Analise de expressão do gene Lgi1 durante o desenvolvimento do sistema nervoso central e seu silenciamento utilizando a tecnica de interferencia por RNA
Patricia Aline Oliveira Ribeiro de Aguiar Araujo
TESE
Português
(Broch.)
T/UNICAMP Ar15a
[Lgi1 gene expression analysis during the central nervous system development and its silencing using the interference RNA]
Campinas, SP : [s.n.], 2008.
217 p. : il.
Orientador: Iscia Teresinha Lopes-Cendes
Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciencias Medicas
Resumo: Introdução/Objetivo: Mutações no gene LGI1 foram descritas como causa da Epilepsia Parcial Autossômica Dominante com Sintomas Auditivos em algumas famílias. Alguns estudos apontam para um possível envolvimento do gene LGI1 com migração e/ou proliferação neuronal, porém a função exata desse...
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Resumo: Introdução/Objetivo: Mutações no gene LGI1 foram descritas como causa da Epilepsia Parcial Autossômica Dominante com Sintomas Auditivos em algumas famílias. Alguns estudos apontam para um possível envolvimento do gene LGI1 com migração e/ou proliferação neuronal, porém a função exata desse gene permanece desconhecida. O objetivo deste trabalho foi determinar o perfil de expressão do gene Lgi1 em cérebro de camundongos durante o desenvolvimento do sistema nervoso central (SNC) e na fase adulta e, ainda, silenciar este gene em cérebros de camundongos utilizando a técnica de interferência por RNA (RNAi). Métodos: Acasalamentos programados foram realizados, utilizando camundongos Balb/c, para a obtenção de fetos de diferentes idades. Os cérebros de três animais, nas seguintes idades, foram retirados e os hemisférios direito e esquerdo separados: E15, E17, E18 dias (E:dias embrionários), P1, P7, P14 dias (P: dias pós-natal), 4, 6, 8 e 24 semanas. Também utilizamos cabeças inteiras de animais E13. Além disso, foram utilizados três animais adultos para a análise do gene Lgi1 em neocórtex, hipocampo e cerebelo. O perfil de expressão gênico foi determinado pela PCR em tempo real utilizando o sistema TaqMan® e por western blot. A técnica de RNAi foi realizada utilizando diferentes métodos de introdução de pequenas moléculas interferentes no cérebro de animais neonatos e adultos. Utilizamos também vários parâmetros diferentes no que se refere ao desenho das moléculas interferentes, suas concentrações, o local e o número de injeções. Além disso, experimentos de RNAi in vitro foram realizados, utilizando uma linhagem celular de glioblastoma humano, a U138MG, e uma linhagem de neuroblastoma murino, a Neuro2a. A confirmação do silenciamento gênico foi feita por PCR em tempo real e, em alguns experimentos, também por western blot. Resultados: A expressão do gene Lgi1 se apresentou baixa durante as idades intra-uterinas, aumentando progressivamente. Os animais em idade adulta apresentaram um aumento de expressão de 35 vezes quando comparadas às amostras E13, utilizando Gapdh como normalizador e de aproximadamente 28 vezes, utilizando ?-actina. Embora o teste estatístico não tenha encontrado diferença na expressão do gene Lgi1 entre os hemisférios cerebrais, ele revelou uma diferença significativa entre as idades estudadas. Os experimentos de western blot confirmaram o perfil de expressão determinado pelos estudos de PCR em tempo real, encontrando-se, a proteína Lgi1, em maior quantidade nas idades mais avançadas analisadas. O estudo de expressão das três regiões do cérebro não resultou em diferença estatisticamente significativa. O silenciamento do gene Lgi1 foi realizado com sucesso pela técnica de RNAi, em cérebro de animais adultos, sendo que os resultados mais consistentes, redução da expressão de aproximadamente 50%, foram observados com o método de eletroporação local e confirmação do silenciamento por PCR em tempo real. Além disso, nós conseguimos demonstrar silenciamento de até 99% do gene Lgi1 em cultura de células. Conclusões/Discussão: O padrão de expressão baixo do gene Lgi1 durante o desenvolvimento, com aumento progressivo e alta expressão na idade adulta aponta para uma potencial função inibitória da proliferação celular. Tal suposição encontra apoio em achados de neuroimagem de alguns pacientes com mutação em LGI1. O silenciamento do gene Lgi1 em cérebro de camundongos, utilizando a técnica de RNAi, foi alcançado, porém com grande dificuldade técnica. Esses obstáculos encontrados apontam para a existência de possíveis características moleculares próprias do gene LGI1 que poderiam dificultar seu silenciamento pela técnica da RNAi, tais como: um RNA mensageiro rico em proteínas associadas, impedindo o acesso da maquinaria de RNAi ou, ainda, LGI1 poderia ser um gene essencial, onde a diminuição de sua expressão ativaria processos celulares compensatórios
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Abstract: Introduction/Objectives: Mutations in the LGI1 gene were described in some patients with autosomal dominant partial epilepsy with auditory features and preliminary functional studies point to a possible involvement of LGI1 with migration and/or neuronal proliferation. However, the precise...
