scholarly journals Stability of tuberous sclerosis complex 2 is controlled by methylation at R1457 and R1459

2020 ◽  
Vol 10 (1) ◽  
Author(s):  
Seishu Gen ◽  
Yu Matsumoto ◽  
Ken-Ichi Kobayashi ◽  
Tsukasa Suzuki ◽  
Jun Inoue ◽  
...  
Keyword(s):  
Protein Kinase ◽  
Tuberous Sclerosis ◽  
Tuberous Sclerosis Complex ◽  
Posttranslational Modifications ◽  
Complex Disease ◽  
Protein Kinase B ◽  
Arginine Methyltransferase ◽  
Mechanistic Target Of Rapamycin ◽  
Protein Arginine Methyltransferase 1 ◽  
Cell Growth And Proliferation

AbstractMutations in genes that encode components of tuberous sclerosis complex 2 (TSC2) are associated with tuberous sclerosis complex disease. TSC2 interacts with tuberous sclerosis complex 1 to form a complex that negatively regulates cell growth and proliferation via the inactivation of mechanistic target of rapamycin complex 1. The activity of TSC2 is mainly regulated via posttranslational modifications such as phosphorylation. However, the control of TSC2 activity is not entirely achieved by phosphorylation. In this study, we show that TSC2 is methylated at R1457 and R1459 by protein arginine methyltransferase 1 (PRMT1). Methylation of these two residues can affect the phosphorylation status through protein kinase B (Akt) of TSC2 at T1462 and is essential for TSC2 stability. Taken together, these findings indicate that novel posttranslational modifications are important for the regulation of TSC2 stability through PRMT1-mediated methylation.

scholarly journals Ωρίμανση ωοκυττάρων in vitro

2012 ◽  
Author(s):  
Ολυμπία Πικίου
Keyword(s):  
Protein Kinase ◽  
Tuberous Sclerosis ◽  
Adenosine Triphosphate ◽  
Tuberous Sclerosis Complex ◽  
Adenosine Monophosphate ◽  
Amp Activated Protein Kinase

