Annales Academiae Medicae Stetinensis = Roczniki Pomorskiej Akademii Medycznej w Szczecinie. 2006, 52, 3

(1)

R O C Z N I K I

POMORSKIEJ AKADEMII MEDYCZNEJ W SZCZECINIE

TOM LII A N N A L E S

A C A D E M I A E M E D I C A E S T E T I N E N S I S A N N A L S

O F T H E P O M E R A N I A N M E D I C A L U N I V E R S I T Y

WYDAWNICTWO POMORSKIEJ AKADEMII MEDYCZNEJ W SZCZECINIE

SZCZECIN NR 3 2006

ISSN 1427-440X

A n n A l e s

A c A d e m i A e m e d i c A e s t e t i n e n s i s A n n A l s

o f t H e P o m e r A n i A n m e d i c A l U n i v e r s i t y

r o c z n i k i

Pomorskiej AkAdemii medycznej w szczecinie

tom li

wydAwnictwo Pomorskiej AkAdemii medycznej w szczecinie

szczecin nr 1 2005

P AM

(2)

Annales Academiae Medicae Stetinensis – Roczniki Pomorskiej Akademii Medycznej w Szczecinie ukazują się od 1951 roku.

Są wydawnictwem naukowym, ciągłym, recenzowanym i cytowanym m.in. w Index Medicus (Medline), Biological Abstract, Chemical Abstract. Dostępne w ponad 150 bibliotekach krajowych i zagranicznych.

Do druku przyjmowane są prace oryginalne i poglądowe oraz prezentujące ważną kazuistykę z zakresu nauk podstawowych, kli- nicznych oraz humanistyki medycznej autorów z Pomorskiej Akademii Medycznej oraz z innych ośrodków w kraju i za granicą.

Zamieszczony materiał publikowany jest i będzie według przyjętego schematu wydawniczego, w języku polskim lub angielskim, z krótkimi streszczeniami odpowiednio dla języka polskiego – po angielsku, a dla języka angielskiego – po polsku. Każdy tom obejmuje 3 części stałe: oryginalne prace naukowe o objętości 1–1,5 arkusza wydawniczego, w tym skondensowane rozprawy doktorskie, doniesienia naukowe itp.; kronikę PAM za poprzedni rok wraz z przemówieniem rektora na inauguracji roku akade- mickiego i spis jednostek naukowo-dydaktycznych oraz bibliografię dorobku piśmienniczego uczelni.

Od tomu 50 Roczników PAM zostały wprowadzone zmiany w edycji, które omówiono w regulaminie publikowania prac.

REGULAMIN PUBLIKOWANIA PRAC*

w Annales Academiae Medicae Stetinensis – Roczniki Pomorskiej Akademii Medycznej

Redakcja Annales Academiae Medicae Stetinensis – Roczniki Pomorskiej Akademii Medycznej przyjmuje oryginalne prace naukowe, w trybie ciągłym. Można publikować materiały ze wszystkich dziedzin nauk medycznych, również te, które są zbyt obszerne na zamieszczenie w czasopismach specjalistycznych.

Materiał powinien mieć nie więcej niż 20–25 stron maszynopisu formatu A-4, łącznie z rycinami, tabelami, podpisami i pi- śmiennictwem tylko cytowanym w tym dziele (ograniczonymi do minimum) oraz streszczeniami.

Manuskrypt napisany w języku polskim i angielskim, na białym papierze, bez wyróżnień. Zadrukowana może być tylko pierw- sza strona kartki, druga pozostaje niezadrukowana (czysta). Używać należy 12-punktowej czcionki, z zachowaniem podwójnego odstępu między wierszami. Strony numerować kolejno, zaczynając od tytułowej. Numery stron umieszczać w dolnym, prawym rogu każdej strony. Zachować kolejność układu: strona tytułowa, tekst podstawowy, materiał ilustracyjny, piśmiennictwo.

Strona tytułowa

Imię i nazwisko autora (autorów); tytuł pracy w dwóch językach; miejsce uzyskania stopnia naukowego (dotyczy doktoratów) lub pracy autora (nazwa i adres placówki naukowej, tytuł i stopień naukowy jej kierownika); słowa kluczowe w dwóch językach wymienianych w katalogu MeSH; miejsce i nazwa instytucji, gdzie wykonano pracę; szczegółowe dane dotyczące dysertacji (dotyczy prac doktorskich – promotor, liczba: stron, rycin, tabel i piśmiennictwa).

Tekst podstawowy

S u m m a r y: streszczenie pracy w języku angielskim i/lub innym. Powinno się w nim znaleźć: cel badania lub próby, podsta- wowe procedury (wybór badanych w doświadczeniu, metody obserwacji lub analizy), główne wyniki (istotne dane i ich statystyczne znaczenie) oraz wnioski. Należy podkreślić nowe i istotne aspekty pracy. W s t ę p: podać cel artykułu i podsumować uzasadnienie wykonanego badania lub obserwacji z możliwością przywołania piśmiennictwa. M e t o d y: opisać w sposób łatwo zrozumiały dobór materiału badawczego oraz zastosowanych metod i statystyki. W y n i k i: przedstawić w tekście w logicznej kolejności. Nie powtarzać danych z tabel i rycin, podkreślić i podsumować tylko ważne obserwacje. D y s k u s j a: podkreślić należy nowe oraz ważne aspekty badania i wynikające z nich wnioski, nie powtarzać szczegółowo danych przedstawionych w rozdziałach Wstęp i Wyniki. Porównać własne obserwacje z innymi autorami, którzy wykonali zbliżone badania. W n i o s k i: powiązać z celami badania i przedstawić w sposób zwięzły. S t r e s z c z e n i e s t r u k t u r a l n e (wstęp, materiał i metody, wyniki, konkluzje): w ję- zyku podstawowym pracy, zawierające kwintesencję tego, co jest w tekście, od 200 do 250 słów. S k r ó t y użyte w tekście po raz pierwszy należy podać w pełnym brzmieniu. Nie należy rozpoczynać zdania od skrótu. L i c z b o w e w a r t o ś c i i s y m b o l e wszystkich wielkości winny być podane wg międzynarodowego układu jednostek SI. S ł o w a k l u c z o w e: 3–6 terminów, nie powinny powtarzać słów zawartych w tytule pracy, wymienianych w katalogu MeSH.

Materiał ilustracyjny

Obejmuje ryciny (kreski – wykresy, diagramy oraz siatki – zdjęcia), tabele, tablice, opatrzone tytułami (pod rycinami, nad tabelami). Powinny być dostarczone na oddzielnych kartkach, z oznaczeniem góra–dół i kolejności numeracji wg cytowania w tekście.

Osobną numerację posiadają ryciny i osobną tabele. Fotografie mikroskopowe powinny posiadać wewnętrzną skalę, a stosowane symbole, strzałki lub litery – wyraźnie uwidocznione na tle. Kolorów używać tylko wtedy, jeśli barwa czarno-biała nie odda isto- ty przekazu. Tytuły oraz inne informacje wewnętrzne na rycinach i w tabelach należy podać w języku polskim i angielskim. Na marginesie maszynopisu zaznaczyć numery tabel i rycin w miejscu, gdzie mają być wstawione.

Piśmiennictwo

Numerując, należy podawać w kolejności cytowania. Każdy numer piśmiennictwa należy zapisywać od nowej linii. Pozycji nie należy dublować. Cytowane w tekście piśmiennictwo podać w nawiasach kwadratowych, ze spacją między numerami. Podajemy nazwisko autora/-ów z pierwszymi literami imion. Przytaczamy wszystkich autorów, jeśli jest ich sześciu. Powyżej tej liczby – sze- ściu z dopiskiem et al. Tytuły periodyków powinny być skracane zgodnie ze sposobem przyjętym w Index Medicus (Medline).

Redakcja wymaga przedłożenia pracy w dwóch egzemplarzach wraz z wersją elektroniczną (dyskietka lub CD-ROM) z za- znaczeniem programu zapisu. Tekst powinien być zapisany w programie Word.