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Abstract: Introduction/Objectives: Mutations in the LGI1 gene were described in some patients with autosomal dominant partial epilepsy with auditory features and preliminary functional studies point to a possible involvement of LGI1 with migration and/or neuronal proliferation. However, the precise function of LGI1 remains unknown. The objective of the present study was to determine the expression pattern of the Lgi1 gene in mice brain during central nervous system (CNS) development and in adult animals. In addition, we aimed to silence Lgi1 in mouse brain using RNA interference (RNAi). Methods: Programmed mating was carried with Balb/c mice in order to obtain embryos of different ages. The brains of three animals at the following ages were removed and the right and left hemispheres were separated: E15, E17, E18 days (E: embryo days), P1, P7, P14 (P: post-natal days), 4, 6, 8 and 24 weeks old. We also studied E13 whole head animals. In addition we studied three different regions from 5 weeks-old animal brains: neocortex, hippocampus and cerebellum. Gene expression assays were carried out using real time PCR with the TaqMan® system and western blot experiments. RNAi was performed using different methods for injection of interfering molecules into the neonate and adult brains. We also used different molecule designs and concentrations, as well as the number and the local of injections was varied. Furthermore, we performed in vitro RNAi experiments using a glioblastoma cell line, U138MG, and a murine cell line, Neuro2a. Gene silencing confirmation was carried out by real time PCR and western blot assays. Results: Lgi1 gene expression was significantly low during the intrauterine ages increasing progressively until the adult stages. Samples from adult animals presented a 35 fold increase in expression as compared to E13 samples, using Gapdh as endogenous control, and when we use ?-actin, adult samples presented approximately 28 fold increase in Lgi1 expression. There were no statistical differences between Lgi1 gene expression test between right and left hemispheres. However, a significant difference in expression was found among the different ages studied. The western blot showed higher expression of the Lgi1 protein in the most advanced ages analyzed, confirming the expression profile observed in the real time PCR studies. However, we did not find any statistic difference between the three regions of the brain studied. In addition, we achieved significant gene silencing of Lgi1, reduction of expression of approximately 50%, in brain of adult animals using RNAi and the local electroporation method. In addition, we demonstrated up to 99% silencing of LGI1 in cell culture. Conclusions/Discussion: The Lgi1 expression profile, which is characterized by low expression in the initial stages of development with progressive increase as the animal developed, could be explained by a possible inhibitory functional role in neuronal proliferation during CNS development. Lgi1 gene silencing in adult brain using RNAi technique was achieved after several attempts. These difficulties in gene silencing, point to the presence of intrinsic molecular characteristics of LGI1 which could be preventing silencing by RNAi, such as a message RNA too rich of associated proteins that may impairing the action of RNAi machinery; or LGI1 could be an essential gene, with very strong and stringent compensatory mechanisms; therefore, when attempting to decreased its expression one would activate the compensatory processes
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Lopes-Cendes, Íscia Teresinha, 1964-
Orientador
Bittencourt, Jackson Cioni
Avaliador
Pedrazzoli Neto, Mario
Avaliador
Melo, Mônica Barbosa de, 1968-
Avaliador
Sonati, Maria de Fátima, 1958-
Avaliador
Analise de expressão do gene Lgi1 durante o desenvolvimento do sistema nervoso central e seu silenciamento utilizando a tecnica de interferencia por RNA
Patricia Aline Oliveira Ribeiro de Aguiar Araujo
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Patricia Aline Oliveira Ribeiro de Aguiar Araujo
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