ความเป็นพิษของ Transthyretin กลายพันธุ์ชนิด V30M และ L55P ที่มีต่อเซลล์มนุษย์

Cytotoxicity of V30M and L55P Transthyretin Variants on Human Cells

Abstract

Transthyretin (TTR) เป็นหนึ่งในโปรตีนขนส่งฮอร์โมนไธรอกซินในพลาสมาและไขสันหลัง เป็นโปรตีนที่ประกอบด้วย 4 หน่วยย่อยที่เหมือนกัน และมีน้ำหนักโมเลกุล 55 kDa การกลายพันธุ์ของยีนที่นำไปสู่การเปลี่ยนแปลงกรดอะมิโนเพียง 1 ตำแหน่ง จะส่งผลให้เกิดเป็น TTR variant ที่เป็นสาเหตุสำคัญของโรค TTR amyloidosis โดย TTR จะเปลี่ยนโครงรูปไปเป็น amyloid fibril ที่เป็นพิษ เกิดการสะสมและทำให้การทำงานของระบบเซลล์ประสาทผิดปกติ ในบรรดา TTR variants ที่ได้มีการศึกษาแล้วนั้น V30M (เมไธโอนีนแทนที่วาลีนที่ตำแหน่ง 30) เป็นชนิดที่พบบ่อยที่สุด ในขณะที่ L55P (โพรลีนแทนที่ลิวซีนที่ตำแหน่ง 55) เป็นชนิดก่อให้เกิดอาการรุนแรงที่สุด การตรวจสอบความเป็นพิษต่อเซลล์ (cytotoxicity) เป็นวิธีการพื้นฐานสำหรับวิเคราะห์ amyloidogenicity ของ TTR ในเบื้องต้น อย่างไรก็ตาม เซลล์ที่มีความจำเพาะและไวต่อพิษของ TTR amyloid เป็นปัจจัยสำคัญต่อประสิทธิภาพของการทดสอบ การวิจัยครั้งนี้ จึงมีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาเปรียบเทียบการตอบสนองของเซลล์มนุษย์ต่อพิษ TTR เพื่อค้นหาเซลล์ที่มีความไวและเหมาะสมสำหรับใช้เป็นเครื่องมือศึกษา TTR amyloidosis เพิ่มขึ้น ผลการศึกษาโดยอาศัย recombinant V30M และ L55P เป็นเครื่องมือ พบว่า L55P ถูกชักนำให้เกิดเป็น soluble aggregate ด้วยสภาวะกรดได้รวดเร็วกว่า V30M รวมทั้งมีความเป็นพิษต่อเซลล์ ไฟโบรบลาสต์ (fibroblast) ทั้งชนิด F-N และ F-DS รวมทั้ง นิวโรบลาสต์ (neuroblast) ชนิด LAN-5 และ ลิมโฟบลาสต์ (lymphoblast) ที่สูงกว่า V30M นอกจากนี้ จากการศึกษาเปรียบเทียบแสดงให้เห็นว่า เซลล์ไฟโบรบลาสต์ ชนิด F-DS มีความไวต่อพิษของ soluble aggregated TTR มากที่สุด  Transthyretin (TTR) is one of the thyroxine transport protein in the plasma and cerebrospinal fluid. It is a 55-kDa homotetrameric protein. The mutation of TTR gene that leads to a single amino acid change of TTR protein will result in the TTR variant, which is the major cause of TTR amyloidosis. TTR mis-folding into toxic amyloid fibril found deposited and resulting in dysfunction of the nervous system. Among the identified TTR variants, V30M (methionine for valine substitution at position 30) is the most common type; whereas, L55P (proline for leucine substitution at position 55) is the most aggressive type. To evaluate amyloidogenicity of TTR variants, cytotoxicity assay is a primary assessment; however, the sensitivity and specificity of cell to TTR amyloid are the effectiveness factors of the assay. The objective of this research is to comparatively study on the responsiveness of human cell types to the toxicity of TTR amyloid in order to identify more cell that is sensitive and appropriate for using as a tool in the study of TTR amyloidosis. By using recombinant V30M and L55P as tools, it revealed that L55P was induced by acidic condition to form a soluble aggregate faster than V30M, and it was more toxic to the studied cells including fibroblasts (F-N and F-DS), neuroblast (LAN-5) and lymphoblast than V30M. In addition, the comparatively results showed that F-DS cells were the most sensitive to the toxicity of soluble aggregated TTRs.