* Opracowany na podstawie wytycznych Międzynarodowego Komitetu Wydawców Czasopism Medycznych, opublikowanych w Problemach Medycyny Nuklearnej 1997, 11 (21), 67–87.

(3)

R O C Z N I K I

POMORSKIEJ AKADEMII MEDYCZNEJ W SZCZECINIE

TOM LII A N N A L E S

A C A D E M I A E M E D I C A E S T E T I N E N S I S A N N A L S

O F T H E P O M E R A N I A N M E D I C A L U N I V E R S I T Y

WYDAWNICTWO POMORSKIEJ AKADEMII MEDYCZNEJ W SZCZECINIE

SZCZECIN NR 3 2006

(4)

R e d a k t o r n a c z e l n y E d i t o r - i n - C h i e f

prof. dr hab. n. med. IRENEUSZ KOJDER

M i ę d z y n a r o d o w a R a d a N a u k o w a I n t e r n a t i o n a l S c i e n t i f i c C o u n c i l

Prof. Dr. Raymond Ardaillou (Paryż, F), prof. dr hab. n. med. Andrzej Cretti, Prof. Dr. Antonio J.G. Ferreira (Lizbona, P), prof. dr hab. n. med. Janusz Fydryk, Prof. Dr. Alan Gewirtz (Filadelfia, USA), Prof. Dr. Yücel Kanpolat (Ankara, TR),

prof. dr hab. n. med. Irena Karłowska, Prof. Dr. Koichi Kono (Osaka, J), prof. dr hab. n. med. Ireneusz Kojder, prof. dr hab. n. med. Tadeusz Marcinkowski,

Prof. Dr. Falk Oppel (Bielefeld, D), Prof. Dr. Mary Osborn (Getynga, D), prof. dr hab. n. med. Andrzej Paradowski, Prof. Dr. Wolfgang Straube (Rostok, D),

prof. dr hab. n. med. Eugeniusz Szmatłoch

K o m i t e t r e d a k c y j n y E d i t o r i a l c o m m i t t e e

prof. dr hab. n. med. Dariusz Chlubek, prof. dr hab. n. med. Maria Jastrzębska, prof. dr hab. n. med. Krystyna Pilarska, prof. dr hab. n. med. Maria Syryńska,

prof. dr hab. n. med. Andrzej Żyluk, dr hab. n. med. Aleksandra Kładna, dr hab. n. med. Anna Machoy-Mokrzyńska, dr hab. n. med. Alicja Walczak,

mgr Dagmara Budek, mgr Bożena Gottschling

T ł u m a c z r e d a k c j i E d i t o r i a l t r a n s l a t o r dr n. med. Tomasz Dutkiewicz

R e d a k c j a t e c h n i c z n a i k o r e k t a T e c h n i c a l e d i t o r a n d p r o o f r e a d e r

Hubert Czekała Bożena Gottschling Wojciech Markowski

Ryszard Sędkiewicz

A d r e s r e d a k c j i E d i t o r i a l o f f i c e a d d r e s s

Pomorska Akademia Medyczna 70-204 Szczecin, ul. Rybacka 1

www.ams.edu.pl wydawnictwo@pam.szczecin.pl

Wydanie publikacji dofinansowane przez Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego This publication was partly financed by the Ministry of Science and Higher Education

WYDAWNICTWO POMORSKIEJ AKADEMII MEDYCZNEJ W SZCZECINIE Wydanie I. Nakład 350 egz. Format A-4. Objętość: ark. druk. 18,8.

Skład komputerowy, druk i oprawa: PPH ZAPOL, Dmochowski, Sobczyk, Spółka jawna, Szczecin, tel./fax 091 434 10 21, e-mail: zarzad@zapol.com.pl

(5)

SPIS TREŚCI

1. Monika Rać, Michał Rać

Molekularne podstawy chorób prionowych . . . 5 2. Iwona Poziomkowska-Gęsicka

Reaktywność oskrzeli na zastosowany wziewnie salbutamol w odniesieniu do polimorfizmu genu kodującego receptor β₂-adrenergiczny . . . 15 3. Barbara Dołęgowska, Wojciech Błogowski, Dariusz Chlubek

Wpływ glukozy na zmiany odporności hemolitycznej erytrocytów – badania in vitro . . . 25 4. Agnieszka Kempińska

Fenotypy termiczne bliźniąt monozygotycznych – próba oceny ich zróżnicowania. . . 29 5. Magdalena Jaborowska

Badania nad ograniczeniem liczebności pasożytniczych geohelmintów za pomocą saprotroficznych grzybów glebowych i ich wydzielin . . . 37 6. Tomasz Janus

Diagnostyka i opiniowanie wyników w sądowo-toksykologicznej analizie amfetamin. . . 47 7. Małgorzata Mokrzycka, Andrzej Pawlik, Maria Kałdońska, Barbara Millo

Ocena czynności wątroby u dzieci z ostrą białaczką limfiblastyczną w czasie remisji . . . 61 8. Ewa Gajewska, Magdalena Sobieska, Włodzimierz Samborski

Zależność między Monachijską Funkcjonalną Diagnostyką Rozwojową a oceną reaktywności posturalnej na podstawie 7 prowokowanych reakcji ułożeniowych według Vojty przeprowadzonej w pierwszym okresie życia dziecka . . . 67 9. Anita Huryń, Stanisława Bielecka-Grzela, Adam Klimowicz

Zastosowanie fototerapii w dermatologii . . . 71 10. Renata Guzicka-Kazimierczak

Chłoniaki nieziarnicze z pierwotną lokalizacją w żołądku – analiza kliniczna i czynniki rokownicze . . . 77 11. Leszek M. Sagan, Ireneusz Kojder, Łukasz Madany, Maria Giżewska

Metoda endoskopowego umieszczania drenu komorowego zastawki – technika i zastosowanie . . . 85 12. Danuta Mikulska, Romuald Maleszka, Mirosław Parafiniuk

Próba zastosowania termografii jako metody diagnostycznej w dermatologii na podstawie badań prowadzonych

w latach 2001–2005 . . . 91 13. Elżbieta Kuncewicz, Ewa Gajewska, Magdalena Sobieska, Włodzimierz Samborski

Zespół mięśnia gruszkowatego . . . 99 14. Joanna Ziółkowska

Stan zdrowia jamy ustnej i potrzeb leczniczych chorych na cukrzycę . . . 103 15. Magdalena Sroczyk-Jaszczyńska, Jerzy P. Szumiłowicz

Ocena w skaningowym mikroskopie elektronowym (SEM) ściany bruzdy zęba opracowanej metodą abrazyjną

i wiertłem diamentowym . . . 115 16. Eliza Górniak

Fluorescencja szkliwa przed i po wytrawieniu szkliwa w badaniach in vivo i in vitro . . . 119 17. Małgorzata Tomasik

Analiza czynników etiologicznych ubytków przyszyjkowych niepróchnicowego pochodzenia . . . 125 18. Andrzej Kierzek

Podyplomowe szkolenia Alfreda Marcina Sokołowskiego (1849–1924) w Wiedniu i Heidelbergu . . . 137 19. Monika Tyszkiewicz-Bandur, Maria J. Siemińska

Dynamika nadziei w chorobie nowotworowej – przegląd badań. . . 141 20. Józef Lipiec

Nadzieja – cele, szanse, granice . . . 147

(6)

MOlEKulARNE PODSTAWY ChORób PRIONOWYCh MOlECulAR bASES Of PRION DISEASES

Zakład Biochemii Pomorskiej Akademii Medycznej al. Powstańców Wielkopolskich 72, 70-111 Szczecin Kierownik: prof. dr hab. n. med. Dariusz Chlubek

1 Zakład Diagnostyki Obrazowej i Radiologii Interwencyjnej Pomorskiej Akademii Medycznej ul. Unii Lubelskiej 1, 71-252 Szczecin

Kierownik: dr hab. n. med. Anna Walecka

Summary

Prion diseases are transmissible neurodegenerative conditions that include Creutzfeldt-Jakob disease (CJD) in humans and bovine spongiform encephalopathy and scrapie in animals. The normal cellular prion protein (PrP^c) is a membrane sialoglycoprotein of unknown function hav- ing the unique property of adopting an abnormal tertiary conformation. The pathological conformer (PrP^sc) would be the agent of transmissible spongiform encephalopathies or prion diseases. Prion propagation involves recruitment of host cellular prion protein, primarily of alpha-helical structure, into a disease-specific isoform rich in beta- sheet structure. The existence of multiple prion strains has been difficult to explain in terms of a protein-only infectious agent, but recent studies suggest that strain specific phenotypes can be encoded by different prion protein conformations and glycosylation patterns. It is an intrigu- ing proposition that the post-translational modifications alone, or in combination with amino acid changes, play dominant roles in the pathogenic transformation of PrP^c to PrP^sc. Prion diseases are unique in that they comprise sporadic, genetic (autosomal dominant inheritance), and iatrogenically or environmentally acquired forms. Point mutations in the prion protein gene lead to neurodegenerative disease.

