Genetic correction of a lrrk2 mutation in human iPSCs links parkinsonian neurodegeneration to ERK-dependent changes in gene expression

Publikation: Beitrag in FachzeitschriftForschungsartikelBeigetragenBegutachtung

Beitragende

  • Peter Reinhardt - , Max Planck Institute for Molecular Biomedicine (Autor:in)
  • Benjamin Schmid - , Eberhard Karls Universität Tübingen (Autor:in)
  • Lena F. Burbulla - , Eberhard Karls Universität Tübingen (Autor:in)
  • David C. Schöndorf - , Eberhard Karls Universität Tübingen, Westfälische Wilhelms-Universität Münster (Autor:in)
  • Lydia Wagner - , Max Planck Institute for Molecular Biomedicine (Autor:in)
  • Michael Glatza - , Max Planck Institute for Molecular Biomedicine (Autor:in)
  • Susanne Höing - , Max Planck Institute for Molecular Biomedicine (Autor:in)
  • Gunnar Hargus - , Max Planck Institute for Molecular Biomedicine, Westfälische Wilhelms-Universität Münster (Autor:in)
  • Susanna A. Heck - , Eberhard Karls Universität Tübingen (Autor:in)
  • Ashutosh Dhingra - , Eberhard Karls Universität Tübingen (Autor:in)
  • Guangming Wu - , Max Planck Institute for Molecular Biomedicine (Autor:in)
  • Stephan Müller - , Eberhard Karls Universität Tübingen (Autor:in)
  • Kathrin Brockmann - , Eberhard Karls Universität Tübingen (Autor:in)
  • Torsten Kluba - , Eberhard Karls Universität Tübingen (Autor:in)
  • Martina Maisel - , Eberhard Karls Universität Tübingen (Autor:in)
  • Rejko Krüger - , Eberhard Karls Universität Tübingen (Autor:in)
  • Daniela Berg - , Eberhard Karls Universität Tübingen (Autor:in)
  • Yaroslav Tsytsyura - , Westfälische Wilhelms-Universität Münster (Autor:in)
  • Cora S. Thiel - , Westfälische Wilhelms-Universität Münster (Autor:in)
  • Olympia Ekaterini Psathaki - , Max Planck Institute for Molecular Biomedicine (Autor:in)
  • Jürgen Klingauf - , Westfälische Wilhelms-Universität Münster (Autor:in)
  • Tanja Kuhlmann - , Westfälische Wilhelms-Universität Münster (Autor:in)
  • Marlene Klewin - , Lead Discovery Center GmbH (Autor:in)
  • Heiko Müller - , Lead Discovery Center GmbH (Autor:in)
  • Thomas Gasser - , Eberhard Karls Universität Tübingen (Autor:in)
  • Hans R. Schöler - , Max Planck Institute for Molecular Biomedicine, Westfälische Wilhelms-Universität Münster (Autor:in)
  • Jared Lynn Sterneckert - , Max Planck Institute for Molecular Biomedicine (Autor:in)

Abstract

The LRRK2 mutation G2019S is the most common genetic cause of Parkinson's disease (PD). To better understand the link between mutant LRRK2 and PD pathology, we derived induced pluripotent stem cells from PD patients harboring LRRK2 G2019S and then specifically corrected the mutant LRRK2 allele. We demonstrate that gene correction resulted in phenotypic rescue in differentiated neurons and uncovered expression changes associated with LRRK2 G2019S. We found that LRRK2 G2019S induced dysregulation of CPNE8, MAP7, UHRF2, ANXA1, and CADPS2. Knockdown experiments demonstrated that four of these genes contribute to dopaminergic neurodegeneration. LRRK2 G2019S induced increased extracellular-signal-regulated kinase 1/2 (ERK) phosphorylation. Transcriptional dysregulation of CADPS2, CPNE8, and UHRF2 was dependent on ERK activity. We show that multiple PD-associated phenotypes were ameliorated by inhibition of ERK. Therefore, our results provide mechanistic insight into the pathogenesis induced by mutant LRRK2 and pointers for the development of potential new therapeutics.

Details

OriginalspracheEnglisch
Seiten (von - bis)354-367
Seitenumfang14
FachzeitschriftCell stem cell
Jahrgang12
Ausgabenummer3
PublikationsstatusVeröffentlicht - 7 März 2013
Peer-Review-StatusJa
Extern publiziertJa

Externe IDs

PubMed 23472874
ORCID /0000-0002-7688-3124/work/142250044