Charakterisierung der Proteinprozessierung im ER mittels quantitativer Proteomforschung: Untersuchungen zur Pathogenese des Marinesco-Sjörgren Syndroms
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Zunächst konnten im Rahmen des Projekts methodische Fortschritte bei der Probenaufarbeitung und quantitativen Proteomanalyse von primären Zellkulturen und Geweben erzielt werden, mit deren Hilfe bis zu 8 Proben direkt miteinander und mit hoher Abdeckung des Proteoms quantitativ verglichen werden konnten. Des Weiteren wurde das massenspektrometrische Analyseverfahren Parallel Reaction Monitoring etabliert, mit welchem unabhängig von der Verfügbarkeit von Antikörpern differentielle Veränderungen des Proteoms spezifisch und alternativ validiert wurden (z.B. um Veränderungen der Unfolded Protein Response zu bestätigen). Diese Verbesserungen waren in Anbetracht der limitierten Verfügbarkeit von Probenmaterial essentiell für die Durchführung des Projekts. Die proteomische Analyse von betroffenen sowie nicht-betroffenen Geweben bei Sil1 Defizienz wies in Maus und Mensch auf verschiedene potentiell kompensatorische Effekte hin. Die Regulationen auf Proteomebene korrelierten mit morphologischen Änderungen in der Elektronenmikroskopie. Ausgewählte Erkenntnisse aus der Proteomanalyse wurden zusätzlich mittels Immunohistochemie nachgewiesen. Dass in diesem Kontext Veränderungen an (nicht-betroffenen) humanen MSS Lymphoblasten in Gewebe des korrespondierenden Mausmodells (Woozy) verifiziert werden konnten, zeigt die Sinnhaftigkeit, gute Durchführbarkeit und auch Effizienz der angewandten Strategie. Um eine zielgerichtete funktionelle Analyse zu ermöglichen und zudem der limitierten Verfügbarkeit von Patientenmaterial entgegenzuwirken, wurden zudem zwei humane in vitro Systeme entwickelt und charakterisiert. Weitere Auswirkungen der Sil1 Defizienz wurden so zunächst mit Hilfe von siRNA an HEK293 Zellen untersucht. Zusätzlich wurde evaluiert, ob sich RCMH Zellen als alternatives Zellmodell nutzen lassen. Wie erwartet zeigte sich, dass sie zahlreiche Charakteristika von Muskelzellen aufweisen und somit in Zukunft als gutes in vitro System für die Untersuchung neuromuskulärer Erkrankungen genutzt werden können. Nach Ablauf des Projekts zeigte sich in einer veröffentlichten Arbeit, dass Sil1 neuroprotektive Eigenschaften hat. Dies war überraschend, zeigt aber die zentrale Bedeutung dieses Nukleotidaustauschfaktors.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Protein carbamylation: in vivo modification or in vitro artefact? Proteomics. 2013;13(6):941-4
Kollipara L, Zahedi RP
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Myopathy in Marinesco-Sjögren syndrome links endoplasmic reticulum chaperone dysfunction to nuclear envelope pathology. Acta Neuropathol. 2014; 127(5):761- 77
Roos A, Buchkremer S, Kollipara L, Labisch T, Gatz C, Zitzelsberger M, Brauers E, Nolte K, Schröder JM, Kirschner J, Jesse CM, Goebel HH, Goswami A, Zimmermann R, Zahedi RP, Senderek J, Weis J
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Cellular Signature of SIL1 Depletion: Disease Pathogenesis due to Alterations in Protein Composition Beyond the ER Machinery. Mol Neurobiol. 2015; Epub ahead of print
Roos A, Kollipara L, Buchkremer S, Labisch T, Brauers E, Gatz C, Lentz C, Gerardo-Nava J, Weis J, Zahedi RP
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Proteome Profiling and Ultrastructural Characterization of the Human RCMH Cell Line: Myoblastic Properties and Suitability for Myopathological Studies. J Proteome Res. 2016; 15(3):945-55
Kollipara L, Buchkremer S, Weis J, Brauers E, Hoss M, Rütten S, Caviedes P, Zahedi RP, Roos A
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Two birds with one stone: parallel quantification of proteome and phospho-proteome using iTRAQ. Methods in Molecular Biology. 2016;1394:25-41
Solari FA, Kollipara L, Sickmann A, Zahedi RP
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In-depth phenotyping of lymphoblastoid cells suggests selective cellular vulnerability in Marinesco-Sjögren syndrome. Oncotarget. 2017 Sep 15; 8(40): 68493–68516
Kollipara L, Buchkremer S, Weis J, Hathazi D, Senderek J, Coraspe JAG, Zahedi RP, Roos A
