c-src在α-突触核蛋白细胞间传播中的双重作用

The dual role of c-src in cell-to-cell transmission of α-synuclein.

作者信息Yu Ree Choi, Jae-Bong Kim, Seo-Jun Kang, Hye Rin Noh, Ilo Jou, Eun-Hye Joe, Sang Myun Park
PMID32372484
期刊EMBO Rep
发布时间2020-07-03
DOI10.15252/embr.201948950

实验完整度

高

包含体外细胞模型(SH-SY5Y、原代皮层神经元)、基因敲低/过表达、药理学抑制、体内动物模型(A53T转基因小鼠)、病理学及免疫组织化学等多层次验证,并进行了机制(自噬、内吞)和功能验证。

主要模型

SH-SY5Y细胞 原代皮层神经元 A53T α-syn转基因小鼠(M83)

重点核对

α-syn纤维处理浓度(1 μM)及时间(30分钟) c-src抑制剂saracatinib(5 μM)和SKI-1(10 μM)的处理浓度 双室实验中共培养时间(12小时)及供体细胞分化条件(50 μM RA,5天) c-src敲低SH-SY5Y细胞系(KD #1: TRCN 0000038150, KD #2: TRCN 0000195339) 体内实验中M83小鼠周龄(2-3月龄)、α-syn纤维注射量(10 μg)及saracatinib给药方案(10 mg/kg/day,口服,4周)

摘要

帕金森病(PD)的特征是黑质致密部多巴胺能神经元的丧失,以及多个脑区出现称为路易小体(Lewy bodies)和路易神经突(Lewy neurites)的蛋白质包涵体。越来越多的证据表明,随着疾病进展,路易病理逐渐累及神经系统的更多区域,而α-突触核蛋白(α-syn)病理的朊病毒样传播促进了PD的进展。因此,调节α-syn的传播可能对开发PD患者的疾病修饰疗法具有重要意义。在这里,我们证明α-syn纤维诱导神经元中c-src的激活,这依赖于FcγRIIb-SHP-1/-2-c-src通路,并增强α-syn摄取进入神经元的信号。阻断c-src激活可抑制α-syn的摄取和路易小体样包涵体的形成。此外,阻断c-src激活还可通过激活自噬抑制α-syn的释放。可透过血脑屏障的c-src抑制剂saracatinib在体内模型系统中有效减少α-syn向邻近区域的传播。这些结果表明了一个针对进展性PD的新治疗靶点。

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
c-src在α-syn细胞间传播中的作用及其机制是什么?
核心机制
α-syn纤维通过FcγRIIb-SHP-1/-2通路激活c-src,激活的c-src增强脂筏依赖性内吞以促进α-syn摄取,同时抑制自噬从而促进α-syn的释放和积累,形成其在传播中的双重功能。
主要证据
体外实验显示c-src抑制剂和敲低减少α-syn摄取、路易小体样包涵体形成及释放;自噬标志物LC3II和p62检测表明抑制c-src增强自噬;体内M83小鼠模型中给予saracatinib减少α-syn病理传播和神经炎症。
研究意义
该研究提示c-src是帕金森病进展的潜在治疗靶点,c-src靶向药物可能被重新利用于帕金森病的治疗。

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

验证α-syn纤维对c-src活性的影响及上游通路

探究α-syn纤维是否激活c-src,以及该激活是否依赖FcγRIIb-SHP-1/-2通路。

用α-syn纤维处理SH-SY5Y细胞和原代皮层神经元,通过Western blot检测c-src活性(pY416和pY527);使用FcγRIIb、SHP-1、SHP-2敲低细胞及抑制剂处理验证通路依赖;并在A53T转基因小鼠脑组织中检测c-src活性。

2

验证c-src对α-syn摄取的作用

探究c-src是否介导α-syn向神经元内的摄取。

使用双室实验将供体细胞(A53T α-syn-EGFP过表达SH-SY5Y)与受体细胞(SH-SY5Y或原代皮层神经元)共培养,检测受体细胞中α-syn的摄取;使用c-src抑制剂(saracatinib、SKI-1)、c-src敲低细胞以及过表达激酶活性或激酶死亡c-src突变体来验证c-src的作用。

3

验证c-src对路易小体样包涵体形成的作用

探究c-src是否影响α-syn在细胞内的聚集和路易小体样包涵体的形成。

将A53T α-syn-EGFP和A53T α-syn-mCherry过表达SH-SY5Y细胞共培养,在c-src抑制剂或c-src敲低条件下,通过共聚焦显微镜检测双荧光标记聚集点的数量。

