多巴胺能神经元中CNTNAP4缺陷引发帕金森病样表型

背景：Contactin-associated protein-like 4 (CNTNAP4) 属于neurexin超家族，在神经系统发育和突触功能中具有关键作用。中间神经元中CNTNAP4的缺失与自闭症、精神分裂症和癫痫有关。CNTNAP4在黑质（SN）的多巴胺能（DA）神经元中也高度富集，然而，关于CNTNAP4在DA神经元中的作用的研究很少，并且CNTNAP4缺陷是否导致帕金森病（PD）仍不清楚。方法：通过Western blotting、免疫细胞化学和RNA测序评估CNTNAP4敲低或过表达对DA MN9D细胞系的影响。通过行为学测试、Western blotting、免疫组织化学和透射电子显微镜评估了体内动物模型，包括CNTNAP4基因敲除小鼠和立体定位注射带有酪氨酸羟化酶启动子的腺相关病毒短发夹RNA以沉默SN中的CNTNAP4，以及由此产生的生理/行为效应。进行了酶联免疫吸附测定法（ELISA）以检查PD患者脑脊液（CSF）和血浆中的CNTNAP4浓度。结果：我们证明CNTNAP4敲低诱导MN9D细胞线粒体自噬并增加α-突触核蛋白表达。SN中CNTNAP4敲低诱导小鼠PD样增加，包括SN特异性α-突触核蛋白表达增加、DA神经元变性和运动功能障碍。此外，SN-DA神经元中CNTNAP4敲低增加了自噬体并减少了SN中的突触囊泡。此外，CNTNAP4基因敲除小鼠表现出运动缺陷、黑质DA变性和自噬增加，这与SN特异性敲低模型一致。我们还发现PD患者CSF和血浆CNTNAP4表达增加；特别是，与对照组或女性PD患者相比，男性PD患者血浆CNTNAP4增加。结论：我们的研究结果表明，CNTNAP4缺陷可能引发与PD相关的表型，我们阐明了其中一些潜在机制。