חלבוני 14-3-3 ותחלואה נוירו-ניוונית

הדפס

מדריך בדיקות מעבדה
חלבוני 14-3-3 ותחלואה נוירו-ניוונית
מעבדה	כימיה בדם וב-CSF
תחום	עזר באבחון מחלות נוירו-ניווניות
טווח ערכים תקין	0.2 ננוגרם/מ"ל
יוצר הערך	פרופ' בן-עמי סלע

חלבוני 14-3-3 התגלו במקור כמולקולות שכיחות במוח (Moore ו-Perez ב-Physiol & Biochem Aspects of Nerve Integr משנת 1968, ומחקרי המשך אכן הוכיחו שהריכוזים הגבוהים ביותר של חלבוני 14-3-3 נמצאים במוח (Boston וחב' ב-J Neurochem משנת 1982), ולמעשה חלבוני 14-3-3 מהווים כ-1% מכלל חלבוני המוח (Martin וחב' ב-J Neurochem משנת 1994, ו-Baxter וחב' ב-Biochem Soc Trans משנת 2002). התפקיד של חלבוני 14-3-3 נחקר באופן נרחב בשל יכולתם המרשימה להשפיע על הפעילות ועל המיקום של חלבוני מצע. בנוירונים, חלבוני 14-3-3 מתפקדים במגוון תהליכים כולל התמיינות, נדידה, הישרדות, הנצה של נויריטים, ובקרה על תעלות ברזל (Berg וחב' ב-Nat Rev Neurosci משנת 2003). בעוד שתפקידיהם הנוירו-פיזיולוגיים אינם ברורים לגמרי, יוחסו לחלבוני 14-3-3 מעורבות במספר מפגעים נוירולוגיים, ונראה שיש להם תפקיד בהגנה מפני מפגעים נוירו-ניווניים (Steinacker וחב' ב-Semin Cell Dev Biol משנת 2011).

תכונות כלליות של חלבוני 14-3-3

ביונקים, משפחת חלבוני 14-3-3 שמשקלם המולקולרי הוא 30 קילו-דלטון, מורכבת מ-7 איזופורמים β ,η ,σ ,θ :, γ ,ε ו-ζ (על פי Martin וחב' ב-FEBS Lett משנת 1993). משפחת חלבונים אלה נקראה כך על בסיס סדר הפרשתם מעמודות הפרדה. כל חבר במשפחת חלבונים זו, יוצר הומו-דימרים או הטרו-דימרים, ונקשר למצעי יעד בעיקר דרך פוספו-סרין או פוספו-תריאונין (Jones וחב' ב-FEBS Lett משנת 1995, ו-Jaffe וחב' ב-Cell משנת 1997). הדימרים נוצרים בקצוות ה-N-טרמינליים של חלבוני 14-3-3, כאשר היצירה של הומו-דימרים או של הטרו-דימרים הודגמה in vivo ו-in vitro (על פי Wu וחב' ב-Arch Biochem Biophys משנת 1997). כל אחד מההומו-דימרים או ההטרו-דימרים, מורכב מ-9 סלילונים (helices) המסודרים בצורה אנטי-מקבילית. חלבוני 14-3-3 דימריים יכולים להיקשר ל-2 אזורים שונים של אותו חלבון ובכך הם משפיעים על הקונפורמציה והפעילות של חלבון היעד (Obsil וחב' ב-Cell משנת 2011, ו-Tzivion וחב' ב-Nature משנת 1998). בנוסף, הדימרים של חלבוני 14-3-3 יכולים להיקשר סימולטנית לשני חלבוני-יעד שונים, להביאם לקירבה וליצירה של קומפלקס תלת-חלבוני יציב. בדרך זו, מסוגלים חלבוני 14-3-3 לווסת את יעילות הפעולה של אנזימים (Vincenz וחב' ב-J Biol Chem משנת 1996, Braselmann ו-McCormick ב-EMBO J משנת 1995, ו-Li וחב' ב-J Biol Chem משנת 2008). בנוסף, חלבוני 14-3-3 מווסתים את מיקומם התוך-תאי של חלבוני היעד, מה שעשוי להאיץ מעבר סיגנל או לעכב אותו (Ichimura וחב' ב-J Cell Science משנת 2013). הגן המקודד ל-14-3-3 הוא YWHAH.

