In dieser Studie wurden die Auswirkungen einer Beeinträchtigung der synaptischen Übertragung in einem Mausmodell der experimentell autoimmunen Myasthenia Gravis, kurz EAMG, auf das postsynaptische Endplattenprotein Homer untersucht. Die Mäuse wurden mit einem AChR-Antigen aus dem Torpedofisch immunisiert, die Hinterbein-Muskeln SOL, GAS und EDL wurden entnommen und analysiert. Mittels qPCR, wurde die mRNA-Expression, mittels konfokaler Mikroskopie die postsynaptische Proteinkonzentration und mittels Western-Blot-Analyse die Quantifizierung des Gesamtmuskelproteins und der Vernetzungsaktivität untersucht. Die Analyse erfolgte an zwei Gruppen von Mäusen mit jeweils einer Kontrollgruppe identischen Alters. Die erste Gruppe bestand aus jungen und alten Mäusen, während die zweite Gruppe nach dem Schweregrad der klinischen Symptomatik unterteilt war. Die Ergebnisse zeigten einen Unterschied in der Homer-Affektion in Abhängigkeit der Zusammensetzung der Muskelfasertypen und dem Schweregrad der klinischen Symptomatik. Der aus gemischten Muskelfasern bestehende SOL zeigte eine signifikante Verringerung der Homer-Konzentration an den Endplatten, eine Hochregulierung der mRNA der kurzen Homer-Isoform 1A mit einem Anstieg von über 900 % bei EAMG-Mäusen sowie einen Anstieg der mRNA der langen Homer-Isoform 2. Endplatten im SOL zeigten auch eine höhere Anfälligkeit für destruktive EAMG-Effekte als EDL- und GAS-Endplatten. Signifikante Ergebnisse waren vor allem bei den schwer betroffenen Mäusen zu beobachten. Sowohl in GAS und EDL konnten in diesen Analysen keine signifikanten Ergebnisse beobachtet werden. Die Western-Blot-Analyse zeigte eine Verringerung der Multimerfraktion in SOL, während die Monomerfraktion unverändert blieb. In EDL wurde im Vergleich zu SOL ein Anstieg der Multimerfraktion um 150 % festgestellt. Wir führten eine Querschnittsflächenanalyse der Muskelfasern durch, um nach möglichen Atrophien zu suchen. Nur der EDL wies eine relevante Atrophie auf, während sowohl in GAS als auch in SOL keine Atrophie festgestellt werden konnte. Es ist bekannt, dass Homer 1A vor allem in Zuständen mit veränderter synaptischer Übertragung exprimiert wird, während die langen Isoformen konstant exprimiert werden. Zudem sind nur in langsamen Muskelfasern protektive Effekte von Homer 2 bekannt. Die qPCR-Ergebnisse in SOL stellen einen möglichen Reparatureffekt dar, während die Homer 1A Hochregulation höchstwahrscheinlich Ausdruck des synaptischen Adaptationsprozesses ist. Wir sahen Parallelen zwischen der Homer-Veränderung und dem Ausmaß der Endplattenzerstörung, die Homer-Veränderung ist demnach am Ehesten Folge der gestörten synaptischen Übertragung an der postsynaptischen Endplatte. Das Ausmaß der Veränderungen ist abhängig von der individuellen Vulnerabilität der Tiere für die Erkrankung sowie der Zusammensetzung der einzelnen Muskeln. Insgesamt liefern diese Ergebnisse starke Beweise für eine funktionelle Kopplung von Homer und AChRs. Das entsprechende Paper zu dieser Studie erschien am 30. November 2022 im International Journal of Molecular Sciences.
This study investigated the effects of neuromuscular transmission impairment in an experimental autoimmune mouse model known as EAMG of Myasthenia Gravis on the postsynaptic endplate protein Homer. Mice were immunized with AChR-Torpedo-antigen, hindlimb muscles SOL, GAS and EDL were taken and analysed for mRNA-expression via qPCR, postsynaptic protein concentration via confocal microscopy and for whole muscle protein quantification and crosslinking activity via Western Blot analysis. Two groups of mice were investigated. The first group consisted of young and old mice while the second group was divided by clinical symptom severeness. Results showed a difference in Homer affection in accordance with muscle fibre type composition as well as level of clinical symptoms. Mixed fibre muscle SOL displayed a significant reduction in endplate-adjacent Homer concentration, an upregulation of short Homer isoform 1A mRNA with over 900% increase in EAMG mice as well as an increase in long isoform Homer 2 mRNA. SOL endplates also showed a higher susceptibility to destructive EAMG effects than EDL and GAS endplates. Significant results were mostly prominent in severely affected mice. In GAS and EDL, no significant results were present. Western Blot analysis displayed a reduction of Multimer fraction in SOL while Monomer fraction remained unchanged. In EDL, an increase in Multimer fraction of 150% was seen in contrast to SOL. We also performed a Cross-Section-Area analysis to scan for possible atrophy. Only EDL displayed a relevant atrophy while in both GAS and SOL no relevant atrophy could be detected. Homer 1A is known to be expressed in states of synaptic transmission alteration, while Homer 2 is said to have protective effects in slow-twitching muscle fibre. Thus, Homer 2 qPCR results in SOL were most likely caused by a mending effect, while Homer 1A increase happened due to the adaptation to altered synaptic transmission. We saw a parallel in Homer alteration and the level of endplate destruction, making it highly likely that Homer alteration is a result of impaired synaptic transmission at the postsynaptic endplate. Altogether, these results provide strong evidence for a functional coupling of Homer and AChRs. The corresponding paper was published on November 30, 2022, in the Journal of Molecular Sciences.
