自噬体-溶酶体融合的抑制有助于TDCIPP诱导的N2a-APPswe细胞中Aβ1-42的产生

Inhibition of autophagosome-lysosome fusion contributes to TDCIPP-induced Aβ1-42 production in N2a-APPswe cells.

作者信息Chunli Zou, Tingting Yang, Xinfeng Huang, Xiaohu Ren, Chen Yang, Benhong Xu, Jianjun Liu
PMID38628727
期刊Heliyon
发布时间2024-02-21
DOI10.1016/j.heliyon.2024.e26832

实验完整度

包含细胞实验、TMT蛋白质组学、Western blot、免疫荧光和ELISA验证,但缺乏动物模型和体内验证。

主要模型

N2a-APPswe细胞 N2a-WT细胞

重点核对

TDCIPP浓度:15 μM和45 μM CQ浓度:50 μM 处理时间:24 h 对照:DMSO作为溶剂对照 细胞系:N2a-APPswe和N2a-WT

摘要

阿尔茨海默病是最常见的痴呆形式,以认知障碍为特征。自噬体-溶酶体功能的破坏与阿尔茨海默病的发病机制有关。三(1,3-二氯-2-丙基)磷酸酯(TDCIPP)是一种广泛使用的有机磷阻燃剂,可能造成神经元损伤。我们发现TDCIPP显著增加了β-位点淀粉样前体蛋白(APP)切割酶1(BACE1)、早老素-1(PS1)和Aβ42的表达。使用TMT标记的蛋白质组学研究揭示了TDCIPP暴露后N2a-APPswe细胞蛋白质组谱的变化。蛋白质组学和生物信息学分析显示,TDCIPP处理后,N2a-APPswe细胞中的溶酶体蛋白失调。TDCIPP暴露后,LC3、P62、CTSD和LAMP1水平升高,失调的蛋白表达通过Western blotting得到了验证。TDCIPP暴露导致自噬体积累,且在氯喹(CQ)存在下这一现象增强。我们的结果首次揭示TDCIPP可能是AD发展的潜在环境风险因素。自噬体-溶酶体融合的抑制可能对TDCIPP诱导的Aβ1-42产生有重要影响。

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
TDCIPP暴露是否通过影响自噬-溶酶体途径促进Aβ1-42的产生,从而与阿尔茨海默病的发病相关?
核心机制
TDCIPP抑制自噬体-溶酶体融合,导致自噬体积累,伴随溶酶体蛋白CTSD和LAMP1表达上调,进而促进Aβ1-42的产生。
主要证据
基于N2a-APPswe细胞,通过ELISA检测Aβ1-42水平升高,Western blot验证BACE1、PS1、LC3、P62、CTSD和LAMP1表达变化,免疫荧光和CYTO-ID检测自噬体积累,TMT蛋白质组学发现溶酶体相关蛋白失调。
研究意义
首次揭示TDCIPP可能通过自噬-溶酶体途径诱导Aβ1-42产生,提示其是AD发展的潜在环境风险因素,为AD环境病因学研究提供新方向。

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

TDCIPP对Aβ产生的影响

检测TDCIPP暴露是否影响Aβ1-40和Aβ1-42的产生及Aβ1-42/Aβ1-40比值。

用不同浓度TDCIPP(15 μM、45 μM)处理N2a-APPswe细胞24小时,通过ELISA检测Aβ1-40和Aβ1-42水平,计算比值。

2

TDCIPP对APP加工相关蛋白表达的影响

探讨TDCIPP是否改变BACE1和PS1等关键酶的表达。

Western blot检测BACE1、PS1、APP、ADAM10和IDE蛋白水平。

3

TMT蛋白质组学分析

全局分析TDCIPP处理后差异表达蛋白及其富集通路。

TMT标记结合LC-MS/MS鉴定和定量蛋白质,进行GO和KEGG富集分析。

4

自噬和溶酶体相关蛋白的验证

验证蛋白质组学发现的与自噬-溶酶体相关的蛋白变化。

通过Western blot检测LC3、P62、CTSD和LAMP1表达,免疫荧光和CYTO-ID检测自噬体积累。

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
三(1,3-二氯-2-丙基)磷酸酯Macklin Reagent--
氯喹MedChemExpress--
TMT标记试剂盒Thermo Scientific--
测序级胰蛋白酶/Lys-C混合物Promega--
人Aβ1-42 ELISA试剂盒Elabscience--
CYTO-ID®自噬检测试剂盒Enzo Life Sciences--
Tricine-SDS-PAGE凝胶制备试剂盒Sangon Biotech--
抗早老素-1抗体Affinity BioscienceAF0245
抗LC3抗体Cell Signaling Technology12741T
抗BACE1抗体Cell Signaling Technology5606S
抗P62抗体Abcamab109012
抗CTSD抗体Abcamab6313
抗LAMP1抗体Abcamab24170
BCA蛋白定量试剂盒Thermo Fisher Scientific23225
Oasis HLB柱Waters--
Orbitrap Exploris™ 480质谱仪Thermo Scientific--
共聚焦显微镜ZEISSLSM980
多功能成像仪Cytiva--

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
细胞培养
N2a-APPswe细胞使用DMEM和OPTI-MEM 1:1混合培养基,含10% FBS和200 μg/mL G418;N2a-WT细胞使用含10% FBS的DMEM。
阅读提示:见Materials and methods 2.2 Cell culture
药物处理
TDCIPP浓度15 μM和45 μM,CQ浓度50 μM,处理24 h,DMSO为对照。
阅读提示:见Materials and methods 2.3 TDCIPP treatment of N2a-APPswe cells
蛋白质组学
TMT标记通道分配:126为N2a-WT,127为N2a-APPswe对照,128为15 μM TDCIPP,129为45 μM TDCIPP。
阅读提示:见Materials and methods 2.4 TMT labeling
ELISA检测
按试剂盒说明书操作,检测Aβ1-42水平。
阅读提示:见Materials and methods 2.9 Measurement of Human Aβ1-42 levels by ELISA