Ein Knockout-Mausmodell für Congenital Disorder of Glycosylation-IIc: Defizienz des Golgi-GDP-Fucose-Transporters

Abstract

Die monogenetisch vererbten humanen Erkrankungen der 'Congenital Disorders of Glycosylation' (CDG) werden durch Defekte von Enzymen und Transportern verursacht, die an der Modifikation von Proteinen durch kovalente Verknüpfung mit verschiedenen Zuckerbausteinen beteiligt sind. Die große Bedeutung des Zuckers Fucose als Teil dieser Glykoproteine wird durch den CDG-Typ IIc (auch 'Leukocyte Adhesion Deficiency II') deutlich. Aufgrund eines Defektes des Golgi-GDP-Fucose-Transporters (SLC35C1) zeigen die Patienten eine Hypofucosylierung von Glykoproteinen und weisen als klinische Symptome mentale und Wachstumsretardierung, eine persistierende Leukocytose und schwere Infektionen auf. Gegenstand dieser Arbeit ist die Generierung eines Mausmodells für diese Erkrankung durch Inaktivierung des Golgi-GDP-Fucose-Transporter-Gens (Slc35c1) und die Untersuchung von Effekten, die durch das Fehlen fucosylierter Strukturen in den einzelnen Organen verursacht werden. Lektin-Bindungsstudien zeigen eine deutliche Reduktion fucosylierter Glykokonjugate in Geweben und isolierten Zellen aus Slc35c1-defizienten Mäusen. Eine Fucose-Behandlung von Zellen aus verschiedenen Organen führt zu einer partiellen Normalisierung des Fucosylierungsstatus von Glykoproteinen. Dies stellt einen Hinweis auf die Existenz eines alternativen GDP-Fucose-Transportmechanismus dar. Slc35c1-defiziente Mäuse weisen eine schwere Wachstumsretardierung, erhöhte Mortalitätsrate, Leukozytose sowie erweiterte Lungenalveolen und hypozelluläre Lymphknoten auf. In vitro- und in vivo-Assays zur Untersuchung der Adhäsion und des Rollens von Leukozyten demonstrieren eine ausgeprägte Störung der P-, E- und L-Selektin-Ligandenfunktion. Dieses Modell bietet die Möglichkeit zur Identifzierung und Charakterisierung eines möglichen alternativen GDP-Fucose-Transportmechanismus sowie von fucosylierungsabhängigen Prozessen im Säugerorganismus.