K e y w o r d s: PrP^c and PrP^sc proteins – mutations – prion diseases.

Streszczenie

Białko prionu o prawidłowej strukturze (PrP^c) wchodzi w skład błon komórkowych i jest sialoglikoproteiną. Choroba prionowa pojawia się, gdy obecne w komórce prawidłowe białko PrP^c zmienia strukturę przestrzenną (α-helisy) na właściwą dla białka prionu o zmienionej strukturze – PrP^sc (β-struktury). Powstałe białko PrP^sc łączy się z innym PrP^c, wymuszając zmianę ich budowy przestrzennej. Białko PrP^sc jest przyczyną wielu chorób zwyrodnieniowych ośrodkowego układu nerwowego określanych łącznie mianem encefalopatii gąbczastych. Do chorób tych u ludzi należą choroby: kuru, Creutzfelda–Jacoba, Gerstmanna–Sträussera–Scheinkera, śmiertelna rodzinna bezsenność. Choroby prionowe mogą być wynikiem zarażenia, dziedziczenia (autosomalnie domi- nująco) lub pojawiać się spontanicznie. Białka PrP^c i PrP^sc są kodowane przez ten sam gen, zlokalizowany u człowieka na chromosomie 20. Gen ten składa się z dwóch eksonów. PrP^sc różni się od PrP^c najczęściej pojedynczą mutacją punktową.

H a s ł a: białka PrP^c i PrP^sc – mutacje – choroby prionowe.

białko PrP

^sc

jako czynnik infekcyjny

Prion (proteinaceous infectious particle) jest czynnikiem infekcyjnym składającym się jedynie z patologicznego białka prionu o zmienionej strukturze – PrP^sc (nie zawiera kwasu nu-

(8)

6 MONIKA RAć, MICHAł RAć kleinowego) o odmiennej konformacji przestrzennej od białka

komórkowego prionu o prawidłowej strukturze (PrP^c) [1, 2].

Dlatego też czynnik zakaźny choroby prionowej, wnikając do organizmu nie powoduje powstawania przeciwciał i stanów zapalnych, jest trudny do wykrycia, a zakażenie niełatwe do rozpoznania w postępowaniu diagnostycznym. Choroba prionowa pojawia się, gdy obecne w komórce prawidłowe białko PrP^c zmienia strukturę przestrzenną (α-helisy) na właściwą dla PrP^sc(β-struktury) – rycina 1 [3]. W hodowlach komórko- wych przekształcenie natywnego białka w białko typu PrP^sc zachodzi wewnątrz neuronów. Białko o wadliwej strukturze gromadzi się w nadmiarze w lizosomach, co pobudza je do wydzielenia enzymów niszczących komórkę. W wyniku rozpadu komórki białko PrP^scdostaje się do przestrzeni mię- dzykomórkowych i „zakaża” kolejne komórki (PrP^sc łączy się z innym PrP^c, wymuszając ich zmianę budowy przestrzennej) [4, 5, 6, 7]. Konwersja PrP^c w PrP^sc jest gatunkowo specy- ficzna [8]. Ilość czynnika patogennego narasta w postępie wykładniczym. Przyczyną choroby jest zmieniony kształt przestrzenny białka, a nie odpowiednia sekwencja DNA czy RNA. Następnie PrP^sc odkłada się w mózgu w postaci blaszek amyloidowych lub tzw. „synaptycznych” depozytów PrP^c(ryc.

2). Z kolei tkanka nerwowa może zanikać w wyniku uprzą- tania jej przez mikroglej, a powstające przestrzenie zapełnia płyn. Mają one nieregularne rozmieszczenie, przez co tkanka mózgowa przypomina wyglądem gąbkę [6, 9]. Amyloid jest substancją niejednorodną chemicznie i może być tworzony przez różne białka, między innymi: lekkie łańcuchy immu- noglobulin, transtyretynę, apolipoproteinę A-I, gelsolinę, cystatynę C, białko prionowe. Białko amyloidu jest zwykle hydrofobowe, trudno rozpuszczalne w warunkach fizjolo- gicznych, odporne na rozkład proteolityczny, a w procesie chorobowym zawiera mutację zazwyczaj w jednej pozycji aminokwasowej [10, 11].

Ryc. 1. Proponowany przestrzenny model białka: a) PrP^c, b) PrP^sc Fig. 1. Spatial model of the prion protein: a) PrP^c, b) PrP^sc

Ryc. 2. Schemat rozwoju choroby prionowej Fig. 2. Progress of prion disease

Struktura genu i białek PrP

^c

i PrP

^sc

Białka PrP^c i PrP^sc są kodowane przez ten sam gen zlokalizowany u człowieka na chromosomie 20 [12]. Gen kodujący białko prionu składa się z dwóch eksonów (tab. 1). Ekson pierwszy jest niekodujący i zawiera sekwencję 5`końcową, podczas gdy ekson drugi koduje 254 aminokwasy (ryc. 3)

a) b)

(9)

MOLEKULARNE PODSTAWY CHORób PRIONOWYCH 7

T a b e l a 1. Eksony, intron i mutacje w ludzkim genie prionu [13]

T a b l e 1. Exons, intron and mutations in the human prion gene [13]

Numer exonu

Exon number

Wielkość intronu Length of intron

Nukleotydy w mRNA

mRNA nucleotides

Kodowane aninokwasy Amino acids

encoded

Zmiany w sekwencji nukleotydów Changes in nucleotide

sequence

Zmiany w sekwencji aminokwasowej Changes

in amino acid sequence

Piśm.

Ref.

1 12 698 -100 – -11 żaden / none

2 -10 – +254 1 – 254 T204C

C305T C313A C314T C350T A351G C372G A385G C414G T435G C478T G483A A512G C519T C531T G532A G538A A547G A560G A562G C563G C563A G564A G586A T593C G598A G604A C606T G607A G623A C624T G628A G631C A635G G636A A650G G655A A684G G690A T695G C712T C314T + A385G A385G + G532A G538A + T695G G598A + G655A

Pro68Pro Pro102Leu Pro105Thr Pro105Leu Ala117Val Ala117Ala Gly124Gly Met129Val Ile138Met Tyr145stop Gln160stop Val161Val Asn171Ser Asn173Asn

His177His Asp178Asn Val180Ile Thr183Ala His187Arg Thr188Ala Thr188Arg Thr188Lys Thr188Thr Glu196Lys Phe198Ser Glu200Lys Asp202Asn Asp202Asp Val203Ile Arg208His Arg208Arg Val210Ile Glu211Gln Gln212Arg Gln212Gln Gln217Arg Glu219Lys Arg228Arg Ser230Ser Met232Arg

Pro238Ser Pro1/Leu + Met/Val

Met/Val + Asp/Asn Val/Ile + Met/Arg Glu/Lys + Glu/Lys

14 15 16 17 18 15 19 18 20 21 22 19 23 20 24 25 17 26 27 28 14 22 20 29 30 31 32 20 29 33 20 34 29 32 14 30 35 14 14 17 14 36 37 38 39

(10)

8 MONIKA RAć, MICHAł RAć oraz region 3`końcowy [40]. Białka PrP^c różnych zwierząt są

podobnej wielkości i mają podobną sekwencję aminokwa- sową [41]. Taką stałość budowy obserwuje się zazwyczaj, gdy dane białko pełni istotną dla organizmu rolę, niezależnie od szczebla rozwoju tego organizmu. Nie wiadomo jednak jaką funkcję pełni w organizmie białko PrP^c. Wchodzi ono w skład błon komórkowych, jest sialoglikoproteiną i stale podlega procesom syntezy i rozpadu [42, 43, 44].