המציאות של הטרו-דימרים מקנה אפילו יתר של מגוון פעילויות לחלבוני 14-3-3. המשמעות של האיזופרמים השונים עדיין לא ברורה לחלוטין, אך נראה שאיזופורמים ספציפיים מעורבים במחלות שונות. לדוגמה, המציאות של הטרו-דימרים מקנה אפילו יתר של מגוון פעילויות לחלבוני 14-3-3. המשמעות של האיזופרמים השונים עדיין לא ברורה לחלוטין, אך נראה שאיזופורמים ספציפיים מעורבים במחלות שונות. לדוגמה, האיזופורמים η ו- θ אינם נמצאים ב-amyloid plaques במחלת אלצהיימר, בעוד ששאר האיזופורמים כן התגלו ב-plaques (על פי Umahara וחב' ב-Acta Neuropathol משנת 2004). בנוסף, אחדים מהאיזופורמים נקשרים לחלבוני היעד שלהם בזיקה שונה באופן משמעותי (לדוגמה, c-Raf נקשר באופן מועדף לאיזופורם η).

הנוכחות של מונומרים ודימרים של חלבוני 14-3-3 באזורי התא השונים, מדגישה את חשיבותם בהעברת סיגנלים תוך-תאיים (Freed וחב' ב-Science משנת 1994), חלבוני 14-3-3 נקשרים לחלבוני המצע שלהם דרך אינטראקציות תלויות ושאינן-תלויות בשייר פוספאט (Petosa וחב' ב-J Biol Chem משנת 1998 ו-Clark וחב' באותו כתב עת משנת 1997). אותם למעלה מ-200 חלבונים איתם יש ל-14-3-3 אינטראקציות, כוללים פרוטאין קינאזות, קולטנים, אנזימים, חלבוני מבנה ושלד של הציטופלזמה, חלבוני G קטנים, חלבונים הקשורים לבקרה של חלבוני שעתוק, וחלבונים הקשורים לאפופטוזיס (Yaffe וחב' ב-FEBS Lett משנת 2002, ו- Mackintosh ב-Biochem J משנת 2004).

ידוע שחלבוני 14-3-3 מגיבים עם למעלה מ-200 חלבונים המכילים את ה-motif pSer/pThr (Furukawa וחב' ב- Biochem Biophys Res Commun משנת 1993, ו-Muslin וחב' ב-Cell משנת 1996). על ידי התקשרות זו לחלבוני היעד שלהם, חלבוני 14-3-3 משתתפים ברגולציה של מגוון רחב של תהליכים ביולוגיים הכוללים העברת סיגנלים, תהליכי שעתוק, מחזור חיי תאים, אפופטוזיס והתפתחות נוירונלית (Fu וחב' ב-Ann Rev Pharmacol Toxicol משנת 2000, Peng וחב' ב-Science משנת 1997, Zha וחב' ב-Cell משנת 1996, Datta וחב' ב-Mol Cell משנת 2000, Fanti וחב' ב-Nature משנת 1994, Skoulakis וחב' ב-Mol Neurobiol משנת 1998 ו-Tzivion ו-Avruch ב-J Biol Chem משנת 2002). בנוירונים, חלבוני 14-3-3 נמצאים בציטופלזמה, באברונים (organelles) התוך-תאיים ובפלזמת התאים. אחדים מהאיזופורמים של 14-3-3 נמצאים באופן עשיר במיוחד בסינפסות באופן המאפשר העברת איתותים בינתאיים ופלסטיות שלהם (Baxter וחב' ב-Neuroscience משנת 2002, Broadie וחב' ב-Neuron משנת 1997, Zhou וחב' באותו כתב עת משנת 1999, ו-Li וחב' באותו כתב-עת משנת 2003). בנוסף, מייחסים לחלבוני 14-3-3 תפקיד במיון של נוירונים, בנדידה ובהישרדות שלהם, כמו גם בהנצה של neurites ובוויסות של תעלות יונים.

