Novel insights on functions of myotilin/palladin family members

Poikkijuovaisen luuranko- ja sydänlihaksen supistumisyksikkö, sarkomeeri, koostuu tarkoin järjestyneistä aktiini- ja myosiinisäikeistä. Rakenne eroaa muista solutyypeistä, joissa aktiinisäikeistö muovautuu jatkuvasti ja sen järjestyminen säätelee solun muotoa, solujakautumista, soluliikettä ja solunsisäisten organellien kuljetusta. Myotilin, palladin ja myopalladin kuuluvat proteiiniperheeseen, jonka yhteispiirteenä ovat immunoglobuliinin kaltaiset (Igl) domeenit. Proteiinit liittyvät aktiinitukirankaan ja niiden arvellaan toimivan solutukirangan rakenne-elementteinä ja säätelijöinä. Myotilinia ja myopalladinia ilmennetään poikkijuovaisessa lihaksessa. Sen sijaan palladinin eri silmukointimuotoja tavataan monissa kudostyypeissä kuten hermostossa, ja eri muodoilla saattaa olla solutyypistä riippuvia tehtäviä. Poikkijuovaisessa lihaksessa kaikki perheen jäsenet sijaitsevat aktiinisäikeitä yhdistävässä Z-levyssä ja ne sitovat Z-levyn rakenneproteiinia, -aktiniinia. Myotilingeenin pistemutaatiot johtavat periytyviin lihastauteihin, kun taas palladinin mutaatioiden on kuvattu liittyvän periytyvään haimasyöpään ja lisääntyneeseen sydäninfarktin riskiin. Tässä tutkimuksessa selvitettin myotilinin ja pallainin toimintaa. Kokeissa löydettiin uusia palladinin 90-92kDa alatyyppiin sitoutuvia proteiineja. Yksi niistä on aktiinidynamiikkaa säätelevä profilin. Profilinilla on kahdenlaisia tehtäviä; se edesauttaa aktiinisäikeiden muodostumista, mutta se voi myös eristää yksittäisiä aktiinimolekyylejä ja edistää säikeiden hajoamista. Solutasolla palladinin ja profilinin sijainti on yhtenevä runsaasti aktiinia sisältävillä solujen reuna-alueilla. Palladinin ja profilinin sidos on heikko ja hyvin dynaaminen, joka sopii palladinin tehtävään aktiinisäideiden muodostumisen koordinoijana. Toinen palladinin sitoutumiskumppani on aktiinisäikeitä yhteensitova -aktiniini. -Aktiniini liittää solutukirangan solukalvon proteiineihin ja ankkuroi solunsisäisiä viestintämolekyylejä. Sitoutumista välittävä alue on hyvin samankaltainen palladinissa ja myotilinissa. Luurankolihaksen liiallinen toistuva venytys muuttaa Z-levyjen rakennetta ja muotoa. Prosessin aikana syntyy uusia aktiinifilamenttejä sisältäviä tiivistymiä ja lopulta uusia sarkomeereja. Löydöstemme perusteella myotilinin uudelleenjärjestyminen noudattaa aktiinin muutoksia. Tämä viittaa siihen, että myotilin liittää yhteen uudismuodostuvia aktiinisäikeitä ja vakauttaa niitä. Myotilin saattaa myös ankkuroida viesti- tai rakennemolekyylejä, joiden tehtävänä on edesauttaa Z-levyjen uudismuodostusta. Tulostemme perusteella arvelemme, että myotilin toimii Z-levyjen rakenteen vakaajana ja aktiinisäikeiden säätelijänä. Palladinin puute johtaa sikiöaikaiseen kuolemaan hiirillä, mutta myotilinin puutoksella ei ole samanlaisia vaikutuksia. Tuotettujen myotilin poistogeenisten hiirten todetiin syntyvän ja kehittyvän normaalisti eikä niillä esiintynyt rakenteellisia tai toiminnallisia häiriöitä. Toisaalta aiemmissa kokeissa, joissa hiirille on siirretty ihmisen lihastautia aikaansaava myotilingeeni, nähdään samankaltaisia kuin sairailla ihmisillä. Näin ollen muuntunut myotilin näyttä olevan lihaksen toiminnalle haitallisempi kuin myotilinin puute. Myotilinin ja palladinin yhteisvaikutusta selvittääksemme risteytimme myotilin poistegeenisen hiiren ja hiirilinjan, joka ilmentää puutteellisesti palladinin 200 kDa muotoa. Puutteellisesti 200 kDa palladinia ilmentävien hiirten sydänlihaksessa todettiin vähäisiä hienorakenteen muutoksia, mutta risteytetyillä hiirillä tavattiin rakenteellisia ja toiminnallisia muutoksia myös luurankolihaksessa. Tulosten perusteella voidaan todeta, että palladinin 200 kDa muoto säätelee sydänlihassolujen rakennetta. Luurankolihaksessa sen sijaan myotilinilla ja palladinilla näyttäisi olevan päällekkäisiä tehtäviä.

Clinical aspects of exhaled nitric oxide in adults : Associations with atopy, bronchial hyperresponsiveness, smoking and chronic obstruction

Measurement of fractional exhaled nitric oxide (FENO) has proven useful in assessment of patients with respiratory symptoms, especially in predicting steroid response. The objective of these studies was to clarify issues relevant for the clinical use of FENO. The influence of allergic sensitization per se on FENO in healthy asymptomatic subjects was studied, the association between airway inflammation and bronchial hyperresponsiveness (BHR) in steroid-naive subjects with symptoms suggesting asthma was examined, as well as the possible difference in this association between atopic and nonatopic subjects. Influence of smoking on FENO was compared between atopic and nonatopic steroid-naive asthmatics and healthy subjects. The short-term repeatability of FENO in COPD patients was examined in order to assess whether the degree of chronic obstruction influences the repeatability. For these purposes, we studied a random sample of 248 citizens of Helsinki, 227 army conscripts with current symptoms suggesting asthma, 19 COPD patients, and 39 healthy subjects. FENO measurement, spirometry and bronchodilatation test, structured interview. skin prick tests, and histamine and exercise challenges were performed. Among healthy subjects with no signs of airway diseases, median FENO was similar in skin prick test-positive and –negative subjects, and the upper normal limit of FENO was 30 ppb. In atopic and nonatopic subjects with symptoms suggesting asthma, FENO associated with severity of exercise- or histamine-induced BHR only in atopic patients. FENO in smokers with steroid-naive asthma was significantly higher than in healthy smokers and nonsmokers. Among atopic asthmatics, FENO was significantly lower in smokers than in nonsmokers, whereas no difference appeared among nonatopic asthmatics. The 24-h repeatability of FENO was equally good in COPD patients as in healthy subjects. These findings indicate that allergic sensitization per se does not influence FENO, supporting the view that elevated FENO indicates NO-producing airway inflammation, and that same reference range can be applied to both skin prick test-positive and -negative subjects. The significant correlation between FENO and degree of BHR only in atopic steroid-naive subjects with current asthmatic symptoms supports the view that pathogenesis of BHR in atopic asthma is strongly involved in NO-producing airway inflammation, whereas in development of BHR in nonatopic asthma other mechanisms may dominate. Attenuation of FENO only in atopic but not in nonatopic smokers with steroid-naive asthma may result from differences in mechanisms of FENO formation as well as in sensitivity of these mechanisms to smoking in atopic and nonatopic asthma. The results suggest, however, that in young adult smokers, FENO measurement may prove useful in assessment of airway inflammation. The short-term repeatability of FENO in COPD patients with moderate to very severe disease and in healthy subjects was equally good.