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Contents

List of Abbreviation 7

I. Introduction 9

II. Materials and Methods 13

1. Materials 13

1.1. Reagent 13

1.2. Antibodies 16

1.3. Instruments 17

2. Methods 19

2.1. Cell line and culture 19

2.2. Preparation of cell extract 20

2.3. Western blotting analysis 20

2.4. Soluble/ Insoluble fractionation 21

2.5. Immunocytochemistry 22

2.6. DNA Fragmentation Assay 23

2.7. MTS (tetrazolium compound [3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-5-(3-carboxymethoxyphenyl)-2-(4-sulfophenyl)-2H-tetrazolium]) assay 24

III. Results 25

Expression of HDFL wild type and mutant htt in PC12 cells 25

Full-length htt stable PC12 cells exhibit high levels of inducible transgene expression. 28

Mutant HDFL-138Q markedly increases intracellular aggregation. 30

Inducible cell lines expressing truncated huntingtin with an expanded polyglutamine repeat show cytotoxicity. 32

The structures of HDAC inhibitors, Apicidin and Suberoylanilide hydroxamic acid (SAHA) derivative 145 34

HDAC inhibitors apicidin and SAHA derivative 145 suppressed HDFL-138Q-induced aggregation. 36

HDFL-138Q induced cell toxicity is not mediated by apoptosis. 40

IV. Discussion 42

V. Reference 45

Abstract 53

국문 요약 55

List of figures

Fig. 1-A. Huntingtin constructs (HDFL-17Q, HDFL-138Q) in the Tet-on system 26

Fig. 1-B. Inducible expression in PC12 cell of the full-length htt with either 17(wild type : HDFL-17Q) or 138(mutant : HDFL-138Q) glutamine repeates 29

Fig. 1-C. Aggregate localization of HDFL-138Q cell lines 31

Fig. 1-D. Mutnat htt expressing cell lines show cytotoxicity. 33

Fig. 2. The structures of HDAC inhibitors, Apicidin and Suberoylanilide hydroxamic acid (SAHA) derivative 145 35

Fig. 3-A. Effect of HDAC inhibitors on huntingtin aggregation in HDFL-138Q (Immunocytochemistry) 37

Fig. 3-B. Effect of HDAC inhibitors on huntingtin aggregation in HDFL-138Q (Soluble / Insoluble fractionation) 39

Fig. 4. DNA fragmentation and PARP cleavage in HDFL-138Q 41

초록보기

헌팅턴병은 Huntingtin protein(Htt)에서 비정상적으로 확장된 polygmutamine(polyQ) tracts에 의해 야기되는 상염색체 우성의 특징을 갖는 퇴행성 신경질환이다. 헌팅턴병의 주요 특징으로는 insoluble protein aggregates를 형성하고 neurotoxicity를 나타낸다고 알려져 있다. 최근 보고에서, histone deacetylase(HDACs)을 억제하면 polyQ-dependent neurodeganeration을 예방할 수 있다고 보고된 바 있다.

이번 연구에서 HDAC inhibitors인 Apicidin과 suberoylanilide hydroxamic acid(SAHA) derivatives인 145이 헌팅턴병의 주요 특징이라 할 수 있는 insoluble protein aggregates와 neurotoxicity에 영향을 주는지 알아보았다.

HDFL-17Q(wild type)가 아닌, HDFL-138Q(mutant)에서 intracellular aggregation를 형성하고, cell proliferation 이 줄어있는 것을 확인하였다. 또한, 이러한 것은 HDAC inhibitors인 Apicidin 과 SAHA derivative 145에 의해 intracellular aggregation이 줄어드는 결과를 얻었다.

이러한 결과는 HDACs의 억제가 헌팅턴병에서의 Htt-mediated aggregation에 therapeutic strategy임을 시사할 수 있다.

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