低密度脂蛋白受体相关蛋白1在帕金森病动物模型中介导α-突触核蛋白从纹状体到黑质的传播

Low-density lipoprotein receptor-related protein 1 mediates α-synuclein transmission from the striatum to the substantia nigra in animal models of Parkinson's disease.

作者信息Hanjiang Luo, Caixia Peng, Chengli Wu, Chengwei Liu, Qinghua Li, Shun Yu, Jia Liu, Min Chen
PMID39104172
发布时间2026-04-01
DOI10.4103/NRR.NRR-D-23-01965

实验完整度

包含猴和小鼠α-syn PFFs诱导的PD模型、细胞实验(PC12、HEK293A、原代神经元)等多个独立证据层级,并进行了LRP1敲低功能验证和N端赖氨酸机制验证。

主要模型

α-syn PFFs诱导的食蟹猴PD模型 α-syn PFFs诱导的C57BL/6小鼠PD模型 PC12细胞模型 HEK293A细胞模型

重点核对

α-syn PFFs注射剂量:猴600 μg,小鼠5 μg(2.5 μg/μL,2 μL) LRP1敲低方式:尾静脉注射携带LRP1 siRNA的慢病毒(1×10^7 TU/mL),8周后注射PFFs α-syn N端赖氨酸残基封闭:使用Sulfo-NHS acetate (NHS)处理α-syn PFFs 细胞处理浓度:PC12细胞使用10 μg/mL α-syn PFFs处理24小时 动物模型:猴为10-12岁雄性食蟹猴,小鼠为6周龄雄性C57BL/6

摘要

α-突触核蛋白的积累和传播对帕金森病的发病机制至关重要,尽管错误折叠的α-突触核蛋白积累和传播的机制尚未明确确定。低密度脂蛋白受体相关蛋白1在神经元中丰富表达,被认为是一种多功能内吞受体,其在帕金森病患者的神经元中表达升高。然而,低密度脂蛋白受体相关蛋白1与帕金森病中α-突触核蛋白聚集和传播之间是否存在直接联系仍不清楚。在此,我们通过向猴和小鼠接种α-突触核蛋白预形成原纤维建立了帕金森病动物模型,并观察到纹状体和黑质中低密度脂蛋白受体相关蛋白1水平升高,伴随多巴胺能神经元丢失和α-突触核蛋白水平增加。然而,低密度脂蛋白受体相关蛋白1敲低有效拯救了多巴胺能神经变性,并抑制了黑质纹状体系统中α-突触核蛋白水平的升高。在过表达α-突触核蛋白片段的HEK293A细胞中,仅当α-突触核蛋白的N端存在时,低密度脂蛋白受体相关蛋白1水平上调,而缺乏N端的α-突触核蛋白片段则未导致低密度脂蛋白受体相关蛋白1上调。此外,发现α-突触核蛋白的N端富含赖氨酸残基,在经α-突触核蛋白预形成原纤维处理的PC12细胞中封闭赖氨酸残基可有效降低升高的低密度脂蛋白受体相关蛋白1和α-突触核蛋白水平。这些发现表明,低密度脂蛋白受体相关蛋白1通过α-突触核蛋白N端的赖氨酸残基调节α-突触核蛋白在黑质纹状体系统中从纹状体到黑质的病理传播。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
LRP1是否以及如何介导α-syn在帕金森病中的摄取和传播?
核心机制
LRP1通过结合α-syn N端的赖氨酸残基,介导α-syn从纹状体到黑质的病理传播,从而促进多巴胺能神经变性。
主要证据
在猴和小鼠PD模型中,LRP1水平升高伴随α-syn积累和多巴胺能神经元丢失;LRP1敲低显著抑制α-syn传播并挽救多巴胺能变性;HEK293A细胞实验表明α-syn N端(富含赖氨酸)是LRP1上调所必需;NHS封闭赖氨酸残基减少PC12细胞对α-syn PFFs的摄取。
研究意义
LRP1可能是α-syn相关神经退行性疾病的潜在治疗靶点,为帕金森病治疗提供新思路。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

建立α-syn PFFs诱导的PD动物模型

模拟PD病理过程,观察α-syn传播和多巴胺能神经变性。

对猴和小鼠进行纹状体立体定位注射α-syn PFFs,通过行为学测试、TH免疫组化和Western blot验证模型建立成功。

2

检测模型中LRP1和α-syn表达变化

评估LRP1与α-syn积累和多巴胺能损伤的相关性。

通过Western blot和免疫荧光检测纹状体和黑质中TH、LRP1和α-syn的表达水平。

3

LRP1功能验证(体内敲低)