חלבוני 14-3-3 במפגעים נוירולוגיים

חלבוני 14-3-3 משחקים תפקידים פיזיולוגיים מגוונים ומגיבים עם חלבונים רבים במהלך התפתחות נורמלית ובשנות הבגרות (Aitken ב-Trends Cell Biol משנת 1996). יתרה מכך, ראיות רבות מזהות חלבוני 14-3-3 כיעדים חשובים בתהליכים נוירו-פתולוגיים (Foote ו-Zhou ב-Mol Biol משנת 2012). חלבוני 14-3-3 מתגלים בנוזל השדרה (CSF) במחלות נוירו-ניווניות שונות כגון טרשת נפוצה (MS) (Colucci וחב' ב-Multiple Sclerosis משנת 2004), במחלת Creutzfeldt-Jakob (Hsich וחב' ב- N Eng J Med משנת 1996, Zerr וחב' ב-Ann Neurol משנת 1998 ו-Shiga וחב' ב-J Clin Neurosci משנת 2006), וכן במחלה נוירו-ניוונית כתוצאה מ-HIV (על פי Morales וחב' ב-J Neurovirol משנת 2012). חלבוני 14-3-3 משמשים גם כסמנים של מפגעים נוירולוגיים המאופיינים על ידי הרס מסיבי של נוירונים במוח, הכוללים שבץ מוחי חריף (Fujji וחב' ב-J Neurol Sci משנת 2005), ושטף-דם תת-עכבישי (SAH) (Siman וחב' ב-PLos One משנת 2011). במקובץ, ממצאים אלה המרמזים על נוכחות של 14-3-3 ב-,CSF יכולים להצביע על הרס של רקמה מוחית וזליגה של חלבונים תאיים לנוזל השדרה כתוצאה מנזק זה. מסיבה זו נחקרת כיום משמעות 14-3-3 כסמנים לנוירו-דגנרציה (Goto וחב' ב-Neurochem Int משנת 2009 ו-Siman וחב' ב-Brain Res משנת 2008). בנוסף, מוצאים חלבוני 14-3-3 בנגעים ספציפיים ובאגרגציות של חלבונים מוחיים של מפגעים ניווניים במוח, מה שעודד מספר תיאוריות רלוונטיות:

• חלבוני 14-3-3 עשויים לשחק תפקיד הגנתי בהרחקה של חלבונים טוקסיים פתוגניים
• חלבוני 14-3-3 עלולים להיות מורחקים אל תוך האגרגציות של החלבונים המוחיים מה שגורם לביטול תפקודם
• חלבוני 14-3-3 יכולים לסייע ליצירת אותן אגרגציות של חלבונים במוח מה שעלול לגרום לנוירו-טוקסיות

בנוסף, ידוע שחלבוני 14-3-3 מסייעים לייצוב של החלבונים אליהם הם נקשרים, מגינים על חלבוני-יעד מזורחנים ומווסתים את הפעילות האנזימטית של חלבוני היעד. כישלון של תפקודים אלה של חלבוני 14-3-3, עלול לתרום להופעת מחלות נוירו-ניווניות.

