{"title":"Molecular basis of ALS and FTD: implications for translational studies / Molekularna osnova ALS-a i FTD-a: implikacije za translacijska istraživanja","authors":"R. Liscic","doi":"10.1515/aiht-2015-66-2679","DOIUrl":null,"url":null,"abstract":"Amyotrophic lateral sclerosis (ALS) and frontotemporal dementia (FTD) are neurodegenerative disorders, related by signs of deteriorating motor and cognitive functions, and short survival. The cause is unknown and no effective treatment currently exists. For ALS, there is only a drug Riluzole and a promising substance arimoclomol. The overlap between ALS and FTD occurs at clinical, genetic, and pathological levels. The majority of ALS cases are sporadic (SALS) and a subset of patients has an inherited form of the disease, familial ALS (FALS), with a common SOD1 mutation, also present in SALS. A few of the mutant genes identified in FALS have also been found in SALS. Recently, hexanucleotide repeat expansions in C9ORF72 gene were found to comprise the largest fraction of ALS- and FTD-causing mutations known to date. TAR DNA-binding protein 43 (TDP-43), encoded by the TARDBP gene, has been identified as the pathological protein of FALS, SALS and, less frequently, FTD. The less frequent TDP-43 pathology in other forms of familial FTD has been linked to a range of mutations in GRN, FUS/TLS, rarely VCP, and other genes. TDP-43 and FUS/TLS have striking structural and functional similarities, most likely implicating altered RNA processing as a major event in ALS pathogenesis. The clinical overlap of the symptoms of FTD and ALS is complemented by overlapping neuropathology, with intracellular inclusions composed of microtubule-associated protein tau, TDP-43 and less frequently FUS, or unknown ubiquitinated proteins. Furthermore, new therapeutic approaches continue to emerge, by targeting SOD1, TDP-43 or GRN proteins. This review addresses new advances that are being made in our understanding of the molecular mechanisms of both diseases, which may eventually translate into new treatment options. Amiotrofična lateralna skleroza (ALS) i frontotemporalna demencija (FTD) neurodegenerativni su poremećaji koji su povezani znakovima pogoršanja motoričkih i kognitivnih funkcija i kratkim vremenom preživljavanja. Uzrok je nepoznat i trenutačno ne postoji učinkovita terapija, tek lijek Riluzol i obećavajuća nova tvar arimoclomol za liječenje ALS-a. Preklapanje između ALS-a i FTD-a odvija se na kliničkoj, genetičkoj i patološkoj razini. Većina slučajeva ALS-a je sporadična (SALS), a podskupina bolesnika ima naslijeđeni oblik bolesti, obiteljski ALS (FALS), sa zajedničkom mutacijom SOD1, koja je prisutna i kod SALS-a. Nekoliko mutiranih gena koji su utvrđeni u FALS-u, pronađeni su i u SALS-u. Nedavno je utvrđeno da ponavljajući sljedovi heksanukleotida u genu C9orf72 sadrže najveću frakciju mutacija koje uzrokuju ALS i FTD, koja je poznata do danas. TAR DNA-povezujući protein 43 (TDP-43), koji kodira gen TARDBP, identificiran je kao patološki protein FALS-a, SALS-a i rjeđe FTD-a. Rjeđa TDP-43 patologija u drugim oblicima obiteljskoga FTD-a vezana je uz niz mutacija u GRN-u, FUS/TLS-u, rijetko VCP-u i drugim genima. TDP-43 i FUS/ TLS imaju velike strukturne i funkcionalne sličnosti, koje najvjerojatnije impliciraju izmijenjeno procesiranje RNA kao glavni događaj u patogenezi ALS-a. Kliničko preklapanje simptoma FTD-a i ALS-a nadopunjuje se preklapajućom neuropatologijom, s unutarstaničnim inkluzijama koje se sastoje od proteina tau povezanog s mikrotubulima, TDP-43 i rjeđe FUS-a ili nepoznatih ubikvitiniranih proteina. Nadalje, pojavljuju se novi terapijski pristupi koji ciljaju na SOD1, TDP-43 ili GRN proteine. Ovaj pregledni rad daje uvid u nova saznanja o molekularnim mehanizmima obiju bolesti koja bi se potencijalno mogla pretvoriti u nove mogućnosti liječenja.","PeriodicalId":8292,"journal":{"name":"Archives of Industrial Hygiene and Toxicology","volume":"9 1","pages":"285 - 290"},"PeriodicalIF":0.0000,"publicationDate":"2015-12-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":"7","resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":null,"PeriodicalName":"Archives of Industrial Hygiene and Toxicology","FirstCategoryId":"1085","ListUrlMain":"https://doi.org/10.1515/aiht-2015-66-2679","RegionNum":0,"RegionCategory":null,"ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":null,"EPubDate":"","PubModel":"","JCR":"","JCRName":"","Score":null,"Total":0}
