Characterization of CSTB function as a modultor of histone clipping in neural stem cell differentiation

Etenevä myoklonusepilepsia (Unverricht-Lundborgin tauti, EPM1) on varhaisnuoruudessa alkava hermorappeumasairaus, joka johtuu kystatiini B (CSTB)-proteiinia koodittavan geenin virheistä. Tyypillisiä EPM1:n oireita ovat tahdottomat ja ärsykeherkät lihasnykäykset, toonis-klooniset epileptiset kohtaukset sekä tasapainohäiriöt. Kystatiini B proteiini inhiboi kysteiini-proteaasia, kuten katsepsiini L:ää, jonka tiedetään pilkkovan histoni H3-proteiinin aminoterminaalista päätä hiiren alkioiden kantasolujen erilaistumisessa. Tutkimusryhmämme on aikaisemmin käyttänyt tautimallintamiseen Cstb-poistogeenisen hiirimallin aivojen hermokantasoluja ja osoittanut, että CSTB osallistuu hermokantasolujen erilaistumisen epigeneettiseen säätelyyn ja kromatiinirakenteen palautumattomaan muokkaukseen inhiboimalla katepsiini L-välittteistä histoni H3-proteiinin aminoterminaalisen pään pilkkomista. Tässä tutkimuksessa käytimme villityypin 13.5-päiväisien hiirien alkioiden aivoista eristettyjä hermokantasoluja ja tutkimme ulkoisten soluviljelyssä käytettyjen erilaistumissignaalien vaikutuksia hiiren ex vivo hermokantasolumalliin. Vahvistimme, että solut, joissa histoni H3-proteiinin aminoterminaalisten päiden pilkkominen tapahtuu, ovat pääasiassa hermosoluja. Seuraavaksi, lisäsimme kystatiini B-puutteisen hiiren hermokantasoluihin CSTBtä, ja vahvistimme solujen fenotyypin palautumisella, että CSTB säätelee histoni H3-proteiinin aminoterminaalisten päiden pilkkomista, ja että se on pilkkomista estävä säätelytekijä. Lisäksi osoitimme, että katepsiini B ja katepsiini L eivät ilmenny hermokantasolujen tumissa ennen erilaistumista villityypin hiiren hermokantasoluista tehdyissä jääleikkeissä.