Balanced pools of deoxyribonucleosi

Balanced pools of deoxyribonucleoside triphosphate precursors are required for DNA replication, and alterations of this balance are relevant to human mitochondrial diseases including mitochondrial neurogastrointestinal encephalopathy. In this disease, autosomal recessive TYMP mutations cause severe reductions of thymidine phosphorylase activity; marked elevations of the pyrimidine nucleosides thymidine and deoxyuridine in plasma and tissues, and somatic multiple deletions, depletion and site-specific point mutations of mitochondrial DNA. Thymidine phosphorylase and uridine phosphorylase double knockout mice recapitulated several features of these patients including thymidine phosphorylase activity deficiency, elevated thymidine and deoxyuridine in tissues, mitochondrial DNA depletion, respiratory chain defects and white matter changes. However, in contrast to patients with this disease, mutant mice showed mitochondrial alterations only in the brain. To test the hypothesis that elevated levels of nucleotides cause unbalanced deoxyribonucleoside triphosphate pools and, in turn, pathogenic mitochondrial DNA instability, we have stressed double knockout mice with exogenous thymidine and deoxyuridine, and assessed clinical, neuroradiological, histological, molecular, and biochemical consequences. Mutant mice treated with exogenous thymidine and deoxyuridine showed reduced survival, body weight, and muscle strength, relative to untreated animals. Moreover, in treated mutants, leukoencephalopathy, a hallmark of the disease, was enhanced and the small intestine showed a reduction of smooth muscle cells and increased fibrosis. Levels of mitochondrial DNA were depleted not only in the brain but also in the small intestine, and deoxyribonucleoside triphosphate imbalance was observed in the brain. The relative proportion, rather than the absolute amount of deoxyribonucleoside triphosphate, was critical for mitochondrial DNA maintenance. Thus, our results demonstrate that stress of exogenous pyrimidine nucleosides enhances the mitochondrial phenotype of our knockout mice. Our mouse studies provide insights into the pathogenic role of thymidine and deoxyuridine imbalance in mitochondrial neurogastrointestinal encephalopathy and an excellent model to study new therapeutic approaches.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

กลุ่ม deoxyribonucleoside โนซีนไตรฟอสเฟต precursors สมดุลจำเป็นสำหรับการจำลองดีเอ็นเอ และเปลี่ยนแปลงของดุลนี้จะเกี่ยวข้องกับโรค mitochondrial มนุษย์รวมทั้ง mitochondrial neurogastrointestinal encephalopathy ในโรคนี้ autosomal recessive TYMP กลายพันธุ์ทำให้ลดรุนแรง thymidine phosphorylase กิจกรรม ทำเครื่องหมาย elevations pyrimidine nucleosides thymidine และ deoxyuridine ในพลาสมา และเนื้อเยื่อ และ somatic หลายลบ จนหมด และกลายพันธุ์จุดเฉพาะของ mitochondrial DNA หนู thymidine phosphorylase และ uridine phosphorylase คู่ชนะน็อกโดยเทคนิค recapitulated คุณลักษณะหลายประการของผู้ป่วยเหล่านี้รวมทั้งขาดกิจกรรม phosphorylase thymidine, thymidine สูง และ deoxyuridine ในเนื้อเยื่อ mitochondrial DNA จนหมด โซ่หายใจบกพร่อง และการเปลี่ยนแปลงเรื่องสีขาว อย่างไรก็ตาม ตรงข้ามผู้ป่วยด้วยโรคนี้ หนูกลายพันธุ์พบ mitochondrial เปลี่ยนแปลงเฉพาะในสมอง เพื่อทดสอบสมมติฐานที่ยกระดับของ นิวคลีโอไทด์ทำให้ขาดดุล deoxyribonucleoside โนซีนไตรฟอสเฟตประเภท ก เปิด pathogenic mitochondrial DNA ความไม่แน่นอน เราได้เน้นคู่ชนะน็อกโดยเทคนิคหนู thymidine บ่อยและ deoxyuridine และประเมินผลทางคลินิก neuroradiological สรีรวิทยา โมเลกุล และชีวเคมี เต่าหนูรับ thymidine บ่อยและ deoxyuridine พบอยู่รอดลด น้ำหนัก และความแข็ง แรงกล้ามเนื้อ สัมพันธ์กับสัตว์ไม่ถูกรักษา นอกจากนี้ ในสายพันธุ์บำบัด leukoencephalopathy มีเพิ่มจุดเด่นของโรค และแสดงให้เห็นว่าการลดลงของเซลล์กล้ามเนื้อเรียบลำไส้เล็ก และ fibrosis เพิ่มขึ้น ระดับของ mitochondrial DNA ถูกหมดไม่เพียงแต่ ในสมอง แต่ยังอยู่ ในลำไส้เล็ก และสมดุล deoxyribonucleoside โนซีนไตรฟอสเฟตที่พบในสมอง สัดส่วนสัมพัทธ์ แทนที่เป็นจำนวนเต็มของ deoxyribonucleoside โนซีนไตรฟอสเฟต สำคัญ mitochondrial DNA บำรุง ดังนั้น ผลของเราแสดงว่า ความเครียดของ nucleosides pyrimidine บ่อยช่วย phenotype mitochondrial ของหนูของเราน่าพิศวง ศึกษาเมาส์ของเราให้ลึก pathogenic บทบาทของสมดุล thymidine และ deoxyuridine ใน mitochondrial neurogastrointestinal encephalopathy และแบบจำลองที่ดีเพื่อศึกษาแนวทางการรักษาใหม่