חלבוני 14-3-3 ומחלת אלצהיימר

לערכים נוספים הקשורים לנושא זה, ראו את דף הפירושים – אלצהיימר

מחלת אלצהיימר (AD) היא צורה שכיחה של שיטיון מתקדם המאופיין על ידי רובד (plaque) קורטיקלי או סב-וסקולרי של סְבַכים נוירופיברילריים, המורכבים מאלמנטים סליליים מזווגים וחלבון tau הכרוך במיקרו-טובולי (Li ב-Curr Opin Neurobiol משנת 1995). פוספורילציה של חלבון tau המתרחשת במחלת אלצהיימר מפחיתה את תפקודו של חלבון זה, מחלישה את הייצוב של מיקרוטובולי, ומביאה ליצירת סְבַכים נוירופיברילריים, מה שמזוהה עם נוירו-דגנרציה (Alonso וחב' ב-Proc Natl Acad Sci USA משנת 1994, ו-Yuan וחב' ב-J Biol Chem משנת 2004). חלבוני 14-3-3 התגלו בסבכים אלה בחולי AD עם האיזופורם 14-3-3 ζ האימונו-ראקטיבי ביותר. מחקר אחר הראה ש-14-3-3 ζ מסייע לפוספורילציה תלויית-GSK3β של tau על ידי סיוע לזיקה של GSK3β לחלבון tau (Agarwal-Mawal וחב' ב-J Biol Chem משנת 2003). ידוע שחלבונים הקשורים ל-14-3-3 ζ עמידים באופן יחסי לפעילות של פוספטאזות, מה שמעלה את האפשרות ש-14-3-3 ζ מגביר את העוצמה ואת משך הסיגנלים התלויים בקינאזות במצבים פתולוגיים. עם כן, הראו שהאיזופורמים 14-3-3β, 14-3-3ζ ו- 14-3-3η, נקשרים בזיקה גבוהה לחלבון tau, שהיה מזורחן על ידי Akt ו-PKA (Sadik וחב' ב-J Neurochem משנת 2009), ואינטראקציה זו הפחיתה את האגרגציה של tau במערכת in vitro. בניגוד לכך, tau מזורחן 3βGSK כן עבר אגרגציה במהירות. נראה אם כן שחלבוני 4-3-31 הם בעלי תפקיד דואלי באגרגציה של tau.

ראקטיבציה של מעגל חיי התא הנוירוני בחולי AD, הוא מנגנון פוטנציאלי המוביל תאים אלה לקראת אטרופיה (Busser וחב' ב-J Neurosci משנת 1998, Young וחב' באותו כתב-עת משנת 2001, ו-Moh וחב' ב-Results Problems Cell Differ משנת 2011). ישנן ראיות מסוימות שחלבוני 14-3-3 עשויים להיות בעלי תפקיד הגנתי במסלול חי הנוירון. נמצא שהפעילות האנזימטית של Cdk5 kinase ושל Cdc25 phosphatase מוגברת בדגימות של חולי AD (Lee וחב' ב-Neurosci Res משנת 1999, ו-Vincent וחב' ב-Neuroscience משנת 2001). עיכוב של 2 אנזימים אלה, סייע בהגנה על הנוירונים בתרבית שטופלו עם העמילואיד האוליגומרי הטוקסי Aβ42 במוח של חולי אלצהיימר (Chang וחב' ב-J Cell Sci משנת 2012). האיזופורם 4-3-3 ε 1 נקשר ל-Cdc25 ומרחיק אותו מהציטופלזמה, ואילו Aβ42 מחליש את האינטראקציה הזו. לעומת זאת, כאשר האינטראקציה בין Cdc25 ו-4-3-3 ε1 מעוכבת על ידי פוספורילציה של Cdc25 המתווכת על ידי Cdk5, מתגברת הנוירוטוקסיות והתמותה הנוירונלית ב-AD.

האנזים serine-arginine protein kinase 2 (להלן SRPK2) מסוגל לעבור טרנסלוקציה אל תוך גרעין התא ולעודד תגבור של cyclin D1 (Jang וחב' ב-J Biol Chem משנת 2009). האיזופורמים 14-3-3 β, ε 14-3-3 ו-14-3-3 σ מגיבים עם SRPK2 ומעכבים את מעברו אל תוך הגרעין. במודל של AD בעכברים, חסר של SRPK2 ב-dentate gyrus מגביר התנהגות קוגניטיבית משובשת, כמו גם פוגע בהגברה הסינפטית ארוכת הטווח (LTP) (Hong וחב' ב-J Neurosci משנת 2012). ממצאים אלה תומכים בהשערה שחלבוני 14-3-3 יכולים לדכא את התפקודים של מצעים תאיים קריטיים אחדים החיוניים לנוירונים ב-AD. ולבסוף, חלבוני 14-3-3 עשויים לווסת ישירות מסלולים אפופטוטיים ב-AD. גורם השעתוק FOXO1 המתנתק מ-14-3-3 ועובר טרנסלוקציה אל תוך הגרעין ושם הוא משפיע בכיוון מותם של נוירונים (Yuan וחב' ב-Science משנת 2008). ממצא זה מציע שחלבוני 14-3-3 משחקים תפקיד חיובי בהישרדות של נוירונים ובהגנה מפני פתוגניות ב-AD.

