Đánh giá transcriptome của tủy sống chuột Pompe (Gaa^−/−) cho thấy sự hiện diện rộng rãi của bệnh lý thần kinh

Bệnh Pompe, do thiếu hụt enzyme acid alpha-glucosidase (GAA), dẫn đến sự tích tụ glycogen rộng rãi và suy giảm thần kinh - cơ nghiêm trọng. Tuy nhiên, đã có tranh cãi về vai trò của tình trạng bệnh lý hệ thần kinh trung ương trong rối loạn vận động của bệnh Pompe. Chúng tôi giả thuyết rằng việc thiếu hụt protein GAA gây ra sự kích hoạt tiến triển của tín hiệu bệnh lý thần kinh, bao gồm các con đường liên quan đến sự chết tế bào. Để kiểm tra giả thuyết này, chúng tôi đã đánh giá dữ liệu gen (Affymetrix Mouse Gene Array 2.0ST) từ tủy sống ở vùng cổ giữa của chuột Pompe (Gaa ^−/−) ở độ tuổi 6 và 16 tháng (Cơ sở Dữ liệu Chữ ký Phân tử Broad Institute) cùng với histology tủy sống. Vùng tủy sống cổ giữa được chọn vì chứa các tế bào động cơ phrenic, và rối loạn chức năng phrenic - cơ hoành rất nổi bật trong bệnh Pompe. Nhiều chủ đề quan trọng về nguyên nhân thần kinh của bệnh Pompe đã xuất hiện từ đánh giá gen không thiên lệch này. Đầu tiên, các con đường liên quan đến sự chết tế bào được điều chỉnh mạnh theo hướng gia tăng khi chuột Gaa ^−/− già đi, và sự apoptosis của tế bào động cơ đã được xác nhận qua histology. Thứ hai, tín hiệu proinflammatory đã được điều chỉnh mạnh mẽ trong tủy sống của chuột Gaa ^−/−. Thứ ba, nhiều con đường truyền tín hiệu trong tủy sống cổ của chuột Gaa ^−/− đã bị thay đổi theo cách gợi ý về chức năng synapse bị suy giảm. Đáng lưu ý, các con đường truyền tín hiệu glutamatergic cũng đã bị giảm điều chỉnh, cùng với "các con đường plasticity synapse" bao gồm các gen liên quan đến neuroplasticity. Thứ tư, nhiều gen và con đường liên quan đến chuyển hóa tế bào đã bị rối loạn điều chỉnh. Tập hợp dữ liệu cho thấy một cách rõ ràng rằng sự thiếu hụt GAA toàn thân gây ra một chuỗi bệnh lý thần kinh phức tạp trong tủy sống. Quan trọng nhất, kết quả chỉ ra rằng bệnh Pompe là một tình trạng thoái hóa thần kinh, và điều này nhấn mạnh sự cần thiết của can thiệp trị liệu sớm có khả năng nhắm đến hệ thần kinh trung ương.