles containing up to 6 repeats (“small” alleles) and group 2) those with one or both alleles of 7 up to 30 repeats (“intermediate” alleles). No pathogenic expansions were detected. Allelic distribution was established, and no difference was observed between groups. In addition, neither early-onset nor late-onset MJD/SCA3 patients have shown to be correlated with neither the small nor the intermediary C9orf72 genotype so far. Therefore, results obtained in this study indicate that C9orf72 allele length is not a modifier of age of onset in MJD/SCA3 patients.

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Lam Wun. / Thesis (M.Phil.)--Chinese University of Hong Kong, 2005. / Includes bibliographical references (leaves 140-153). / Abstracts in English and Chinese. / ABSTRACT --- p.i / ACKNOWLDGEMENT --- p.iii / TABLE OF CONTENT --- p.iv / ABBREVIATIONS --- p.x / LISTS OF TABLES --- p.xi / LISTS OF FIGURES --- p.xii / Chapter 1. --- INTRODUCTION / Chapter 1.1 --- Neurodegeneration and triplet repeat diseases --- p.1 / Chapter 1.2 --- Polyglutamine diseases --- p.2 / Chapter 1.3 --- Polyglutamine nuclear inclusions --- p.4 / Chapter 1.3.1 --- Kinetics of polyglutamine nuclear inclusion formation --- p.4 / Chapter 1.3.2 --- Roles of protein inclusions in neurodegeneration --- p.7 / Chapter 1.4 --- Polyglutamine pathogenic pathways --- p.8 / Chapter 1.4.1 --- Protein depletion theory --- p.9 / Chapter 1.4.2 --- Induction of apoptotic pathways --- p.13 / Chapter 1.5 --- Previous study on NI proteins --- p.14 / Chapter 1.6 --- Drosophila model for studying polyglutamine diseases --- p.15 / Chapter 1.6.1 --- Drosophila model for studying human diseases --- p.15 / Chapter 1.6.2 --- GAL4/UAS gene expression system --- p.15 / Chapter 1.6.3 --- Drosophila polyglutamine models --- p.17 / Chapter 1.7 --- Objectives of the study --- p.21 / Chapter 2. --- MATERIALS AND METHODS / Chapter 2.1 --- Drosophila genetics --- p.22 / Chapter 2.1.1 --- Drosophila culture --- p.22 / Chapter 2.1.2 --- GAL4/UAS gene expression system --- p.22 / Chapter 2.1.3 --- Eye phenotypic analysis --- p.25 / Chapter 2.1.4 --- Polyglutamine fly models --- p.25 / Chapter 2.1.5 --- Generation and characterization of GFP-polyglutamine transgenic fly models --- p.25 / Chapter 2.2 --- Proteomic identification of nuclear inclusion proteins --- p.26 / Chapter 2.2.1 --- Proteomic identification of NI proteins by SDS-insolubility of NIs --- p.26 / Chapter 2.2.2 --- Proteomic identification of NI proteins by FA-solubility of NIs --- p.27 / Chapter 2.2.2.1 --- Approach overview --- p.27 / Chapter 2.2.2.2 --- Sample preparation for two-dimensional gel electrophoresis --- p.27 / Chapter 2.2.2.3 --- Two-dimensional gel electrophoresis --- p.29 / Chapter 2.2.2.4 --- Polyacrylamide gel staining --- p.31 / Chapter 2.2.2.5 --- Computer analysis of 2D patterns --- p.31 / Chapter 2.2.2.6 --- In-gel trypsin digestion --- p.32 / Chapter 2.2.2.7 --- Mass spectrometric analysis --- p.33 / Chapter 2.2.3 --- Detection of NIs by flow cytometry --- p.34 / Chapter 2.3 --- SDS-polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE) --- p.34 / Chapter 2.3.1 --- Sample preparation for SDS-PAGE --- p.34 / Chapter 2.3.2 --- SDS-PAGE --- p.35 / Chapter 2.4 --- Immunodetection --- p.36 / Chapter 2.4.1 --- Electroblotting --- p.36 / Chapter 2.4.2 --- Western blotting --- p.36 / Chapter 2.4.3 --- Filter trap assay --- p.37 / Chapter 2.5 --- Sav antibody production --- p.38 / Chapter 2.5.1 --- Sav peptide synthesis --- p.38 / Chapter 2.5.2 --- Rabbit immunization --- p.38 / Chapter 2.6 --- Cryosectioning and immunostaining of adult fly heads --- p.39 / Chapter 2.7 --- Alcohol dehydrogenase assay --- p.40 / Chapter 2.8 --- Semi-quantitative reverse transcription- Polymerase Chain Reaction --- p.41 / Chapter 2.8.1 --- Total RNA preparation from fly heads --- p.41 / Chapter 2.8.2 --- Reverse transcription- Polymerase Chain Reaction (RT-PCR) --- p.41 / Chapter 2.9 --- Reagents and buffers --- p.42 / Chapter 3. --- RESULTS / Chapter 3.1 --- Transgenic polyglutamine fly models --- p.48 / Chapter 3.1.1 --- Characteristics of MJD polyglutamine fly model --- p.48 / Chapter 3.1.1.1 --- Overexpression