מחלת פרקינסון

לערכים נוספים הקשורים לנושא זה, ראו את דף הפירושים – פרקינסון

מחלת פרקינסון (להלן PD) היא מחלה נוירו-ניוונית התלויה בגיל, המאופיינת על ידי גופיפי Lowy ועל ידי איבוד של נוירונים דופאמינרגיים בחומר השחור (susbtantia nigra) (Cookson ו-Bandmann ב-Hum Mol Genet משנת 2010). גופיפי Lowy הם צברים לא נורמליים של חלבונים המתפתחים בנוירונים והם המאפיין המרכזי של PD. מוצאים את גופיפי Lowy בגזע המוח, בעיקר בחומר השחור (Braak וחב' ב-Neurobiol Aging משנת 2010, ו-Jellinger ב-J Neurol משנת 2009). המרכיב העיקרי בגופיפי Lowy הוא α-sinuclein שהוא ווסת של מסלול protein kinase המשופעל על ידי מיטוגנים (להלן MAPK), המשחק תפקיד חשוב בסינתזה של דופאמין (Iwata וחב' ב-J Biol Chem משנת 2001, Lücking ו-Brice ב-Cell Mol Life Sci משנת 2000, ו-Perez וחב' ב-J Neurosci משנת 2002). ביטוי-יתר של α-synuclein במודלים של חיות גרם למותם של נוירונים (Kirik וחב' באותו כתב-עת מאותה שנה). מעניין שרמות של האיזופורמים 14-3-3 γ, 14-3-3 ε ו- θ14-3-3, פחתו בביטוי-יתר של α-synculein במודל חיה (Yacoubian וחב' ב-Cell Death & Disease משנת 2010). היפוכו של דבר, ביטוי-יתר של שלושת האיזופורמים האחרונים, דיכא אגרגציה של α-synculein, והפחית את הטוקסיות המושרית בנוירונים על ידי 1-methyl-4-phenyl tetrahydropyridine (להלן MPTP) שהוא אחד הנוירו-טוקסינים הגורמים למותם של תאים דופאמינרגיים ומשרה תסמונת פרקינסונית (Betarbet וחב' ב-Nature Neurosci משנת 2000). תצפיות אלו תואמות את המודל על פיו α-synculein יכול להשפיע על ידי הפחתת הביטוי של חלבוני 14-3-3 ובכך לתרום לפתוגניות של PD.

בדיקה אימונו-היסטוכימית תיארה צביעה חזקה של 14-3-3 בגופיפי Lewy (על פי Kawamoto וחב' ב-J Neuropathol Exp Neurol משנת 2002). בעיקר התגלו בטכניקה זו בגופיפי Lewy האיזופורמים ζ, γ, ε ו- θ (Berg וחב' ב-Ann Neurol משנת 2003). נמצא ש-α-synuclein נקשר לחלבוני 14-3-3 ויש לו אפילו הומולוגיה ברצף חומצות האמינו עם חלבוני 14-3-3 (Ostrerova וחב' ב-J Neurosci משנת 1999). למעשה, 14-3-3 ו-α-synuclein יכולים לעבור השקעה משותפת (co-immunoprecipitation) ממוחות של יונקים (Xu וחב' ב-Nature Med משנת 2002), והשקעה משותפת זו בולטת יותר במוחות של PD (Sato וחב' ב-EMBO J משנת 2006). יש ראיות לכך שיעד ספציפי לדיס-רגולציה של 14-3-3 קשור לאפופטוזיס של נוירונים ב-PD. האיזופורם θ 14-3-3 מגיב עם החלבון Bad שהוא רגולטור שלילי של המולקולה האנטי-אפופטוטית Bcl-2 במיטוכונדריה (Zha וחב' ב-Cell משנת 1996).