Białko prionu o ciężarze 27–30 kDa (PrP 27–30) jest produktem ograniczonej proteolizy większego białka pre-

że jest on względnie trwały w obecności enzymów prote- olitycznych, traci aktywność po kontakcie z niektórymi detergentami, fenolem oraz ługiem i jest odporny na enzymy rozkładające kwasy nukleinowe, a także na 70% alkohol etylowy, kwasy, wysoką temperaturę, promieniowanie ultra- fioletowe. Wszystko to sugeruje, że jest on raczej białkiem niż kwasem nukleinowym [40, 55].

Mutacje genu PrP

^c

i PrP

^sc

i ich kliniczne konsekwencje

Istnieją różne hipotezy na temat czynnika zakaźnego w chorobach prionowych. Uważa się [51], że konwersja PrP^c w PrP^scwywołana jest przede wszystkim mutacją i:

• jest warunkiem koniecznym i wystarczającym do wystąpienia objawów choroby [9] lub

• zwiększa wrażliwość na zakażenie dotychczas nie- zidentyfikowanym wirusem [56, 57] lub

• jest indukowana przez dotychczas niewykryty wirus [58] lub

• tworzy chimerę molekularną wirusospecyficznego oligonukleotydu, w którym PrPsc jest częścią czynnika infekcyjnego [59].

Gen PrP^sc różni się od PrP^c najczęściej pojedynczą mu- tacją punktową, rzadziej dwoma sprzężonymi mutacjami punktowymi lub delecją krótkiego odcinka nukleotydów.

Dotychczas opisano następujące mutacje w genie kodują- cym białko prionu:

a) substytucje pojedynczego nukleotydu (tab. 1):

• substytucja T/C w kodonie 68 prowadząca do mutacji milczącej [14],

• substytucja C/T w kodonie 102 prowadząca do substytucji proliny przez leucynę [15],

• substytucja C/A w kodonie 105 prowadząca do substytucji proliny przez treoninę [16],

• substytucja C/T w kodonie 105 prowadząca do substytucji proliny przez leucynę [17],

• substytucja C/T w kodonie 117 prowadząca do substytucji alaniny przez walinę [18],

• substytucja A/G w kodonie 117 prowadząca do mutacji milczącej [15],

• substytucja C/G w kodonie 124 prowadząca do mutacji milczącej [19],

• substytucja A/G w kodonie 129 prowadząca do substytucji metioniny przez walinę [18],

• substytucja C/G w kodonie 138 prowadząca do substytucji izoleucyny przez metioninę [20],

• substytucja T/G w kodonie 145 prowadząca do skró- cenia ramki odczytu [21],

• substytucja C/T w kodonie 160 prowadząca do skró- cenia ramki odczytu [22],

• substytucja G/A w kodonie 161 prowadząca do mutacji milczącej [19],

• substytucja A/G w kodonie 171 prowadząca do substytucji asparaginy przez serynę [23],

1 ATG GCG AAC CTT GGC TGC TGG ATG CTG GTT CTC TTT GTG GCC ACA TGG 1 Met Ala Asn Leu Gly Cys Trp Met Leu Val Leu Phe Val Ala Thr Trp 49 AGT GAC CTG GGC CTC TGC AAG AAG CGC CCG AAG CCT GGA GGA TGG AAC 17 Ser Asp Leu Gly Leu Cys Lys Lys Arg Pro Lys Pro Gly Gly Trp Asn 97 ACT GGG GGC AGC CGA TAC CCG GGG CAG GGC AGC CCT GGA GGC AAC CGC 33 Thr Gly Gly Ser Arg Tyr Pro Gly Gln Gly Ser Pro Gly Gly Asn Arg 145 TAC CCA CCT CAG GGC GGT GGT GGC TGG GGG CAG CCT CAT GGT GGT GGC 49 Tyr Pro Pro Gln Gly Gly Gly Gly Trp Gly Gln Pro His Gly Gly Gly 193 TGG GGG CAG CCT CAT GGT GGT GGC TGG GGG CAG CCC CAT GGT GGT GGC 65 Trp Gly Gln Pro His Gly Gly Gly Trp Gly Gln Pro His Gly Gly Gly 241 TGG GGA CAG CCT CAT GGT GGT GGC TGG GGT CAA GGA GGT GGC ACC CAC 81 Trp Gly Gln Pro His Gly Gly Gly Trp Gly Gln Gly Gly Gly Thr His 289 AGT CAG TGG AAC AAG CCG AGT AAG CCA AAA ACC AAC ATG AAG CAC ATG 97 Ser Gln Trp Asn Lys Pro Ser Lys Pro Lys Thr Asn Met Lys His Met 337 GCT GGT GCT GCA GCA GCT GGG GCA GTG GTG GGG GGC CTT GGC GGC TAC 113 Ala Gly Ala Ala Ala Ala Gly Ala Val Val Gly Gly Leu Gly Gly Tyr 385 ATG CTG GGA AGT GCC ATG AGC AGG CCC ATC ATA CAT TTC GGC AGT GAC 129 Met Leu Gly Ser Ala Met Ser Arg Pro Ile Ile His Phe Gly Ser Asp 433 TAT GAG GAC CGT TAC TAT CGT GAA AAC ATG CAC CGT TAC CCC AAC CAA 145 Tyr Glu Asp Arg Tyr Tyr Arg Glu Asn Met His Arg Tyr Pro Asn Gln 481 GTG TAC TAC AGG CCC ATG GAT GAG TAC AGC AAC CAG AAC AAC TTT GTG 161 Val Tyr Tyr Arg Pro Met Asp Glu Tyr Ser Asn Gln Asn Asn Phe Val 529 CAC GAC TGC GTC AAT ATC ACA ATC AAG CAG CAC ACG GTC ACC ACA ACC 177 His Asp Cys Val Asn Ile Thr Ile Lys Gln His Thr Val Thr Thr Thr 577 ACC AAG GGG GAG AAC TTC ACC GAG ACC GAC GTT AAG ATG ATG GAG CGC 193 Thr Lys Gly Glu Asn Phe Thr Glu Thr Asp Val Lys Met Met Glu Arg 625 GTG GTT GAG CAG ATG TGT ATC ACC CAG TAC GAG AGG GAA TCT CAG GCC 209 Val Val Glu Gln Met Cys Ile Thr Gln Tyr Glu Arg Glu Ser Gln Ala 673 TAT TAC CAG AGA GGA TCG AGC ATG GTC CTC TTC TCC TCT CCA CCT GTG 225 Tyr Tyr Gln Arg Gly Ser Ser Met Val Leu Phe Ser Ser Pro Pro Val 721 ATC CTC CTG ATC TCT TTC CTC ATC TTC CTG ATA GTG GGA TGA 241 Ile Leu Leu Ile Ser Phe Leu Ile Phe Leu Ile Val Gly END

Ryc. 3. Sekwencja aminokwasowa i cDNA PrP^c[45]