4

验证c-src对α-syn释放和自噬的作用

探究c-src是否通过调控自噬影响α-syn的释放。

用ELISA检测培养上清中α-syn水平,评估c-src抑制或敲低对释放的影响;通过Western blot检测自噬标志物LC3II和p62,并使用bafilomycin A1(BafA)评估自噬流。

5

验证c-src对脂筏依赖性内吞的作用

探究c-src是否参与α-syn纤维诱导的脂筏依赖性内吞。

在α-syn纤维存在下,用荧光标记的转铁蛋白(clathrin依赖性内吞标志物)和BODIPY FL C5-LacCer(脂筏依赖性内吞标志物)处理细胞,通过共聚焦显微镜检测摄取情况。

6

体内验证c-src抑制对α-syn传播的影响

探究在体内抑制c-src能否减少α-syn病理的传播。

向2-3月龄M83小鼠纹状体注射α-syn纤维,随后口服给予saracatinib或溶媒对照4周,通过免疫组织化学检测pSer129 α-syn病理的传播和神经炎症标志物(GFAP、MHC class II)。

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
DMEM培养基----
胎牛血清----
Neurobasal培养基Invitrogen--
GlutaMAX™-IThermo--
B-27添加剂Invitrogen--
Lipofectamine 2000转染试剂Invitrogen--
SaracatinibSanta Cruz Biotechnology--
SaracatinibCayman Chemical Company--
SKI-1Sigma--
视黄酸Sigma--
巴佛洛霉素A1Sigma--
NSC87877----
PHPS-1----
SSG----
BODIPY FL C5-乳糖神经酰胺Molecular Probes--
罗丹明标记转铁蛋白Molecular Probes--
α-突触核蛋白抗体BD Biosciences610786
SHP-1抗体BD Biosciences610126
SHP-2抗体BD Biosciences610621
MHC II类抗体BD Biosciences554926
磷酸化c-src (Y416)抗体Cell Signaling Technology6943
磷酸化c-src (Y527)抗体Cell Signaling Technology2105
总c-src抗体Cell Signaling Technology2123
pSer129 α-突触核蛋白抗体Abcamab51253
IBA-1抗体Wako019-19741
pSer129 α-突触核蛋白抗体Wako015-25191
GFAP抗体NeuromicsRA22101
蛋白酶抑制剂混合物Calbiochem--
磷酸酶抑制剂混合物GenDEPOT--
BCA蛋白定量试剂盒Bio-Rad--
人α-突触核蛋白ELISA试剂盒Elabscience--
重组人野生型α-突触核蛋白纤维----
2,2,2-三溴乙醇----
羟丙甲纤维素----
吐温-80----
Axio Scan Z1玻片扫描仪Carl Zeiss--
BX51显微镜Olympus--
超声波处理器VC 505Sonics & Materials, Inc.--
FACSAria III流式细胞分选仪BD Biosciences--
ImageJ软件----

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
α-syn纤维制备及验证
α-syn纤维制备条件:5 mg/ml单体α-syn,37°C,250 rpm摇动孵育2周,超声处理(3-5秒,3 W),-80°C保存。
阅读提示:见Materials and Methods中Reagents and antibodies部分
细胞培养
SH-SY5Y细胞培养基(DMEM+10% FBS),原代皮层神经元分离自SD大鼠胚胎E18,培养基(Neurobasal+GlutaMAX-I+B-27)。
阅读提示:见Materials and Methods中Cell culture部分
药物处理
c-src抑制剂浓度:saracatinib(5 μM)、SKI-1(10 μM),SHP-1/2抑制剂浓度:NSC87877(20 μM)、SSG(10 μM)、PHPS-1(1 μM)。
阅读提示:见Results部分及Figure 1、Figure 2等图注
双室/共培养实验
供体细胞(A53T α-syn-EGFP或WT α-syn OE SH-SY5Y)需50 μM RA处理5天分化,共培养时间12小时,受体细胞为SH-SY5Y或原代皮层神经元。
阅读提示:见Materials and Methods中Dual-chamber and coculture assays部分
动物实验
使用2-3月龄M83小鼠(B6;C3-Tg(Prnp-SNCA*A53T)83Vle/J),纹状体注射10 μg α-syn纤维,saracatinib口服10 mg/kg/天持续4周。
阅读提示:见Materials and Methods中Intracerebral injection and drug treatment部分