בנוסף, חלבוני 14-3-3 משחקים תפקיד במסלול האיתות הדופאמינרגי ב-PD. מותם של נוירונים דופאמינרגיים הוא המאפיין המרכזי ב-PD. האיזופורם ζ 14-3-3 נקשר לאנזים המזורחן tyrosine hydroxylase, שהוא האנזים קובע הקצב בסינתזת דופאמין, וגורם לשפעול מתמשך של האנזים (Ichimura וחב' ב-FEBS Lett משנת 1987, Wang וחב' ב-J Biol Chem משנת 2009, ו-Toska וחב' ב-J Neurochem משנת 2002). α-synuclein מפחית את פעילותו של tyrosine hydroxylase ואת היצירה של דופאמין על ידי התקשרותו ל-tyrosine hydroxylase במצב של דה-פוספורילציה. רעיון הנלווה לנתונים אלה, הוא שחלבוני 14-3-3 עשויים להוות יעד תרפויטי להגברת יצירת דופאמין ולהאטת הקצב של אובדן דופאמין ב-PD.

איזופורם אחר, 14-3-3 η, נמצא נקשר ומווסת באופן שלילי את larkin, שהוא E3 ubiquitin ligase שעבר מוטציה ב-PD (Shimura ב-Nature Genet משנת 2000). החלבון parkin ידוע בכך שהוא מתווך את הכוונתם של חלבונים מיותרים בתא לתהליך השמדה, ומוטציה ב-parkin גורמת להצטברות של חלבונים טוקסיים בנוירונים דופמינרגיים (Kahle ו-Haass ב-EMBO Rep משנת 2004). האינטראקציה בין 14-3-3 ו-parkin נפגעת כאשר parkin עבר מוטציה, ונגרמת מחלת פרקינסון של גיל הנעורים. נתונים אלה מרמזים על המשמעות התפקודית של 14-3-3 η בפתוגנזה של PD.

Amyotrophic lateral sclerosis

תסמונת ALS היא מחלת מוטור-נוירון פטלית המתקדמת במהירות שסיבותיה אינה ברורות עדיין. המחלה מתאפיינת על ידי חולשת שרירים ואטרופיה הבאה לביטוי בקשיי נשימה, בליעה, ודיבור (Roland ו-Shneider ב-N Eng J Med משנת 2001). המאפיין הנוירופתולוגי של ALS היא הנוכחות של אגרגציות של נוירו-פילמנטים בנוירונים (Strong וחב' ב-J Neuropathol Exp Neurol משנת 2005). לנוירופילמנטים יש שלושה איזופורמים על בסיס משקלם המולקולרי (NF-L NF-M ו-NF-H). ההתלכדות של הנוירו-פילמנטים ליציקת קומפלקס תלויה בהומו-פולימריזציה הראשונית של NF-L (Lee וחב' ב-J Cell Biol משנת 1993). הרמות של NF-L mRNA מופחתות באופן סלקטיבי בנוירונים המוטוריים המתנוונים בחוט השדרה של חולי ALS (Wong וחב' ב-J Neuropathol Exp Neurol משנת 2000). ה-mRNA של NF-L מיוצב על ידי התקשרות עם מספר חלבונים כגון 14-3-3, עם TAR DNA binding protein (להלן TDP-43) או עם copper/zinc superoxide dismutase (להלן SOD) (Volkening וחב' ב-Brain Res משנת 2009, ו-Ge וחב' ב-Mol Cell Neurosci בשנת 2007). ב-ALS משפחתי וכן במודל חיות של ALS, האיזופורמים 14-3-3 β ו-14-3-3 γ נמצאים בגופיפים הייאליניים דמויי-גופיפי Lewy (להלן LBHI) (Kawamoto וחב' ב-Acta Neuropathol משנת 2004). נמצא ש-TDP-43 ו-SOD הם מרכיבים של LBHI (Tan וחב' ב-Acta Neuropathol משנת 2007, ו-Okamoto וחב' ב-PLos One משנת 2011). יחדיו, נתונים אלה תומכים במודל לפיו יצירת LBHI יכולה לנטרל חלבונים המייצבים את NF-L mRNA, מה שגורם לאגרגציות של נוירופילמנטים ב-ALS. יתרה מכך, נמצא ש-14-3-3 יוצר אינטראקציה עם NF-L שעבר פוספורילציה, וידוע שאינטראקציה מופחתת של עם NF-L גורמת לאגרגציה של נוירופילמנטים ב-ALS (Miao וחב' ב-J Cell Sci משנת 2013). לפיכך, נראה שחלבוני 14-3-3 מונעים יצירת אגרגטים ב-ALS.