Η μετφορμίνη, ένα παράγωγο της διγουανίδης, χρησιμοποιείται ως θεραπεία του σακχαρώδη διαβήτη τύπου 2 και στη θεραπεία του PCOS. Οι κύριες δράσεις της μετφορμίνης είναι η αναστολή της παραγωγής γλυκόζης από το ήπαρ και η μείωση της αντίστασης στην ινσουλίνη από περιφερικούς ιστούς, οδηγώντας σε αυξημένη πρόσληψη και χρήση της γλυκόζης από τους σκελετικούς μυς. Ο κύριος διαμεσολαβητής της δράσης της μετφορμίνης είναι η AMPK [AMP-activated protein kinase: πρωτεϊνική κινάση που ενεργοποιείται από την AMP (μονοφωσφορική αδενοσίνη)]. Η AMPK είναι ο κεντρικός αισθητήρας των επιπέδων ενέργειας στο κύτταρο, ο οποίος ανταποκρίνεται στην αύξηση του λόγου AMP/ATP (adenosine monophosphate/adenosine triphosphate: μονοφωσφορική/τριφωσφορική αδενοσίνη). Μελέτες σε ωοκύτταρα βοοειδών έχουν δείξει ότι η ενεργοποίηση της AMPK από τη μετφορμίνη σε υψηλές συγκεντρώσεις της τάξεως των mM ελέγχει την πυρηνική ωρίμανση. Το TSC2 (tuberous sclerosis complex 2: σύμπλεγμα οζώδους σκλήρυνσης 2) έχει αναγνωριστεί ως ο κατωφερής στόχος της AMPK. Σκοπός της παρούσης μελέτης ήταν η διερεύνηση της επίδρασης χαμηλών συγκεντρώσεων μετφορμίνης (1nM-10μΜ) (i) στη δημιουργία εμβρύων βοοειδών από συμπλέγματα ωοκυττάρου-ωοφόρου δίσκου, (ii) το ρυθμό διαίρεσης των εμβρύων και, (iii) την πιθανή ενεργοποίηση του TSC2 μέσω της AMPK. Τα συμπλέγματα ωοκυττάρου-ωοφόρου δίσκου ωρίμαζαν in vitro, γονιμοποιούνταν με αναβιωμένα σπερματοζωάρια ταύρου και τα ζυγωτά καλλιεργούνταν συνολικά για 72 ώρες μετά τη σπερματέγχυση. Η μετφορμίνη χορηγήθηκε σε όλα τα στάδια της παραγωγής των εμβρύων ή μόνο κατά το στάδιο της γονιμοποίησης. Προκειμένου να διερευνηθεί η παρουσία της TSC2 κατά τα πρώτα στάδια ανάπτυξης των εμβρύων και η πιθανή ενεργοποίηση του μορίου αυτού μέσω της AMPK πραγματοποιήθηκαν πειράματα ανοσοφθορισμού. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα μας, η χορήγηση της μετφορμίνης είχε δοσο-εξαρτώμενη επίδραση στο ρυθμό διαίρεσης των εμβρύων. Συγκεκριμένα, παρουσία μετφορμίνης σε όλα τα στάδια της in vitro παραγωγής εμβρύων σε συγκέντρωση 1μΜ και 10μΜ ή μόνο στο στάδιο της in vitro γονιμοποίησης σε συγκέντρωση 0,1μΜ και 10μΜ, το ποσοστό των εμβρύων που έφτασαν στο στάδιο των ≥8-κυττάρων παρουσίασε στατιστικώς σημαντική μείωση, σε σχέση με αυτό της ομάδας ελέγχου. Η μείωση αυτή στο ποσοστό των εμβρύων ≥8-κυττάρων συνοδεύτηκε από αύξηση του ποσοστού των εμβρύων 2-κυττάρων. Η μετφορμίνη δεν είχε καμία επίδραση στο ποσοστό των ωοκυττάρων που εξελίχθηκαν σε έμβρυα. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα μας, το TSC2 εκφράζεται κατά τα πρώτα στάδια ανάπτυξης των εμβρύων βοοειδών. Επιπλέον διαπιστώθηκε ότι, η χορήγηση 10μΜ μετφορμίνης είτε σε όλα τα στάδια της in vitro παραγωγής εμβρύων ή μόνο κατά το στάδιο της in vitro γονιμοποίησης είχε ως αποτέλεσμα την ενεργοποίηση του TSC2 μέσω της AMPK. Συγκεκριμένα διαπιστώθηκε ότι, τα επίπεδα του φωσφορυλιωμένου TSC2, μετά τη χορήγηση μετφορμίνης, αντιστοιχούν στην ολική ποσότητα TSC2 πρωτεΐνης στα κύτταρα γεγονός που προκύπτει τόσο από την αύξηση της PhosphoS1387-TSC2-ανοσοδραστικότητας όσο και από την αύξηση του λόγου PhosphoS1387-TSC2 : ολική TSC2 η οποία παρατηρήθηκε. Τα αποτελέσματα της παρούσης διατριβής υποδεικνύουν για πρώτη φορά ότι, η μετφορμίνη δεν έχει καμία επίδραση στο ποσοστό των ωοκυττάρων που εξελίσσονται σε έμβρυα και κατά συνέπεια δεν επηρεάζει την ωρίμανση των ωοκυττάρων όταν χορηγείται σε συγκεντρώσεις της τάξεως των μM. Εντούτοις, η μετφορμίνη σε αυτές τις συγκεντρώσεις έχει αρνητική δοσο-εξαρτώμενη επίδραση στο ρυθμό διαίρεσης των εμβρύων βοοειδών. Η δράση αυτή της μετφορμίνης στο ρυθμό διαίρεσης των εμβρύων είναι η ίδια είτε το φάρμακο χορηγείται καθ' όλη τη διάρκεια της in vitro παραγωγής των εμβρύων είτε μόνο κατά το στάδιο της in vitro γονιμοποίησης. Επιπλέον, δεδομένου ότι η μετφορμίνη είναι ενεργοποιητής της ΑΜΡΚ, τα αποτελέσματα μας σηματοδοτούν τη σπουδαιότητα της ρύθμισης της δραστηριότητας της ΑΜΡΚ κατά τα πρώτα στάδια ανάπτυξης των εμβρύων και δείχνουν ότι κάθε μεταβολή των επιπέδων δραστηριότητας του ενζύμου αυτού μπορεί να έχει αρνητική επίδραση στην ανάπτυξη των εμβρύων. Τέλος, από τα αποτελέσματα μας μπορεί να συναχθεί ότι το μοριακό μονοπάτι το οποίο εμπλέκεται στη μείωση του ρυθμού διαίρεσης των εμβρύων από τη μετφορμίνη περιλαμβάνει την ενεργοποίηση του TSC2 από την ΑΜΡΚ.