Fig. 3. cDNA nucleotides and AA sequence information of PrP^c [45]

kursorowego – PrP 33–35^sc (33–35 kDa, sc – scarpie) [46, 47, 48]. W wyniku modyfikacji potranslacyjnych prawidłowe białka prionu o strukturze trzeciorzędowej, zawierającej trzy α-helisy, zmienia budowę na patogenne białko z przewagą β-struktur – rycina 1 [49, 50, 51]. Beta-struktura (pofałdo- wanej kartki) powstaje przez glikozylacię w miejscu Asn181 i Asn197 [51]. Oba białka u człowieka składają się z tej samej ilości aminokwasów [41]. W konwersji PrP^c-PrP^sc bierze udział dodatkowy komponent – „białko X” [52, 53]. Białko PrP^sc jest jedynie trwalsze, nie wbudowuje się w błony i gromadzi się w pęcherzykach wewnątrzkomórkowych. Różnic tych nie rozpoznaje jednak układ odpornościowy, a poja- wienie się w organizmie białka o zmienionej strukturze przestrzennej nie pobudza limfocytów do reakcji obronnej [54]. Badając czynnik zakaźny Prusiner [55], stwierdził,

(11)

• substytucja C/T w kodonie 173 prowadząca do mutacji milczącej [20],

• substytucja G/A w kodonie 178 prowadząca do substytucji aspraginianu przez asparaginę [25],

• substytucja G/A w kodonie 180 prowadząca do substytucji waliny przez izoleucynę [17],

• substytucja A/G w kodonie 183 prowadząca do substytucji treoniny przez alaninę [26],

• substytucja A/G w kodonie 187 prowadząca do substytucji histydyny przez argininę [27],

• substytucja A/G w kodonie 188 prowadząca do substytucji treoniny przez alaninę [46],

• substytucja C/G w kodonie 188 prowadząca do substytucji treoniny przez argininę [32],

• substytucja C/G w kodonie 188 prowadząca do substytucji treoniny przez lizynę [40],

• substytucja G/A w kodonie 196 prowadząca do substytucji glutaminianu przez lizynę [29],

• substytucja T/C w kodonie 198 prowadząca do substytucji fenyloalaniny przez serynę [30],

• substytucja G/A w kodonie 202 prowadząca do substytucji asparaginianu przez asparaginę [32],

• substytucja G/A w kodonie 208 prowadząca do substytucji argininy przez histydynę [33],

• substytucja G/C w kodonie 211 prowadząca do substytucji glutaminianu przez glutaminę [29],

• substytucja A/G w kodonie 212 prowadząca do substytucji glutaminy przez argininę [32],

• substytucja A/G w kodonie 217 prowadząca do substytucji glutaminy przez argininę [30],

• substytucja A/G w kodonie 228 prowadząca do mutacji milczącej [14],

• substytucja T/G w kodonie 232 prowadząca do substytucji metioniny przez argininę [17],

• substytucja C/T w kodonie 238 prowadząca do substytucji proliny przez serynę [14],

• substytucja C/T w kodonie 105 prowadząca do substytucji proliny przez leucynę sprzężona z substytucją A/G w kodonie 129 prowadzącą do substytucji metioniny przez walinę [36],

• substytucja A/G w kodonie 129 prowadząca do substytucji metioniny przez walinę sprzężona z substytucją G/A w kodonie 178 prowadzącą do substytucji asparaginianu przez asparaginę [37],

• substytucja G/A w kodonie 180 prowadząca do substytucji waliny przez izoleucynę sprzężona z substytucją T/G w kodonie 232 prowadzącą do substytucji metioniny przez argininę [38],

• substytucja G/A w kodonie 200 prowadząca do substytucji glutaminianu przez lizynę sprzężona z substytucją G/A w kodonie 219 prowadzącą do substytucji glutaminianu przez lizynę [39];

b) krótkie delecje

• delecja 24 nukleotydów w kodonach 54–61 lub 62–69 [34],

• delecja 20 nukleotydów rozpoczynająca się od ko- donu 76 [60],

• delecja 24 nukleotydów zmiennie, w obszarze 246- –269 nukleotydu [61, 62, 63].

Białko PrP^sc jest przyczyną wielu chorób zwyrodnieniowych ośrodkowego układu nerwowego określanych łącznie mianem encefalopatii gąbczastych (tab. 2, ryc. 4) [64]. Do chorób tych u ludzi należą: choroba kuru, choroba Creutz- feldta–Jakoba (CJD), nowa wersja CJD (variant CJD – vCJD, iatrogenic CJD – iCJD, sporadic CJD – sCJD), choroba Gerstmanna–Sträussera–Scheinkera (Gerstmann–Sträus- ser–Scheinker disease – GSS), śmiertelna rodzinna bez- senność (fatal familial insomnia – FFI) [40]. W związku z podobną symptomatologią, odróżnienie jednej choroby wywołanej przez priony od drugiej jest bardzo trudne. Ich wspólną cechą jest to, że przebieg charakteryzuje się zarówno występowaniem ciężkich zespołów otępiennych, jak i silnie

Ryc. 4. Przykładowe obrazy tomografii rezonansu magnetycznego mózgowia (sekwencja FLAIR) pacjenta z chorobą Creutzfelda-Jacoba prezentujące zaawansowane zaniki korowo-podkorowe mózgu oraz zmiany demielinizacyjne isototy białej (materiał z archiwum Zakładu Diagnostyki Obrazowej i Radiologii

Interwencyjnej Pomorskiej Akademii Medycznej)

Fig. 4. Example MR images of a brain in patient with Creutzfeld-Jacob disease presenting cortico-subcortical atrophy and periventricular demyelinisation of white matter (from the archive of Department of Diagnostic Imaging and

Interventional Radiology of Pomeranian Medical University)

(12)

10 MONIKA RAć, MICHAł RAć T a b e l a 2. Choroby prionowe występujące u ludzi

T a b l e 2. human prion diseases

Choroba

Disease Źródło zarażenia

Source of infection Występowanie

Incidence Typowe objawy

Symptoms

Czas trwania choroby (od objawów do zgonu) Disease duration (from first symptoms

to death)

Kuru infekcja – rytualny

kanibalizm

infection – ritual cannibalism

wyłącznie w górzystych terenach – Papua i Nowa Gwinea

exclusively in mountainous areas of Papua New Guinea

utrata koordynacji ruchów, często z towarzyszącym otępieniem / loss of coordinated movements often accompanied by dementia

od 3 miesięcy do roku 3 months to 1 year

Choroba Creutzfeldta–

–Jakoba

Creutzfeldt-Jakob Disease

CJD vCJD

iCJD

sCJD

dziedziczna mutacja w obrębie genu PrP hereditary mutation in the PrP gene

infekcja od krów infection from cows zakażenie będące następstwem działania lekarskiego (przeszczep narządu, podanie hormonu wzrostu, kosmetyki zanieczyszczone prionami) iatrogenic infection (organ grafting, growth hormone injection, cosmetics containing prions)

mutacja lub spontaniczna konwersja PrP^c w PrP^sc mutation or spontaneous conversion of PrP^c to PrP^sc

znanych jest ok.

100 rodzin, w których występuje szczególnie często / clusters of CJD in some 100 families

znanych ok.

100 przypadków

some 100 cases have been described

1/mln osób 1 mln persons

otępienie z towarzyszącą utratą koordynacji ruchów dementia accompanied by loss of coordinated movements

od 1 miesiąca do 10 lat, na ogół ok. roku 1 month to 10 years, usually 1 year

Choroba Gerstmanna–

–Sträussera–

–Scheinkera

Gerstmann–Sträusser–

–Scheinker Disease

znanych jest ok.