מחלת פוליגלוטמין

שמה האחר של מחלה נוירו-ניוונית פטלית הוא spinocerebellar ataxia type 1 (להלן SCA1), והיא נגרמת כתוצאה ממעורבות פתולוגית של פוליגלוטמין (poly-Q) בעיקר בנוירוני Purkinje במוח הקטן, כאשר חלבון ataxin-1 מוטנטי חודר לגרעין התאים ויוצר אגרגטים בגופיפי הכללה (inclusion bodies או IB) (Orr ב-Nature Genet משנת 1993, ו-Zoghbi ו-Orr ב-Semin Cell Develp Biol משנת 1995). בה בשעה שהחלבון ataxin-1 התקין נע הלוך וחזור בין הגרעין והציטופלזמה, החלבון הזה בתרחיש של poly Q, נכשל במעבר מהגרעין לציטופלזמה (Irwin וחב' ב-J Cell Sci משנת 2005). למרות ש-IB בגרעין זוהו כמאפיין הפתולוגי המרכזי באזורי המוח הנגועים, מספר מחקרים הגיעו דווקא למסקנה ש-IB הם בעלי תפקיד נוירו-הגנתי (Arrasate וחב' ב-Nature משנת 2004, ו-Bowman וחב' באותו כתב-עת משנת 2007). שלושת האיזופורמים של 14-3-3 מסוג ε, β ו- ζנקשרים ל-ataxin-1 מזורחן ומונעים את מעברו אל תוך הגרעין ואת הדה-פוספורילציה שלו, ובכך מייצבים אותו (Lai וחב' ב-J Biol Chem משנת 2011). נראה אם כן ש-14-3-3 יכול לשחק תפקיד דואלי בפתוגנזה של SCAI: הממצא שחסר חלקי של 14-3-3epsilon משפר את הפנוטיפ הצרברלי ב-SCAI מצביעה על כך ש-14-3-3 תורם לפתוגנזה של SCAI (Jafar-Nejad וחב' ב-Proc Natl Acad Sci USA משנת 2011.

מחלת Huntington

מחלת Huntington היא מפגע נוירו-ניווני אוטוזומלי-דומיננטי כתוצאה מגן פגום על כרומוזום 4 המקודד לחלבון huntingtin הגורם למותם של תאים באזור ה-striatum במוח. הפגם הגנטי נובע מהכפלה של 3 נוקלאוטידים (CAG), החוזרים מספר פעמים באזור המקודד לחלבון זה. ככל שמספר החזרות של רצף זה גדול יותר המחלה קשה יותר (Jou ו-Myers ב-Hum Mol Genet משנת 1995). האיזופורם 14-3-3 ζ עשוי ללכוד את חלבון ה-huntingtin הפגום על ידי יצירת אגרגטים ובכך להביא להגנה nפניו (Kaneko ו-Hachiya ב-Med Hypotheses משנת 2006). הפחתת 14-3-3 על ידי siRNA מפחיתה את תהליך הנטרול של huntingtin (Omi וחב' ב-Neurosci Lett משנת 2008).

