Abstract
Functional defects in the muscle specific chloride channel ClC-1 result in reduced chloride conductance and electrical hyperexcitability, which in turn impairs muscle relaxation and leads to myotonia. The gene CLCN 1 codes for ClC-1 in humans, and mutations in CLCN 1 cause the disease known as myotonia congenita. Worldwide over 80 mutations in CLCN1 have been described, but only three were found in patients in Northern Finland. These included two missense mutations and a nonsense mutation.
The behavior and localization of the normal and mutated ClC-1 mRNA and protein were analyzed in muscle cell cultures. In intact muscle the ClC-1 protein was seen in the sarcolemma, but after myofiber isolation the protein was located intracellularly. Sarcolemmal localization was restored when myofibers were electrically stimulated or treated with a protein kinase C inhibitor.
When mutated ClC-1 proteins were examined in a myofiber cell culture system, retardation in the ER was observed with the two missense mutations. The nonsense mutation did not have an effect on the transport from the ER to the Golgi elements, but the mutated ClC-1 was degraded more rapidly than the wild type ClC-1, at least in myotubes. Both retardation and degradation of the mutated ClC-1 are likely to result in too few channels present at the plasma membrane of the muscle cell to maintain normal physiological function.
A very strict quality control in muscle cells was observed. The behavior and survival of multinuclear skeletal muscle cells is dependent on innervation and muscle activity, and the balance between the phosphorylation and dephosphorylation pathways modulates the function of muscle chloride channels. / Tiivistelmä
Lihasspesifisen kloridikanavan ClC-1:n toiminnalliset virheet johtavat alentuneeseen kloridin johtumiseen solukalvon läpi ja lihassolun ylieksitoitumiseen. Tämän seurauksena lihaksen rentoutuminen vaikeutuu ja havaitaan myotoniaa, lihasjäykkyyttä. Pohjoissuomalaisesta potilasmateriaalista tautiin johtavia geenimutaatioita löytyi kolme erilaista. Poikkeuksellista havainnoissa on erilaisten mutaatioiden vähyys, mikä on tyypillistä suomalaiselle tautiperinnölle. Yhteensä tämän kloridikanavan mutaatioita on julkaistu yli 80 erilaista.
Tutkiessamme normaalin ja mutatoidun ClC-1 lRNA:n ja proteiinin käyttäytymistä ja sijaintia lihassoluviljelmissä. Havaitsimme eron lihasleikkeiden ja eristettyjen myofiibereiden välillä. Lihasleikkeissä ClC-1 paikantui solun pinnalle sarkolemmalle, mutta eristetyissä myofiibereissä lähinnä solun sisälle. Stimuloimalla eristettyjä myofiibereitä sähkövirralla tai käsittelemällä proteiini kinaasi C inhibiittorilla, saimme kloridikanava-proteiinin siirtymään takaisin solun pinnalle.
Proteiinitasolla kuljetuksessa on havaittavissa eroja. Aminohappomuutokseen johtavat pistemutaatiot aiheuttivat proteiinin jäämisen endoplasmiseen kalvostoon, kun taas ennenaikaisen stop-kodonin johdosta lyhentynyt proteiini kuljetetaan eteenpäin Golgin laitteeseen. Myotuubeissa tämä lyhentynyt proteiini kuitenkin hajotettiin nopeammin kuin normaali kloridikanavaproteiini. Sekä kuljetuksen hidastuminen että nopeampi hajotus johtavat tilanteeseen, jossa lihassolun solukalvolla on liian vähän kloridikanavia ylläpitämään lihaksen normaalia fysiologista toimintaa.
Monitumaisten lihassolujen laaduntarkkailu havaittiin vielä monitahoisemmaksi kuin yksitumaisilla. Monitumainen lihassolu on riippuvainen hermoärsytyksestä ja lihasaktiivisuudesta. Lisäksi fosforylaatioon liittyvä signalointi on tärkeää ClC-1 proteiinin oikealle paikantumiselle lihassolussa.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:oulo.fi/oai:oulu.fi:isbn978-951-42-8692-6 |
| Date | 08 January 2008 |
| Creators | Papponen, H. (Hinni) |
| Publisher | University of Oulu |
| Source Sets | University of Oulu |
| Language | English |
| Detected Language | Finnish |
| Type | info:eu-repo/semantics/doctoralThesis, info:eu-repo/semantics/publishedVersion |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess, © University of Oulu, 2008 |
| Relation | info:eu-repo/semantics/altIdentifier/pissn/0355-3221, info:eu-repo/semantics/altIdentifier/eissn/1796-2234 |
Page generated in 0.0025 seconds