验证LRP1是否介导α-syn传播和神经毒性。

通过尾静脉注射携带LRP1 siRNA的慢病毒敲低小鼠LRP1,随后注射PFFs,评估TH和α-syn水平。

4

LRP1功能验证(体外敲低)

证实LRP1介导α-syn PFFs的细胞摄取。

使用LRP1 siRNA转染PC12细胞,敲低LRP1后检测α-syn摄取。

5

机制探索:α-syn片段转染实验

确定α-syn中负责LRP1介导摄取的结构域。

将Flag标记的全长α-syn、N端片段、缺失N端的片段转染HEK293A细胞,检测LRP1表达变化。

6

机制探索:赖氨酸封闭实验

验证α-syn N端赖氨酸残基在LRP1介导内吞中的作用。

用NHS封闭α-syn PFFs的赖氨酸残基,处理PC12细胞,检测LRP1和α-syn水平。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
α-突触核蛋白预形成原纤维StressMarqSPR-322
RPMI 1640培养基Gibco--
DMEM培养基Gibco--
胎牛血清Gibco--
马血清Biological Industries--
青霉素-链霉素Solarbio--
Neurobasal-A培养基Gibco--
B-27添加剂Gibco--
L-谷氨酰胺Gibco--
胰蛋白酶-EDTAGibco--
阿糖胞苷SigmaC1768
α-突触核蛋白单体StressMarqSPR-321
Lipofectamine RNAiMAX转染试剂Thermo Fisher Scientific13778
硫代-NHS乙酸酯Thermo Fisher Scientific26777
Lipofectamine 3000转染试剂InvitrogenL3000015
RIPA裂解液SolarbioR0010
蛋白酶和磷酸酶抑制剂混合物Millipore539134/524628
BCA蛋白定量试剂盒文中未明确说明--
5×上样缓冲液SolarbioP1040
PVDF膜MilliporeISEQ00010
抗LRP1抗体Beyotime BiotechnologyAF1000
抗α-突触核蛋白抗体Abcamab138501
抗Flag抗体AbmartT62938
抗TH抗体SigmaT2928
抗β-肌动蛋白抗体Affinity BiosciencesT0022
IRDye 680RD山羊抗兔IgGLI-COR Biosciences926-68071
IRDye 680RD山羊抗小鼠IgGLI-COR Biosciences926-68070
ODYSSEY双色红外荧光成像系统LI-COR Biosciences--
小鼠免疫组织化学试剂盒ZSGB-BIOSP-9002
DAB显色底物SigmaD5637
抗α-突触核蛋白抗体BD Transduction Laboratories610787
抗NeuN抗体CST24307
Alexa Fluor 488偶联二抗InvitrogenA11008
Alexa Fluor 594偶联二抗InvitrogenA11005
DAPIInvitrogenD1306
PC12细胞Wuhan Pricella BiotechnologyCL-0480
HEK293A细胞Wuhan Pricella BiotechnologyCL-0003
异氟烷RWD Life ScienceR510-22-10
CCK-8试剂盒Dojindo LaboratoriesCK04
FilterMax F5酶标仪Molecular Devices--
立体定位注射仪文中未明确说明--
Hamilton针文中未明确说明--
共聚焦显微镜ZEISS--
光学显微镜Nikon Corporation--
解剖显微镜Olympus--
化学发光成像系统Azure Biosystems--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
动物模型建立
猴和小鼠的品系、性别、年龄、α-syn PFFs注射剂量、注射体积、注射位点、对照组处理
阅读提示:Methods: Animals
LRP1敲低
慢病毒滴度、注射途径、敲低时间、siRNA序列
阅读提示:Methods: LRP1 knockdown; Additional Figure 5
细胞实验
细胞系、培养条件、α-syn PFFs处理浓度和时间、siRNA浓度和转染时间
阅读提示:Methods: Cell culture; In vitro treatment of neurons with α-synuclein; LRP1 knockdown
机制验证
质粒构建、转染条件、NHS处理浓度和时间
阅读提示:Methods: Transfection with plasmids encoding α-synuclein fragments; Capping the lysine residues in α-synuclein pre-formed fibrils
检测方法
抗体稀释比、蛋白上样量、内参选择、统计方法
阅读提示:Methods: Western blot assay; Immunohistochemistry and immunofluorescence staining; Statistical analysis