Browsing by Author "Froehner, Stanley C."

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    Restoration of nNOS\03BC function in the MDX mouse model of Duchenne muscular distrophy.
    (2013) Rebolledo López, Daniela Victoria; Froehner, Stanley C.; Pontificia Universidad Católica de Chile. Facultad de Ciencias Biológicas
    La Óxido Nítrico Sintasa Neuronal (nNOS) es una enzima regulada por Ca2+/calmodulina que sintetiza óxido nítrico (ON) desde L-arginina. Existen al menos 4 variantes de splicing para nNOS. nNOS\03BC es una isoforma que posee un inserto de 34 aminoácidos y que es específicamente expresada en músculo esquelético y cardiaco. En el músculo normal, nNOS\03BC se localiza principalmente en el lado citosólico de la membrana plasmática, el sarcolema, por unión a \03B1-sintrofina, un miembro del complejo glicoproteico asociado a la distrofina (DGC). La localización sarcolemal de nNOS\03BC es crítica para oponerse a la vasoconstricción simpática y mantener un flujo sanguíneo apropiado a los músculos activos durante el ejercicio. La expresión, localización sarcolemal y/o la señalización de nNOS\03BC se encuentran alteradas en varias enfermedades neuromusculares, incluyendo la distrofia muscular de Duchenne (DMD). DMD es un desorden devastador ligado al cromosoma X que comienza en la niñez con dificultad para caminar y correr; progresa con la pérdida de la capacidad ambulatoria en la adolescencia temprana, seguido por perdida de la función de brazos, tronco, y fallas cardiacas y respiratorias. La muerte es común en la adultez temprana. DMD, y el desorden alélico menos severo, la distrofia muscular de Becker, se producen por mutaciones en el gen de la distrofina. En éstas y otras distrofias musculares, existe una necesidad crítica y urgente por tratamientos seguros y eficaces para disminuir la progresión de la enfermedad. Tales terapias reducirán la carga de la enfermedad, mejorarán la calidad de vida y otorgarán tiempo hasta que los tratamientos que se dirigen al defecto genético primario estén totalmente desarrollados, sean económicamente alcanzables y ampliamente distribuidos.
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    Sarcolemmal targeting of nNOS mu improves contractile function of mdx muscle
    (OXFORD UNIV PRESS, 2016) Rebolledo, Daniela L.; Kim, Min Jeong; Whitehead, Nicholas P.; Adams, Marvin E.; Froehner, Stanley C.
    Nitric oxide (NO) is a key regulator of skeletal muscle function and metabolism, including vasoregulation, mitochondrial function, glucose uptake, fatigue and excitation-contraction coupling. The main generator of NO in skeletal muscle is the muscle-specific form of neuronal nitric oxide synthase (nNOS mu) produced by the NOS1 gene. Skeletal muscle nNOS mu is predominantly localized at the sarcolemma by interaction with the dystrophin protein complex (DPC). In Duchenne muscular dystrophy (DMD), loss of dystrophin leads to the mislocalization of nNOS mu from the sarcolemma to the cytosol. This perturbation has been shown to impair contractile function and cause muscle fatigue in dystrophic (mdx) mice. Here, we investigated the effect of restoring sarcolemmal nNOS mu on muscle contractile function in mdx mice. To achieve this, we designed a modified form of nNOS mu (NOS-M) that is targeted to the sarcolemma by palmitoylation, even in the absence of the DPC. When expressed specifically in mdx skeletal muscle, NOS-M significantly attenuates force loss owing to damaging eccentric contractions and repetitive isometric contractions (fatigue), while also improving force recovery after fatigue. Expression of unmodified nNOS mu at similar levels does not lead to sarcolemmal association and fails to improve muscle function. Aside from the benefits of sarcolemmal-localized NO production, NOS-M also increased the surface membrane levels of utrophin and other DPC proteins, including beta-dystroglycan, alpha-syntrophin and alpha-dystrobrevin in mdx muscle. These results suggest that the expression of NOS-M in skeletal muscle may be therapeutically beneficial in DMD and other muscle diseases characterized by the loss of nNOS mu from the sarcolemma.