of expanded truncated human MJD proteins in Drosophila causes eye degeneration --- p.49 / Chapter 3.1.1.2 --- Overexpression of expanded truncated human MJD proteins in Drosophila results in nuclear inclusion formation --- p.49 / Chapter 3.1.1.3 --- Formic acid dissolves fly polyglutamine nuclear inclusions --- p.51 / Chapter 3.1.1.3.1 --- Formic acid dissolves fly polyglutamine NIs as shown by Western blot analysis --- p.51 / Chapter 3.1.1.3.2 --- Formic acid dissolves fly polyglutamine NIs as shown by filter trap assay --- p.53 / Chapter 3.1.2 --- Summary --- p.55 / Chapter 3.2 --- Proteomic identification of nuclear inclusion (NI) proteins --- p.56 / Chapter 3.2.1 --- Proteomic identification of NI proteins by SDS-insolubility of NIs --- p.56 / Chapter 3.2.2 --- Proteomic identification of NI proteins by FA-solubility of NIs --- p.63 / Chapter 3.2.2.1 --- Two-dimensional gels showing differential protein spots as potential NI proteins --- p.63 / Chapter 3.2.2.2 --- NI protein candidates identified by the 2D approach --- p.75 / Chapter 3.2.3 --- Study of polyglutamine NI proteins by flow cytometry analysis --- p.90 / Chapter 3.2.3.1 --- Detection of fly polyglutamine NIs by flow cytometry --- p.90 / Chapter 3.2.3.2 --- Characterization of a new GFP-polyglutamine fly model --- p.92 / Chapter 3.3 --- Characterization of the nuclear inclusion protein candidates --- p.96 / Chapter 3.3.1 --- Glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (GAPDH) --- p.96 / Chapter 3.3.1.1 --- Confirmation of GAPDH as a NI protein --- p.97 / Chapter 3.3.1.2 --- Discussion --- p.97 / Chapter 3.3.2 --- Receptor of activated protein kinase C (RACK1) --- p.99 / Chapter 3.3.2.1 --- Confirmation of RACK1 as a NI protein --- p.99 / Chapter 3.3.2.1.1 --- Colocalization of RACK1 with NIs --- p.99 / Chapter 3.3.2.1.2 --- Formic Acid extracts RACK1 from NIs --- p.101 / Chapter 3.3.2.2 --- Reduction of soluble RACK1 protein level in polyglutamine fly --- p.101 / Chapter 3.3.2.2.1 --- Soluble RACK1 protein level reduced in polyglutamine fly --- p.101 / Chapter 3.3.2.2.2 --- RACK1 transcript level remains unchanged in polyglutamine fly --- p.103 / Chapter 3.3.2.3 --- Overexpression of RACK 1 partially suppresses polyglutamine degeneration --- p.105 / Chapter 3.3.2.4 --- Discussion --- p.107 / Chapter 3.3.3 --- Warts (Wts) --- p.111 / Chapter 3.3.3.1 --- Overexpression of Wts partially suppresses polyglutamine degeneration --- p.111 / Chapter 3.3.3.2 --- Wts mutant slightly enhances polyglutamine degeneration --- p.113 / Chapter 3.3.3.3 --- Genetic analysis of Warts pathway in polyglutamine pathogenesis --- p.113 / Chapter 3.3.3.3.1 --- Overexpression of Salvador partially suppresses polyglutamine degeneration --- p.116 / Chapter 3.3.3.3.2 --- Hpo mutant slightly enhances polyglutamine degeneration --- p.119 / Chapter 3.3.3.3.3 --- Overexpression of DIAP1 partially suppresses polyglutamine degeneration --- p.119 / Chapter 3.3.3.4 --- Discussion --- p.121 / Chapter 3.3.4 --- Alcohol dehydrogenase (Adh) --- p.122 / Chapter 3.3.4.1 --- Adh activity is reduced in polyglutamine flies --- p.122 / Chapter 3.3.4.2 --- Overexpression of Hsp70 partially restores the reduced Adh activity in polyglutamine flies --- p.122 / Chapter 3.3.4.3 --- Discussion --- p.125 / Chapter 3.3.5 --- Genetic analysis of other NI protein candidates --- p.127 / Chapter 3.3.5.1 --- Overexpression of CG7920 protein partially suppresses polyglutamine degeneration --- p.127 / Chapter 3.3.5.2 --- Pten dsRNA slightly enhances polyglutamine degeneration --- p.129 / Chapter 3.3.6 --- Summary --- p.131 / Chapter 4. --- DISSCUSSION / Chapter 4.1 --- Protein depletion theory --- p.133 / Chapter 4.2 --- Comparison of different approaches for identification of NI proteins --- p.134 / Chapter 4.3 --- Long-term significance --- p.136 / Chapter 4.4 --- Future studies --- p.137 / Chapter 4.4.1 --- Characterization of other NI protein candidates --- p.137 / Chapter 4.4.2 --- Study of NI proteins by an alternative approach --- p.137 / Chapter 4.4.3 --- Study of NI proteins using other polyglutamine fly models --- p.137 / Chapter 5. --- CONCLUSION --- p.139 / Chapter 6. --- REFERENCES --- p.140