引用次数: 7
Abstract
Amyotrophic lateral sclerosis (ALS) and frontotemporal dementia (FTD) are neurodegenerative disorders, related by signs of deteriorating motor and cognitive functions, and short survival. The cause is unknown and no effective treatment currently exists. For ALS, there is only a drug Riluzole and a promising substance arimoclomol. The overlap between ALS and FTD occurs at clinical, genetic, and pathological levels. The majority of ALS cases are sporadic (SALS) and a subset of patients has an inherited form of the disease, familial ALS (FALS), with a common SOD1 mutation, also present in SALS. A few of the mutant genes identified in FALS have also been found in SALS. Recently, hexanucleotide repeat expansions in C9ORF72 gene were found to comprise the largest fraction of ALS- and FTD-causing mutations known to date. TAR DNA-binding protein 43 (TDP-43), encoded by the TARDBP gene, has been identified as the pathological protein of FALS, SALS and, less frequently, FTD. The less frequent TDP-43 pathology in other forms of familial FTD has been linked to a range of mutations in GRN, FUS/TLS, rarely VCP, and other genes. TDP-43 and FUS/TLS have striking structural and functional similarities, most likely implicating altered RNA processing as a major event in ALS pathogenesis. The clinical overlap of the symptoms of FTD and ALS is complemented by overlapping neuropathology, with intracellular inclusions composed of microtubule-associated protein tau, TDP-43 and less frequently FUS, or unknown ubiquitinated proteins. Furthermore, new therapeutic approaches continue to emerge, by targeting SOD1, TDP-43 or GRN proteins. This review addresses new advances that are being made in our understanding of the molecular mechanisms of both diseases, which may eventually translate into new treatment options. Amiotrofična lateralna skleroza (ALS) i frontotemporalna demencija (FTD) neurodegenerativni su poremećaji koji su povezani znakovima pogoršanja motoričkih i kognitivnih funkcija i kratkim vremenom preživljavanja. Uzrok je nepoznat i trenutačno ne postoji učinkovita terapija, tek lijek Riluzol i obećavajuća nova tvar arimoclomol za liječenje ALS-a. Preklapanje između ALS-a i FTD-a odvija se na kliničkoj, genetičkoj i patološkoj razini. Većina slučajeva ALS-a je sporadična (SALS), a podskupina bolesnika ima naslijeđeni oblik bolesti, obiteljski ALS (FALS), sa zajedničkom mutacijom SOD1, koja je prisutna i kod SALS-a. Nekoliko mutiranih gena koji su utvrđeni u FALS-u, pronađeni su i u SALS-u. Nedavno je utvrđeno da ponavljajući sljedovi heksanukleotida u genu C9orf72 sadrže najveću frakciju mutacija koje uzrokuju ALS i FTD, koja je poznata do danas. TAR DNA-povezujući protein 43 (TDP-43), koji kodira gen TARDBP, identificiran je kao patološki protein FALS-a, SALS-a i rjeđe FTD-a. Rjeđa TDP-43 patologija u drugim oblicima obiteljskoga FTD-a vezana je uz niz mutacija u GRN-u, FUS/TLS-u, rijetko VCP-u i drugim genima. TDP-43 i FUS/ TLS imaju velike strukturne i funkcionalne sličnosti, koje najvjerojatnije impliciraju izmijenjeno procesiranje RNA kao glavni događaj u patogenezi ALS-a. Kliničko preklapanje simptoma FTD-a i ALS-a nadopunjuje se preklapajućom neuropatologijom, s unutarstaničnim inkluzijama koje se sastoje od proteina tau povezanog s mikrotubulima, TDP-43 i rjeđe FUS-a ili nepoznatih ubikvitiniranih proteina. Nadalje, pojavljuju se novi terapijski pristupi koji ciljaju na SOD1, TDP-43 ili GRN proteine. Ovaj pregledni rad daje uvid u nova saznanja o molekularnim mehanizmima obiju bolesti koja bi se potencijalno mogla pretvoriti u nove mogućnosti liječenja.