סכיזופרניה

סכיזופרניה היא מפגע נוירו-פסיכיאטרי המתמשך כמעט לאורך כל החיים. האבחון של מפגע זה מבוסס על נוכחות הזיות, אשליות, מחשבות בלתי מאורגנות והתנהגות יוצאת דופן לעתים. עיוות המציאות מאפיין בדרך כלל את תחילת התסמינים (van Os ו-Kapur ב-Lancet משנת 2009). אנליזות גנטיות הצביעו על קשר בין סכיזופרניה לבין האזור הכרומוזומלי 22q12-13, בו ממוקם הגן YWHAH המקודד ל-14-3-3 (Muratake וחב' ב-Genomics משנת 1996). אכן, קיימת אסוסיאציה בין פולימורפיזמים של נוקלאוטיד בודד (SNP) של הגן של14-3-3 η לבין סכיזופרניה שנקבעה במספר מחקרים בניתוח של דגימות ממספר מגזרים אתניים (Toyooka וחב' ב-Am J Med Genet משנת 1999, Bell וחב' באותו כתב עת משנת 2000, ו-Wong וחב' ב-Mol Psychiatry משנת 2003). בנוסף, אנליזות גנטיות וכאלה של דגימות שלאחר המוות של mRNA, זיהו איזופורמים אחרים של 14-3-3כגון 14-3-3 ε ו-ζ 14-3-3 כקשורים לסכזופרניה (Jia וחב' ב-Eur Psychiatry משנת 2004, Wong וחב' ב-Schizophr Res משנת 2005, ו-Ikeda וחב' ב-Hum Mol Genet משנת 2008).

טרשת נפוצה

טרשת נפוצה (MS) היא מחלה דלקתית כרונית של ה-CNS ממקור אוטו-אימוני בה נגרם נזק לשכבת המיאלין. רמות של חלבוני 14-3-3נמצאו מוגברות בתאי gliaשל חוליMS (Satoh וחב' ב-Am J Pathol משנת 2004). בעיקר, האיזופורמים 14-3-3β,14-3-3 ε ,4-3-3 η 1 ו-14-3-3 ζ מבוטאים באופן אינטנסיבי באסטרוציטים פעלים באזורים של נגעי דה-מיאלינציה של MS. מבחנים של השקעה אימונית משותפת הראו שהאיזופורמים β, ε ו- ζשל 14-3-3, מגיבים עם vimentin ועם glial fibrillary acidic protein באסטרוציטים. כיוון שפילמנטים גליאליים עוברים פולימריזציה באסטרוציטים פעילים (Eliasson חב' ב-J Biol Chem משנת 1999, ו- Inagaki וחב' ב-Brain Pathol משנת 1994). חלבוני 14-3-3 עשויים לפעול כגשר בין vimentin ו- .glial fibrillary acidic proteinכיוון שאסטרוציטים פעילים משחררים גלוטמאט או ציטוקינים מקדמי דלקת הגורמים למותם של נוירונים (Domercq וחב' ב-J Biol Chem משנת 2006, ו-Brambilla וחב' ב-J Exp Med משנת 2005).

הוראות לביצוע הבדיקה

דגימת נסיוב כאשר הדם נלקח במבחנה כימית (פקק אדום או צהוב) או מבחנת ג'ל. את הנסיוב יש להפריד בסרכוז תוך 45 דקות מנטילת הדם. הדגימה יציבה בטמפרטורת החדר או בקירור למשך 3 ימים, בהקפאה למשך 7-14 יום. אין לקבל דגימות נסיוב מאוד המוליטיות או ליפמיות. הבדיקה מתבצעת בשיטת ELISA. כאשר הדגימה היא CSF, יש להקפיד שלא תהיה המוליטית, ויש לסרכז את דגימת ה-CSF למשך 10 דקות על מנת להרחיק את האריתרוציטים. יש להקפיד על סרכוז בתנאי קירור. יציבות דגימת ה-CSF בקירור (מועדף) היא 7 ימים, וכדגימה קפואה היציבות היא עד 90 יום.

קטגוריות: 1 10 17 24