50 rodzin, w których występuje szczególnie często

clusters of this disease in some 50 families

utrata koordynacji ruchów oraz otępienie loss of coordinated movements and dementia

na ogół od 2 do 6 lat usually 2 to 6 years

Śmiertelna rodzinna bezsenność (FFI)v Fatal familial insomnia (FFI)v

znanych jest 9 rodzin, w których choroba ta występuje / 9 families with this disease have been identified

zaburzenia snu, objawy ze strony autonomicznego układu nerwowego, bezsenność i otępienie / disorders of sleep, symptoms from the autonomous nervous system, insomnia and dementia

około roku approx. 1 year

wyrażonym upośledzeniem czynności ruchowych. Ponadto wszystkie te schorzenia cechuje długi czas inkubacji, nie- kiedy do trzydziestu lat [65]. U zwierząt priony powodują:

chorobę szalonych krów (bovine spongiform encephalopathy – BSE), scarpie u owiec i kóz oraz pasażowalne encefalo- patie: kotów (feline spongiform encephalopathy – FSE), norek (transmissible mink encephalopathy – TME), łosi, wielouszych jeleni, antylop kudu, pum, strusi, gepardów,

ocelotów, tygrysów, świń, myszy, chomików, małp [40]. Cho- roby prionowe mogą być wynikiem zarażenia, dziedziczenia (autosomalnie dominującego) lub pojawiać się spontanicznie [66, 67]. Scrapie – choroba owiec, zaczęła przenosić się na przedstawicieli innych gatunków na skutek stosowania resztek zwierzęcych jako substratu do produkcji treściwej karmy dla zwierząt. Szczególnie podatne na zakażenia są następujące narządy wewnętrzne: rdzeń kręgowy, mózg,

(13)

MOLEKULARNE PODSTAWY CHORób PRIONOWYCH 11 migdałki, trzustka, żołądek, śledziona, układ żółciowy, wą-

troba, jelita. Związek niektórych postaci CJD u ludzi z BSE wydaje się bardzo prawdopodobny [65, 66, 68]. Białko PrP^sc może się dostać do organizmu różnymi drogami, na skutek zabiegów lekarskich: przez wstrzyknięcie wprost do mózgu, dootrzewnowo, dożylnie lub z pokarmem. Zaobserwowano, że potrzeba aż 100 tysięcy cząsteczek nierozpuszczalnej formy prionu (PrP^sc) by uzyskać dawkę zakaźną. Formę nierozpuszczalną można przekształcić poza komórką w roz- puszczalną, a następnie powrócić do formy wyjściowej. Tak uzyskany preparat nie jest już zakaźny [66, 67].

Rola proteinazy K w proteolizie PrP

^c

i PrP

^sc

Proteinaza K jest niespecyficzną endopeptydazą, o masie molekularnej 28,790 Da, składającą się z 279 reszt aminokwasowych, zawierającą w swoim centrum katalitycznym serynę, i bierze udział w wewnątrzkomórko- wej degradacji białek. Optimum działania enzymu mieści się w pH 7,5–12,0 i jest on tremostabilny (przeprowadza proces hydratacji w zakresie temperatur 37–177°C). Jest enzymem sklasyfikowanym pod numerem: E.C. 3.4.21.14.

oraz E.C. 3.4.21.64. (wersja bez jonów wapnia) [69]. Białka PrP^c i PrP^sc różnią się niektórymi własnościami fizyko- chemicznymi, między innymi w wyniku trawienia pro- teinazą K w obecności detergentu PrP^c ulega całkowitej, a PrP^sc jedynie częściowej proteolizie, uwalniając rdzeń PrP27–30 [46, 70]. Zaobserwowana oporność białka prionu na trawienie proteinazą K koreluje ze zwiększającą się wraz z wiekiem zawartością proteolipidów w organizmie.

Choroba vCJD spowodowana czynnikiem PrP^sc, wykazuje charakterystyczny czas inkubacji, objaw kliniczny i obraz zmian patologicznych w mózgu oraz charakterystyczny obraz trawienia białka PrP^sc proteinazą K z uwzględnie- niem tzw. wzorca glikozylacji fragmentów po proteolizie.

Opisując biochemiczny charakter białka PrP^sc, podkreśla się jego oporność na hydrolizę proteinazą K [42, 71]. Jedną z możliwości wytłumaczenia takiego stanu jest to, że priony przybierają wiele rodzajów konfiguracji przestrzennej. Jeden typ przekształconego białka może wykazywać powinowac- two do pewnej populacji neuronów w mózgu, natomiast drugi do innej, w wyniku czego występują zupełnie inne objawy chorobowe. Ponieważ prion może rozwijać się na co najmniej dwa sposoby, nie będzie zaskoczeniem zna- lezienie form zwiniętych przestrzennie zupełnie inaczej.

Stwierdzono in vitro, że białka prionowe wykazują różną oporność na trawienie proteinazą K w zależności od ich pochodzenia. Forma infekcyjna, nazwana „scarpie PrP”, jest oporna na proteazy, tak samo jestw przypadku CJD, PrP^sc w GSS jest oporny tylko częściowo (tzn. tylko wa- riant z mutacją w 198 kodonie). Prion oporny na proteinazę K znaleziono także u pacjentów z FFI. Zaobserwowano również, że alkaliczne pH (> 10) oraz wysokie stężenie mocznika (> 3M) może znacznie obniżyć oporność PrP^sc na działanie hydrolityczne proteinazy K. Również wzra-

stająca koncentracja 1, 1, 1, 3, 3, 3-heksafluoro-2-propanu powoduje obniżenie stężenia form opornych na działanie proteinazy K (PrP 27–30) [52, 72].

Badania prowadzone przez wiele ośrodków naukowych pozwolą określić czy priony odgrywają rolę w bardziej po- wszechnych chorobach neurologicznych, takich jak choroba Alzheimera, Huntingtona, Parkinsona czy stwardnienie rozsiane. Choroby te łączą znaczne podobieństwa: przybie- rają one formy sporadyczne, czasami atakują całe rodziny;

są chorobami średniego lub późnego wieku; mają podobny obraz patologiczny – następuje degeneracja neuronów, aku- mulacja białka w postaci płytek, powiększenie komórek glejowych; w żadnej z tych chorób nie występują nacieki leukocytarne w tkance mózgowej [64, 73, 74]. Niestety, pomimo coraz większej wiedzy na temat podstaw encefalopatii gąbczastych, w tym opisanych chorób prionowych, wciąż pozostają one nieuleczalnymi.

Piśmiennictwo

1. Prusiner S.B.: Molecular biology and genetics of prion diseases. Philos.

Trans. R. Soc. Lond. B. Biol. Sci. 1994, 343, 447–463.

2. Prusiner S.B., Scott M.: Genetics of prions. Annu. Rev. Genet. 1997, 31, 139–175.

3. Ross E.D., Minton A., Wickner R.B.: Prion domains: sequences, struc- tures and interactions. Nat. Cell Biol. 2005, 7, 1039–1044.

4. Prado M.A, Alves-Silva J., Magalhaes A.C., Prado V.F., Linden R., Martins V.R. et al.: PrP^c on the road: trafficking of the cellular prion protein. J. Neurochem. 2004, 88, 769–781.

5. Martins V.R.: A receptor for infectious and cellular prion protein. Braz.

J. Med. Biol. Res. 1999, 32, 853–859.

6. Caughey B.: Prion protein interconversions. Philos. Trans. R. Soc.

Lond. B. Biol. Sci. 2001, 356, 197–200.

7. Chakraborty C., Nandi S., Jana S.: Prion disease: a deadly disease for protein misfolding. Curr. Pharm. Biotechnol. 2005, 6, 167–177.

8. Kocisko D.A., Come J.H., Priola S.A., Chesebro B., Raymond G.J., Lansbury P.T. et al.: Cell-free formation of protease-resistant prion protein. Nature, 1994, 370, 471–474.

9. Prusiner S.B.: Molecular biology of prion diseases. Science, 1991, 252, 1515–1522.

10. Makin O.S., Serpell L.C.: Structures for amyloid fibrils. FEBS J. 2005, 272, 5950–5961.

11. Zerovnik E.: Amyloid-fibril formation. Proposed mechanisms and relevance to conformational disease. Eur. J. Biochem. 2002, 269, 3362–3371.

12. Sparkes R.S., Simon M., Cohn V.H., Fournier R.E., Lem J., Klisak I. et al.: Assignment of the human and mouse prion protein genes to homologous chromosomes. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1986, 83, 7358–7362.