TSC1 and TSC2: Tuberous Sclerosis Complex and Its Related Epilepsy Phenotype

2021 ◽  
Author(s):  
Claudia Di Napoli ◽  
Alessia Gennaro ◽  
Carmelania Lupica ◽  
Raffaele Falsaperla ◽  
Roberta Leonardi ◽  
...  
Keyword(s):  
Tuberous Sclerosis ◽  
Tuberous Sclerosis Complex ◽  
Mtor Inhibitor ◽  
Autosomal Dominant ◽  
Treatment Strategies ◽  
Neurological Impairment ◽  
Drug Resistant ◽  
Autosomal Dominant Disorder ◽  
Mechanistic Target Of Rapamycin ◽  
Neuropsychiatric Manifestations

AbstractTuberous sclerosis complex (TSC) is an autosomal dominant disorder characterized by a multisystemic involvement. In TSC, reduced function of TSC1 and TSC2 genes products (hamartin and tuberin, respectively) leads to an hyperactivation of the mechanistic target of rapamycin (mTOR) pathway and to a consequent cell growth dysregulation. In TSC patients, neurological and neuropsychiatric manifestations, especially epilepsy and neuropsychiatric comorbidities such as autism or intellectual disability, represent the most disabling features. In particular, epilepsy occurrs up to 80% of patients, is often drug resistant and is frequently associated with neurological impairment. Due to the burden of this morbidity, different treatment strategies have been proposed with the purpose to make patients epilepsy free, such as the use of different antiepileptic drugs like vigabatrin, carbamazepine, valproic acid, and levetiracetam. More recently, a mTOR inhibitor (i.e. everolimus) has showed promising results in terms of seizures reduction.

scholarly journals Neuronal CTGF/CCN2 negatively regulates myelination in a mouse model of tuberous sclerosis complex

2017 ◽  
Vol 214 (3) ◽  
pp. 681-697 ◽  
Author(s):  
Ebru Ercan ◽  
Juliette M. Han ◽  
Alessia Di Nardo ◽  
Kellen Winden ◽  
Min-Joon Han ◽  
...  
Keyword(s):  
Tuberous Sclerosis ◽  
Tuberous Sclerosis Complex ◽  
Tissue Growth ◽  
Mechanistic Target Of Rapamycin ◽  
Genetic Deletion ◽  
Oligodendrocyte Development ◽  
Therapeutic Avenue

Disruption of myelination during development has been implicated in a range of neurodevelopmental disorders including tuberous sclerosis complex (TSC). TSC patients with autism display impairments in white matter integrity. Similarly, mice lacking neuronal Tsc1 have a hypomyelination phenotype. However, the mechanisms that underlie these phenotypes remain unknown. In this study, we demonstrate that neuronal TSC1/2 orchestrates a program of oligodendrocyte maturation through the regulated secretion of connective tissue growth factor (CTGF). We characterize oligodendrocyte maturation both in vitro and in vivo. We find that neuron-specific Tsc1 deletion results in an increase in CTGF secretion that non–cell autonomously stunts oligodendrocyte development and decreases the total number of oligodendrocytes. Genetic deletion of CTGF from neurons, in turn, mitigates the TSC-dependent hypomyelination phenotype. These results show that the mechanistic target of rapamycin (mTOR) pathway in neurons regulates CTGF production and secretion, revealing a paracrine mechanism by which neuronal signaling regulates oligodendrocyte maturation and myelination in TSC. This study highlights the role of mTOR-dependent signaling between neuronal and nonneuronal cells in the regulation of myelin and identifies an additional therapeutic avenue for this disease.

scholarly journals Gene therapy for tuberous sclerosis complex type 2 in a mouse model by delivery of AAV9 encoding a condensed form of tuberin

2021 ◽  
Vol 7 (2) ◽  
pp. eabb1703
Author(s):  
Pike-See Cheah ◽  
Shilpa Prabhakar ◽  
David Yellen ◽  
Roberta L. Beauchamp ◽  
Xuan Zhang ◽  
...  
Keyword(s):  
Gene Therapy ◽  
Mouse Model ◽  
Tuberous Sclerosis ◽  
Tuberous Sclerosis Complex ◽  
Suppressor Gene ◽  
Brain Pathology ◽  
Adeno Associated Virus ◽  
Condensed Form ◽  
Life Threatening ◽  
Cell Growth And Proliferation

Tuberous sclerosis complex (TSC) results from loss of a tumor suppressor gene - TSC1 or TSC2, encoding hamartin and tuberin, respectively. These proteins formed a complex to inhibit mTORC1-mediated cell growth and proliferation. Loss of either protein leads to overgrowth lesions in many vital organs. Gene therapy was evaluated in a mouse model of TSC2 using an adeno-associated virus (AAV) vector carrying the complementary for a “condensed” form of human tuberin (cTuberin). Functionality of cTuberin was verified in culture. A mouse model of TSC2 was generated by AAV-Cre recombinase disruption of Tsc2-floxed alleles at birth, leading to a shortened lifespan (mean 58 days) and brain pathology consistent with TSC. When these mice were injected intravenously on day 21 with AAV9-cTuberin, the mean survival was extended to 462 days with reduction in brain pathology. This demonstrates the potential of treating life-threatening TSC2 lesions with a single intravenous injection of AAV9-cTuberin.

Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document