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

สระว่ายน้ำที่สมดุลของสารตั้งต้น deoxyribonucleoside triphosphate ที่จำเป็นสำหรับการทำแบบจำลองดีเอ็นเอและการเปลี่ยนแปลงของความสมดุลนี้มีความเกี่ยวข้องกับโรคยลมนุษย์รวมทั้ง encephalopathy neurogastrointestinal ยล ในโรคนี้กลายพันธุ์ TYMP autosomal ถอยทำให้เกิดการลดลงอย่างรุนแรงของกิจกรรม phosphorylase thymidine; เอนไซม์ทำเครื่องหมายของ pyrimidine nucleosides thymidine และ deoxyuridine ในพลาสมาและเนื้อเยื่อและลบหลายร่างกาย, การสูญเสียและการกลายพันธุ์จุดเว็บไซต์ที่เฉพาะเจาะจงของยลดีเอ็นเอ phosphorylase thymidine uridine และหนูที่น่าพิศวง phosphorylase คู่ recapitulated คุณสมบัติหลายประการของผู้ป่วยเหล่านี้รวมทั้ง thymidine phosphorylase ขาดกิจกรรม thymidine สูงและ deoxyuridine ในเนื้อเยื่อพร่องยลดีเอ็นเอข้อบกพร่องห่วงโซ่ระบบทางเดินหายใจและการเปลี่ยนแปลงของสารสีขาว แต่ในทางตรงกันข้ามกับผู้ป่วยที่มีโรคนี้หนูกลายพันธุ์ที่แสดงให้เห็นการเปลี่ยนแปลงยลเฉพาะในสมอง เพื่อทดสอบสมมติฐานที่ว่าระดับสูงของนิวคลีโอสระว่ายน้ำทำให้เกิดการไม่สมดุล deoxyribonucleoside triphosphate และในทางกลับกันความไม่แน่นอนยลดีเอ็นเอที่ทำให้เกิดโรคที่เราได้เน้นหนูที่น่าพิศวงคู่กับ thymidine ภายนอกและ deoxyuridine และการประเมินทางคลินิก neuroradiological, เนื้อเยื่อโมเลกุลและผลกระทบทางชีวเคมี หนูกลายพันธุ์รับการรักษาด้วย thymidine ภายนอกและ deoxyuridine แสดงให้เห็นว่าการอยู่รอดลดน้ำหนักตัวและแข็งแรงของกล้ามเนื้อเมื่อเทียบกับสัตว์ที่ได้รับการรักษา นอกจากนี้ในการกลายพันธุ์ได้รับการรักษา leukoencephalopathy ตราของโรคได้รับการเพิ่มขึ้นและลำไส้เล็กแสดงให้เห็นว่าการลดลงของเซลล์กล้ามเนื้อเรียบและเพิ่มพังผืด ระดับของยลดีเอ็นเอถูกหมดไม่เพียง แต่ในสมอง แต่ยังอยู่ในลำไส้เล็กและความไม่สมดุล deoxyribonucleoside triphosphate พบว่าในสมอง สัดส่วนญาติมากกว่าจำนวนเงินที่แน่นอนของ triphosphate deoxyribonucleoside มีความสำคัญสำหรับการบำรุงรักษายลดีเอ็นเอ ดังนั้นผลของเราแสดงให้เห็นว่าความเครียดจาก nucleosides pyrimidine ภายนอกช่วยเพิ่มฟีโนไทป์ยลของหนูที่น่าพิศวงของเรา การศึกษาเมาส์ของเราให้ข้อมูลเชิงลึกในบทบาทที่ทำให้เกิดโรคของ thymidine และความไม่สมดุลใน deoxyuridine encephalopathy neurogastrointestinal ยลและรูปแบบที่ดีในการศึกษาแนวทางการรักษาใหม่