13. Internetowa baza danych Human Prion Point Mutations. http://www.

mad-cow.org/prion_point_mutations.html (15.03.2006).

14. Windl O., Giese A., Schulz-Schaeffer W., Zerr I., Skworc K., Arendt S.

et al.: Molecular genetics of human prion diseases in Germany. Hum.

Genet. 1999, 105, 244–252.

15. Hsiao K., Baker H.F., Crow T.J., Poulter M., Owen F., Terwilliger J.D. et al.:

Linkage of a prion protein missense variant to Gerstmann–Straussler syndrome. Nature, 1989, 338, 342–345.

16. Liberski P.P., Barcikowska M., Cervenakova L., Bratosiewicz J., Mar- czewska M., Brown P. et al.: A case of sporadic Creutzfeldt–Jakob disease with a Gerstmann–Straussler–Scheinker phenotype but no alterations in the PRNP gene. Acta Neuropathol. (Berl), 1998, 96, 425–430.

(14)

12 MONIKA RAć, MICHAł RAć 17. Kitamoto T., Ohta M., Doh-ura K., Hitoshi S., Terao Y., Tateishi J.:

Novel missense variants of prion protein in Creutzfeldt–Jakob disease or Gerstmann–Straussler syndrome. Biochem. Biophys. Res. Commun.

1993, 191, 709–714.

18. Doh-ura K., Tateishi J., Sasaki H., Kitamoto T., Sakaki Y.: Pro–Leu change at position 102 of prion protein is the most common but not the sole mutation related to Gerstmann–Straussler syndrome. Biochem.

Biophys. Res. Commun. 1989, 163, 974–979.

19. Prusiner S.B.: Prion diseases and the BSE crisis. Science, 1997, 278, 245–251.

20. Laplanche J.L., Hachimi K.H., Durieux I., Thuillet P., Defebvre L., Delasnerie-Laupretre N. et al.: Prominent psychiatric features and early onset in an inherited prion disease with a new insertional mutation in the prion protein gene. Brain, 1999, 122, 2375–2386.

21. Ghetti B., Piccardo P., Spillantini M.G., Ichimiya Y., Porro M., Perini F. et al.: Vascular variant of prion protein cerebral amyloidosis with tau-positive neurofibrillary tangles: the phenotype of the stop codon 145 mutation in PRNP. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1996, 93, 744–748.

22. Finckh U., Muller-Thomsen T., Mann U., Eggers C., Marksteiner J., Meins W. et al.: High prevalence of pathogenic mutations in patients with early-onset dementia detected by sequence analyses of four different genes. Am. J. Hum. Genet. 2000, 66, 110–117.

23. Samaia H.B., Mari J.J., Vallada H.P., Moura R.P., Simpson A.J., Brentani R.R.:

A prion-linked psychiatric disorder. Nature, 1997, 390, 241.

24. Ripoll L., Laplanche J.L., Salzmann M., Jouvet A., Planques B., Dussaucy M. et al.: A new point mutation in the prion protein gene at codon 210 in Creutzfeldt–Jakob disease. Neurology, 1993, 43, 1934- –1938.

25. Goldfarb L.G., Haltia M., Brown P., Nieto A., Kovanen J., McCombie W.R. et al.: New mutation in scrapie amyloid precursor gene (at codon 178) in finnish Creutzfeldt–Jakob kindred. Lancet, 1991, 337, 425.

26. Nitrini R., Rosemberg S., Passos-Bueno M.R., da Silva L.S., Iughetti P., Papadopoulos M. et al.: Familial spongiform encephalopathy as- sociated with a novel prion protein gene mutation. Ann. Neurol. 1997, 42, 138–146.

27. Cervenakova L., Buetefisch C., Lee H.S., Taller I., Stone G., Gibbs C.J. Jr. et al.: Novel PRNP sequence variant associated with familial encephalopathy. Am. J. Med. Genet. 1999, 88, 653–656.

28. Collins S., Boyd A., Fletcher A., Byron K., Harper C., McLean C.A. et al.:

Novel prion protein gene mutation in an octogenarian with Creutz- feldt–Jakob disease. Arch. Neurol. 2000, 57, 1058–1063.

29. Peoc’h K., Manivet P., Beaudry P., Attane F., Besson G., Hannequin D.

et al.: Identification of three novel mutations (E196K, V203I, E211Q) in the prion protein gene (PRNP) in inherited prion diseases with Creutzfeldt–Jakob disease phenotype. Hum. Mutat. 2000, 15, 482.

30. Hsiao K., Dlouhy S.R., Farlow M.R., Cass C., Da Costa M., Conneally P.M. et al.: Mutant prion proteins in Gerstmann–Straussler–Scheinker disease with neurofibrillary tangles. Nat. Genet. 1992, 1, 68–71.

31. Goldgaber D., Goldfarb L.G., Brown P., Asher D.M., Brown W.T., Lin S. et al.: Mutations in familial Creutzfeldt–Jakob disease and Ger- stmann–Straussler–Scheinker’s syndrome. Exp. Neurol. 1989, 106, 204–206.

32. Piccardo P., Dlouhy S.R., Lievens P.M., Young K., Bird T.D., Nochlin D. et al.: Phenotypic variability of Gerstmann–Straussler–Scheinker disease is associated with prion protein heterogeneity. J. Neuropathol.

Exp. Neurol. 1998, 57, 979–988.

33. Mastrianni J.A., Iannicola C., Myers R.M., DeArmond S., Prusiner S.B.:

Mutation of the prion protein gene at codon 208 in familial Creutz- feldt–Jakob disease. Neurology, 1996, 47, 1305–1312.

34. Pocchiari M., Salvatore M., Cutruzzola F., Genuardi M., Allocatelli C.T., Masullo C. et al.: A new point mutation of the prion protein gene in Creutzfeldt–Jakob disease. Ann. Neurol. 1993, 34, 802–807.

35. Barbanti P., Fabbrini G., Salvatore M., Petraroli R., Cardone F., Ma- ras B. et al.: Polymorphism at codon 129 or codon 219 of PRNP and clinical heterogeneity in a previously unreported family with Gerst- mann–Straussler–Scheinker disease (PrP–P102L mutation). Neurology, 1996, 47, 734–741.

36. Yamada M., Itoh Y., Inaba A., Wada Y., Takashima M., Satoh S. et al.:

An inherited prion disease with a PrP P105L mutation: clinicopathologic and PrP heterogeneity. Neurology, 1999, 53, 181–188.

37. Reder A.T., Mednick A.S., Brown P., Spire J.P., Van Cauter E., Woll- mann R.L. et al.: Clinical and genetic studies of fatal familial insomnia.

Neurology, 1995, 45, 1068–1075.

38. Hitoshi S., Nagura H., Yamanouchi H., Kitamoto T.: Double mutations at codon 180 and codon 232 of the PRNP gene in an apparently sporadic case of Creutzfeldt–Jakob disease. J. Neurol. Sci. 1993, 120, 208–212.

39. Seno H., Tashiro H., Ishino H., Inagaki T., Nagasaki M., Morikawa S.:

New haplotype of familial Creutzfeldt–Jakob disease with a codon 200 mutation and a codon 219 polymorphism of the prion protein gene in a Japanese family. Acta Neuropathol. (Berl), 2000, 99, 125–130.

40. Prusiner S.B.: Prions. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1998, 95, 13363- –13383.

41. Westaway D., Carlson G.A., Prusiner S.B.: Unraveling prion diseases through molecular genetics. Trends. Neurosci. 1989, 12, 221–227.

42. Bennion B.J., Daggett V.: Protein conformation and diagnostic tests:

the prion protein. Clin. Chem. 2002, 48, 2105–2114.

43. Fournier J.G.: Nonneuronal cellular prion protein. Int. Rev. Cytol.

2001, 208, 121–160.

