1. Revealing the involvement of MALAT1, NEAT1, HOTTIP lncRNAs in Amyotrophic Lateral Sclerosis (ALS) via an induced pluripotent stem cell (iPSC)-derived muscle cell model
- Author
-
30955, DIPARTIMENTO DI MEDICINA E CHIRURGIA (SCHOOL OF MEDICINE AND SURGERY), AREA MIN. 06 - SCIENZE MEDICHE, 30955, DIPARTIMENTO DI MEDICINA E CHIRURGIA (SCHOOL OF MEDICINE AND SURGERY), and AREA MIN. 06 - SCIENZE MEDICHE
- Abstract
MANTEGAZZA, RENATO, open, Amyotrophic Lateral Sclerosis (ALS) is a neurodegenerative and fatal disease characterized by progressive cortical, bulbar and spinal motor neuron (MN) degeneration, leading to progressive muscle weakness, atrophy, paralysis and, ultimately, death. ALS can occur in two different forms: sporadic ALS (sALS) in ∼90% of individuals and familial ALS (fALS). Different genes have been associated with fALS and/or sALS; C9ORF72–SMCR8 complex subunit (C9ORF72) is the gene most commonly linked to inherited ALS, followed by TAR DNA-binding protein 43 (TARDBP), superoxide dismutase 1 (SOD1) and FUS RNA-binding protein (FUS). Such genes affect several cellular functions, including oxidative stress (SOD1), RNA metabolism (C9ORF72, TARBDP and FUS), cytoskeletal organization [e.g. tubulin alpha-4a (TUBA4A) and profilin 1 (PFN1)] and autophagy [e.g. TANK-binding kinase 1 (TBK1) and optineurin (OPTN). ALS-associated mutant genes are ubiquitously expressed, thus alterations in structure, metabolism and physiology occur in different cell types, synergistically contributing to ALS degenerative pathways. It is generally accepted that ALS is primarily caused by MN death. However, growing evidence has shown that muscle is active and plays a crucial role in the disease onset and progression. Currently, there are no effective treatments for ALS. Indeed, one of the major aims in ALS research is the development of successful therapies, by deepening the knowledge of the molecular events leading to the degeneration of both MNs and muscle tissue. It has become increasingly clear that RNA dysregulation is a key contributor to ALS pathogenesis. Among non-coding RNAs, long non-coding RNA (lncRNAs) are emerging as molecular contributors to ALS pathophysiology because of their role in regulating gene expression. LncRNAs, that are 300 to thousands nucleotides long, being more similar to mRNA than microRNAs, are key MN and muscle gene expression regulators. However, the exact contribution to ALS pathogen, La SLA è una malattia neurodegenerativa caratterizzata da una progressiva degenerazione dei MN, con conseguente atrofia muscolare, paralisi e morte del paziente. Esistono due forme di SLA, la forma sporadica, nel 90% dei pazienti, e la forma familiare, nel restante 10% dei casi. Diversi geni sono associati alla SLA, come C9ORF72 che è il gene più comunemente associato alla forma familiare di SLA, seguito da TARDBP, SOD1 e FUS. Questi geni influiscono su diverse funzioni cellulari, tra cui lo stress ossidativo, il metabolismo dell’RNA, l’organizzazione del citoscheletro e l’autofagia. I geni associati alla SLA sono espressi in modo ubiquitario e quindi diversi tipi cellulari possono subire alterazioni nella struttura e metabolismo e insieme contribuiscono ai pathways degenerativi della SLA. Oltre ai MN, studi recenti dimostrano che il muscolo scheletrico è coinvolto precocemente durante la patogenesi della SLA. Ad oggi non esistono cure e uno degli obiettivi della ricerca è lo sviluppo di terapie, ottenute tramite una conoscenza specifica degli eventi molecolari che portano alla degenerazione dei MN e del tessuto muscolare. La deregolazione dell’RNA ha un contributo chiave nella patogenesi della SLA. Nel campo dell’RNA non coding, i long non coding RNA (lncRNA) emergono come contribuenti alla patofisiologia della SLA. I lncRNA, lunghi dalle 300 alle centinaia di nucleotidi, sono regolatori dell’espressione di geni muscolari e neuronali, ma il loro contributo alla patogenesi della SLA è ancora ignoto. In questo lavoro abbiamo analizzato i livelli di espressione di MALAT1, NEAT1 e HOTTIP lncRNA coinvolti nello sviluppo e omeostasi del muscolo scheletrico, nel modello di cellule pluripotente indotte umane (iPSC) derivate da pazienti SLA e controlli sani, e differenziate verso un destino miogenico tramite un protocollo basato sulle small molecules. Abbiamo analizzato l’espressione di marcatori dello sviluppo del muscolo scheletrico tramite qPCR. Inoltre, abbiamo predetto, 0, open, Giagnorio, E
- Published
- 2022