Neurodegeneration-associated tau protein in the human developing brain

Jarc, Jasna (avtor), Kovacs, Gabor G. (mentor), Milenković, Ivan (komentor)

The concept of my thesis is based on the link between disorders of neural development and age-related neurodegeneration. As the world population is becoming older, we are facing an increasing number of individuals with serious cognitive impairments. However, there are no clinical markers to predict neither who nor when will one develop such an impairment. Recent research revealed that practically all individuals with a genetic cause of intellectual disability (Down syndrome (DS) individuals) will develop Alzheimer’s disease (AD)-like pathology in the course of their life. Thus, a link between neural development and ageing was proposed. Indeed, a transient physiological phosphorylation of tau is reported at some phosphorylatable epitopes during normal brain development. These epitopes are normally seen to be hyperphosphorylated in AD. Thus, the aim of this thesis was to investigate the patterns of tau phosphorylation during normal development and in brains of individuals with DS from early development until early postnatal life. The results of the experimental work conducted in this thesis suggest a critical loss of physiologic phosphorylation of tau at several neurodegeneration-related sites on the protein including Thr-181, Thr-212, Ser-214, Ser-202/Thr-205, and Thr-231 in individuals with DS. This outcome was noted primarily in the rhombencephalic structures, and to minor extent in rostral brain areas (the hippocampus and the internal capsule). With exception of the subiculum, total amount of tau did not differ between groups. Thus, this data strongly suggest functional tau disturbance, as shown by region-specific selective loss of tau phosphorylation in DS brains during development. The results show that tau could be another principal player in the pathophysiology of cognitive impairment in DS and a further link to AD.

• Jezik: Angleški jezik
• Ključne besede: Tau
• Vrsta gradiva: Magistrsko delo/naloga
• Tipologija: 2.09 - Magistrsko delo
• Organizacija: PEF - Pedagoška fakulteta
• Leto izida: 2016
• PID: 20.500.12556/RUL-87053
• COBISS.SI-ID: 11317065
• Datum objave v RUL: 04.09.2017

Sekundarni jezik

• Jezik: Slovenski jezik
• Naslov: Z nevrodegeneracijo povezan tau protein in njegova vloga v človeških možganih

Izvleček

Zasnova pričujočega dela temelji na povezavi med motnjami v nevrološkem razvoju in s starostjo povezano nevrodegeneracijo. Z vedno večjim številom starejšega prebivalstva se soočamo tudi z vedno večjim številom dementnih bolnikov z resnimi kognitivnimi motnjami. Vendar pa do današnjega dne še vedno ni kliničnih označevalcev, ki bi pripomogli k napovedi kdo in kdaj bo nekdo razvil tovrstno okvaro. Nedavne raziskave so pokazale, da bodo praktično vsi posamezniki z genetskim vzrokom duševne prizadetosti (posamezniki z Downovim sindromom (DS)) tekom svojega življenja skoraj zagotovo razvili patologijo, podobno Alzheimerjevi bolezni (AD). Na podlagi tega je bila predlagana povezava med nevrološkim razvojem in staranjem. Pravzaprav obstajajo tudi študije, ki poročajo o prehodni fiziološki fosforilaciji na nekaterih epitopih proteina tau med normalnim razvojem možganov. Ti epitopi so v možganih ljudi z AD običajno hiperfosforilirani. Cilj pričujoče raziskave je bil raziskati vzorce tau fosforilacije pri normalnem razvoju in v možganih posameznikov z DS med zgodnjim obdobjem razvoja možganov do zgodnjega poporodnega obdobja. Rezultati ekperimentalnega dela kažejo kritično izgubo fiziološke fosforilacije tau proteina na številnih z nevrodegeneracijo povezanih predelih proteina (vključujoč Thr-181, Thr-212, Ser-214, Ser-202/Thr-205 in Thr-231) pri posameznikih z DS. Ta rezultat je bil opažen predvsem v rombencefaličnih strukturah in v manjši meri tudi v rostralnih možganskih predelih. Z izjemo subikuluma, razlik v celotni količini tau proteina med skupinama ni bilo. Ti podatki torej nakazujejo na funkcionalno motnjo proteina tau, kot je razvidno iz regijsko-specifične selektivne izgube tau fosforilacije v razvijajočih se možganih posameznikov z DS. Rezultati kažejo, da bi protein tau lahko predstavljal še enega izmed glavnih akterjev, vpletenih v patofiziologijo kognitivne okvare pri posameznikih z DS kot tudi nadaljnjo povezavo z AD.

• Ključne besede: Tau