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

สระว่ายน้ำของ deoxyribonucleoside สมดุลไตรฟอสเฟตตั้งต้นที่จำเป็นสำหรับการจำลองตัวเองของดีเอ็นเอ และการเปลี่ยนแปลงของสมดุลนี้เกี่ยวข้องกับยลมนุษย์โรครวมทั้งการ neurogastrointestinal นฐ . ในโรคนี้ tymp การกลายพันธุ์ยีนด้อยเหตุรุนแรงลดกิจกรรมของฟอ ฟรีเลสเพียง ;เครื่องหมายที่ระดับความสูงของไพริมิดีนและ nucleosides เพียง deoxyuridine ในพลาสมาและเนื้อเยื่อ เซลล์หลายลบร่อยหรอและการกลายพันธุ์เฉพาะจุดจากยลดีเอ็นเอ ฟอ ฟรีเลสเพียงยูริดีนฟอ ฟรีเลสคู่หนู recapitulated น่าพิศวงและคุณลักษณะหลายเหล่านี้ผู้ป่วยรวมทั้งไทมิดีนฟอ ฟรีเลสกิจกรรมขาดเพียง deoxyuridine สูงและในเนื้อเยื่อ ดีเอ็นเอของข้อบกพร่องและการเปลี่ยนแปลงห่วงโซ่ระบบทางเดินหายใจเรื่องผิวขาว แต่ในทางตรงกันข้ามผู้ป่วยด้วยโรคนี้ พบการเปลี่ยนแปลงเพียงหนูกลายพันธุ์ในสมอง เพื่อทดสอบสมมติฐานที่ยกระดับระดับนิวคลีโอไทด์ให้สมดุล deoxyribonucleoside ไตรฟอสเฟตสระ และ เปิดตรวจดีเอ็นเอไม่มั่นคง เราต้องเครียด หนูที่น่าพิศวง คู่ กับ เพียง และ deoxyuridine ภายนอก และการประเมินทางคลินิก neuroradiological epithelium , โมเลกุล , และผลทางชีวเคมี หนูกลายพันธุ์และได้รับจากภายนอกเพียง deoxyuridine พบลดการอยู่รอด น้ำหนักและความแข็งแรงของกล้ามเนื้อ เมื่อเทียบกับสัตว์ดิบ นอกจากนี้ในการเป็น โรค leukoencephalopathy ละสายพันธุ์ เป็นจุดเด่นของโรคเพิ่มขึ้นและลำไส้เล็ก มีการลดเซลล์กล้ามเนื้อเรียบและเพิ่มการเกิดพังผืด ระดับดีเอ็นเอได้หมดไม่เพียง แต่ใน สมอง แต่ยังในลำไส้เล็ก และ deoxyribonucleoside ไตรฟอสเฟต imbalance ) ในสมอง สัดส่วนสัมพัทธ์มากกว่าปริมาณที่แน่นอนของ deoxyribonucleoside ไตรฟอสเฟต เป็นวิกฤตสำหรับดีเอ็นเอการบํารุงรักษา ดังนั้น ผลของเราแสดงให้เห็นว่า ความคิ nucleosides ภายนอกเพิ่มยลฟีโนไทป์ของหนูที่น่าพิศวงของเราการศึกษาเมาส์ของเราให้ข้อมูลเชิงลึกในบทบาทเพียง deoxyuridine เชื้อโรคและความไม่สมดุลในการ neurogastrointestinal นฐและแบบจำลองที่ดีแนวทางรักษาใหม่