44. Weissmann C.: The state of the prion. Nat. Rev. Microbiol. 2004, 2, 861–871.

45. Internetowa baza danych Chip Bioinformatics. http://snpper.chip.org (15.03.2006).

46. Stahl N., Prusiner S.B.: Prions and prion proteins. FASEB J. 1991, 5, 2799–2807.

47. Chesebro B., Race R., Wehrly K., Nishio J., Bloom M., Lechner D. et al.:

Identification of scrapie prion protein-specific mRNA in scrapie-infected and uninfected brain. Nature, 1985, 315, 331–333.

48. Basler K., Oesch B., Scott M., Westaway D., Walchli M., Groth D.F.

et al.: Scrapie and cellular PrP isoforms are encoded by the same chromosomal gene. Cell, 1986, 46, 417–428.

49. Prusiner S.B.: Biology and genetics of prion diseases. Annu. Rev.

Microbiol. 1994, 48, 655–686.

50. Pan K.M., Baldwin M., Nguyen J., Gasset M., Serban A., Groth D. et al.:

Conversion of alpha-helices into beta-sheets features in the formation of the scrapie prion proteins. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1993, 90, 10962–10966.

51. Otvos L. Jr., Cudic M.: Post-translational modifications in prion pro- teins. Curr. Protein. Pept. Sci. 2002, 3, 643–652.

52. Baldwin M.A., Cohen F.E., Prusiner S.B.: Prion protein isoforms, a co- nvergence of biological and structural investigations. J. Biol. Chem.

1995, 270, 19197–19200.

53. Telling G.C., Scott M., Mastrianni J., Gabizon R., Torchia M., Cohen F.E. et al.: Prion propagation in mice expressing human and chimeric PrP transgenes implicates the interaction of cellular PrP with another protein. Cell, 1995, 83, 79–90.

54. Wisniewski T., Brown D.R., Sigurdsson E.M.: Therapeutics in Alzhe- imer’s and prion diseases. Biochem. Soc. Trans. 2002, 30, 574–578.

55. Prusiner S.B.: Novel proteinaceous infectious particles cause scrapie.

Science, 1982, 216, 136–144.

56. Ikeda T., Horiuchi M., Ishiguro N., Muramatsu Y., Kai-Uwe G.D., Shinagawa M.: Amino acid polymorphisms of PrP with reference to onset of scrapie in Suffolk and Corriedale sheep in Japan. J. Gen. Virol.

1995, 76, 2577–2581.

57. Hunter N., Dann J.C., Bennett A.D., Somerville R.A., McConnell I., Hope J.: Are Sinc and the PrP gene congruent? Evidence from PrP gene analysis in Sinc congenic mice. J. Gen. Virol. 1992, 73, 2751–2755.

58. Weissmann C.: A ‘unified theory’ of prion propagation. Nature, 1991, 352, 679–683.

59. Liberski P.P., Bratosiewicz J.: Transmissible cerebral amyloidoses or prion diseases: is the structure of the infectious agent really understood?

Post. Biochem. 1996, 42, 320–330.

60. Laplanche J.L., Chatelain J., Thomas S., Brown P., Cathala F.: Analysis of the PrP gene in a Tunisian family with Creutzfeldt–Jakob disease.

Rev. Neurol. (Paris), 1991, 147, 825–827.

(15)

61. Bosque P.J., Vnencak-Jones C.L., Johnson M.D., Whitlock J.A., McLean M.J.: A PrP gene codon 178 base substitution and a 24-bp interstitial deletion in familial Creutzfeldt–Jakob disease. Neurology, 1992, 42, 1864–1870.

62. Vnencak-Jones C.L., Phillips J.A. 3^rd.: Identification of heterogeneous PrP gene deletions in controls by detection of allele-specific heterodu- plexes (DASH). Am. J. Hum. Genet. 1992, 50, 871–872.

63. Masullo C., Salvatore M., Macchi G., Genuardi M., Pocchiari M.:

Progressive dementia in a young patient with a homozygous deletion of the PrP gene. Ann. NY Acad. Sci. 1994, 724, 358–360.

64. Foguel D., Silva J.L.: New insights into the mechanisms of protein misfolding and aggregation in amyloidogenic diseases derived from pressure studies. Biochemistry, 2004, 43, 11361–11370.

65. Hacker A.: BSE – choroba szalonych krów. PZWL, Warszawa 1998.

66. Rossi G., Salmona M., Forloni G., Bugiani O., Tagliavini F.: Therapeutic approaches to prion diseases. Clin. Lab. Med. 2003, 23, 187–208.

67. Brown D.R.: Molecular advances in understanding inherited prion diseases. Mol. Neurobiol. 2002, 25, 287–302.

68. Aguzzi A., Klein M.A., Montrasio F., Pekarik V., Brandner S., Furukawa H. et al.: Prions: pathogenesis and reverse genetics. Ann. NY Acad.

Sci. 2000, 920, 140–157.

69. Dolashka P., Dimov I., Genov N., Svendsen I., Wilson K.S., Betzel C.:

Fluorescence properties of native and photooxidised proteinase K: the X-ray model in the region of the two tryptophans. Biochim. Biophys.

Acta. 1992, 1118, 303–312.

70. Oesch B., Westaway D., Walchli M., McKinley M.P., Kent S.B., Aeber- sold R. et al.: A cellular gene encodes scrapie PrP 27–30 protein. Cell, 1985, 40, 735–746.

71. Fernandez Garcia A., Heindl P., Voigt H., Buttner M., Wienhold D., Butz P. et al.: Reduced proteinase K resistance and infectivity of prions after pressure treatment at 60 degrees C. J. Gen. Virol. 2004, 85, 261–264.

72. Yamakawa Y., Hagiwara K., Nohtomi K., Nakamura Y., Nishijima M., Higuchi Y.: Atypical proteinase K-resistant prion protein (PrPres) ob- served in an apparently healthy 23-month-old Holstein steer. Jpn. J.

Infect. Dis. 2003, 56, 221–222.

73. Johansson J.: Molecular determinants for amyloid fibril formation:

lessons from lung surfactant protein C. Swiss. Med. Wkly, 2003, 133, 275–282.

74. Ross C.A., Poirier M.A.: Protein aggregation and neurodegenerative disease. Nat. Med. 2004, Suppl. 10, 10–17.

(16)

Annales Academiae Medicae Stetinensis = Roczniki Pomorskiej Akademii Medycznej w Szczecinie. 2006, 52, 3

R O C Z N I K I

POMORSKIEJ AKADEMII MEDYCZNEJ W SZCZECINIE

TOM LII A N N A L E S

A C A D E M I A E M E D I C A E S T E T I N E N S I S A N N A L S

O F T H E P O M E R A N I A N M E D I C A L U N I V E R S I T Y

WYDAWNICTWO POMORSKIEJ AKADEMII MEDYCZNEJ W SZCZECINIE

SZCZECIN NR 3 2006

A n n A l e s

A c A d e m i A e m e d i c A e s t e t i n e n s i s A n n A l s

o f t H e P o m e r A n i A n m e d i c A l U n i v e r s i t y

r o c z n i k i

Pomorskiej AkAdemii medycznej w szczecinie

tom li

wydAwnictwo Pomorskiej AkAdemii medycznej w szczecinie

szczecin nr 1 2005

P AM

R O C Z N I K I

POMORSKIEJ AKADEMII MEDYCZNEJ W SZCZECINIE

TOM LII A N N A L E S

A C A D E M I A E M E D I C A E S T E T I N E N S I S A N N A L S

O F T H E P O M E R A N I A N M E D I C A L U N I V E R S I T Y

WYDAWNICTWO POMORSKIEJ AKADEMII MEDYCZNEJ W SZCZECINIE

SZCZECIN NR 3 2006

SPIS TREŚCI

CONTENTS

MOlEKulARNE PODSTAWY ChORób PRIONOWYCh MOlECulAR bASES Of PRION DISEASES

Summary

Streszczenie

białko PrP

jako czynnik infekcyjny

Struktura genu i białek PrP

i PrP

Mutacje genu PrP

i PrP

i ich kliniczne konsekwencje

Rola proteinazy K w proteolizie PrP

i PrP

Piśmiennictwo