肌萎缩侧索硬化症(ALS)和额颞叶痴呆(FTD)是神经退行性疾病,与运动和认知功能恶化的迹象相关,生存期短。病因不明,目前也没有有效的治疗方法。对于肌萎缩性侧索硬化症,只有一种药物利鲁唑和一种很有前景的药物阿莫洛莫尔。ALS和FTD之间的重叠发生在临床、遗传和病理水平。大多数ALS病例是散发性(SALS),一部分患者具有遗传性疾病,家族性ALS (FALS),具有常见的SOD1突变,也存在于SALS中。在FALS中发现的一些突变基因也在SALS中被发现。最近,C9ORF72基因的六核苷酸重复扩增被发现包含了迄今为止已知的引起ALS和ftd的突变的最大比例。由TARDBP基因编码的TAR dna结合蛋白43 (TDP-43)已被鉴定为FALS、SALS以及少见的FTD的病理蛋白。在其他形式的家族性FTD中,较少见的TDP-43病理与GRN、FUS/TLS、极少的VCP和其他基因的一系列突变有关。TDP-43和FUS/TLS具有惊人的结构和功能相似性,很可能暗示RNA加工的改变是ALS发病机制的主要事件。FTD和ALS症状的临床重叠与神经病理重叠相辅相成,细胞内包涵体由微管相关蛋白tau、TDP-43和较少出现的FUS或未知的泛素化蛋白组成。此外,新的治疗方法不断出现,通过靶向SOD1, TDP-43或GRN蛋白。这篇综述阐述了我们对这两种疾病的分子机制的理解所取得的新进展,这些进展最终可能转化为新的治疗方案。amiotrofina na lateral skleroza (ALS) i额颞叶痴呆(FTD)神经退行性退行性su poremećaji koji su povezani znakovima pogoršanja motori kih i cognnitivnih funkcija i kratkim vremom preživljavanja。Uzrok je nepoznat i trenutta no ne postoji uinkovita terapija, tek lijek Riluzol i obećavajuća nova tvar armoclomool za lijeje enje ALS-a。Preklapanje između ALS-a i FTD-a odvija se na klini koj, geneti koj i patološkoj razini。Većina sluajeva ALS-a je sporadi na (SALS), a podskupina bolesnika ima naslijeđeni oblik bolesti, obiteljski ALS (FALS), sa zajednikom mutacijom SOD1, koja je prisutna i kod ALS-a。Nekoliko mutiranih gena koji su utvrđeni u FALS-u, pronađeni su i u SALS-u。Nedavno je utvrđeno da ponavljajući sljedovi heksanukleotida u genu C9orf72 sadrže najveću frakciju mutacija koje uzrokuju ALS i FTD, koja je poznata do danas。TAR DNA-povezujući蛋白43 (TDP-43), koji kodira gen TARDBP,鉴定jao patološki蛋白FALS-a, SALS-a和rjeđe FTD-a。Rjeđa TDP-43的病理病理特征与药物致癌变的关系;ftd - 1的病理特征与GRN-u、FUS/TLS-u、rijetko VCP-u的关系;TDP-43 [f] / TDP-43 [f] / TDP-43 [f] / TDP-43 [f] / TDP-43 [f] / TDP-43] / TDP-43 [f] / TDP-43] / TDP-43 [f] / TDP-43] / TDP-43klini preklapanje simoma FTD-a i ALS-a nadopunjuje se preklapajućom神经病理学,s unutarstaninim inkluzijama koje se sastojed protein tau povezanog s微管,TDP-43 i rjeđe FUS-a nepoznatih ubikvitiniranih protein。Nadalje, pojavljuju se novi terapijski pristupi koji ciljaju na SOD1, TDP-43 ili GRN蛋白。ojii pregledni和daje - daje - uvid的新发现,分子分子的机械化,obiju - bolesti - koja, se potenticicijalno mogla prevoriti to nove mogućnosti lijeje enja。