The G51D SNCA mutation generates a slowly progressive α-synuclein strain in early-onset Parkinson's disease

doi:10.1186/s40478-023-01570-5

.2023年5月3日；11(1):72.

doi:10.1186/s40478-023-01570-5。

G51D SNCA突变在早发性帕金森病中产生缓慢进行的α-突触核蛋白菌株

附属公司

¹多伦多大学坦兹神经退行性疾病研究中心，克伦贝尔发现塔，室。加拿大安大略省多伦多市伦纳德大道60号4KD481，M5T 0S8。
²加拿大安大略省多伦多市多伦多大学生物化学系。
^三美国马萨诸塞州查尔斯敦马萨诸塞总医院神经科。
⁴美国马萨诸塞州查尔斯敦马萨诸塞总医院放射科。
⁵美国马萨诸塞州波士顿哈佛医学院神经科学项目。
⁶瑞典乌普萨拉大学公共卫生与护理科学/老年医学系。
⁷加拿大安大略省多伦多市大学健康网络克伦贝尔脑研究所。
⁸加拿大安大略省多伦多市多伦多大学医学系。
⁹加拿大安大略省多伦多市多伦多大学实验医学和病理生物学系。
¹⁰多伦多大学坦兹神经退行性疾病研究中心，克伦贝尔发现塔，室。加拿大安大略省多伦多市伦纳德大道60号4KD481，M5T 0S8。joel.watts@utoronto.ca。
¹¹加拿大安大略省多伦多市多伦多大学生物化学系。joel.watts@utoronto.ca。

PMID： 37138318
PMCID公司：项目编号：C10155462
内政部： 10.1186/s40478-023-01570-5

G51D SNCA突变在早发性帕金森病中产生缓慢进行的α-突触核蛋白菌株

希瑟·H·C·刘等。神经病理学学报. 2023.

.2023年5月3日；11(1):72.

doi:10.1186/s40478-023-01570-5。

附属公司

¹多伦多大学坦兹神经退行性疾病研究中心，克伦贝尔发现塔，室。加拿大安大略省多伦多市伦纳德大道60号4KD481，M5T 0S8。
²加拿大安大略省多伦多市多伦多大学生物化学系。
^三美国马萨诸塞州查尔斯敦马萨诸塞总医院神经科。
⁴美国马萨诸塞州查尔斯敦马萨诸塞总医院放射科。
⁵美国马萨诸塞州波士顿哈佛医学院神经科学项目。
⁶瑞典乌普萨拉大学公共卫生与护理科学/老年医学系。
⁷加拿大安大略省多伦多市大学健康网络克伦贝尔脑研究所。
⁸加拿大安大略省多伦多市多伦多大学医学系。
⁹加拿大安大略省多伦多市多伦多大学实验医学和病理生物学系。
¹⁰多伦多大学坦兹神经退行性疾病研究中心，克伦贝尔发现塔，室。加拿大安大略省多伦多市伦纳德大道60号4KD481，M5T 0S8。joel.watts@utoronto.ca。
¹¹加拿大安大略省多伦多市多伦多大学生物化学系。joel.watts@utoronto.ca。

PMID： 37138318
PMCID公司：项目编号：C10155462
内政部： 10.1186/s40478-023-01570-5

摘要

α-突触核蛋白聚集体的独特菌株被认为是贯穿突触核细胞病的临床和病理表现谱的基础。多系统萎缩（MSA）与少突胶质细胞α-突触核蛋白内含物占优势有关，而帕金森病（PD）患者的α-突触核蛋白聚集体优先积聚在神经元中。编码α-突触核蛋白的SNCA基因中的G51D突变导致侵袭性早发型PD，表现出与PD和MSA相似的临床和神经病理学特征。为了评估G51D PDα-突触核蛋白聚集体的菌株特征，我们通过脑内接种患者大脑提取物在M83转基因小鼠中进行了繁殖研究。通过免疫组织化学、构象稳定性分析和α-突触核蛋白种子扩增分析，对注射小鼠大脑中诱导的α-突触核蛋白聚集体的性质进行了检测。与MSA注射小鼠不同的是，G51D PD注射小鼠在接种后18个月内没有明显的神经疾病。然而，在接种G51D PD的小鼠中存在亚临床突触核蛋白病，其特征是α-突触核蛋白聚集体在大脑的限制区域积聚。G51D PD注射小鼠中诱导的α-突触核蛋白聚集体在种子扩增试验中表现出明显的特性，并且比注射MSA提取物的小鼠中的诱导α-突触核蛋白聚合体更加稳定，这反映了人类MSA和G51D PD-脑样品之间的差异。这些结果表明，G51D SNCA突变指定了一个缓慢繁殖的α-突触核蛋白菌株的形成，该菌株与PD相关的α-synuclein聚集体比MSA更相似。

关键词：多系统萎缩；神经病理学；帕金森病；传播；蛋白质聚集；种子扩增试验；应变；转基因小鼠；α-突触核蛋白。

PubMed免责声明

利益冲突声明

提交人声明他们没有相互竞争的利益。

数字

图1
将G51D PD和MSA样品接种到TgM83中^+/-老鼠。一G51D PD-1、G51D PD-2和MSA-1患者脑匀浆中的总α-syn、洗涤剂-可溶性α-syns、洗涤剂不溶性α-syn和洗涤剂-不溶性PSyn物种的免疫印迹。使用抗体Syn-1检测α-Syn，使用抗体EP1536Y检测PSyn。b条TgM83中的传播研究示意图^+/-小鼠脑内接种来自G51D PD或MSA病例的脑匀浆。红点表示近似接种位置。**c（c）**TgM83的Kaplan-Meier生存曲线^+/-接种G51D PD-1（红色，n=6）、G51D PD-2（橙色，n=5）或MSA-1（黑色，n=8）脑匀浆的小鼠。根据Log-rank检验，生存曲线存在显著差异(*P（P）* = 0.00030)

图2
接种TgM83小鼠脑内α-syn聚集体的生化检测^+/-老鼠。一540-543 DPI时G51D PD-1和G51D PD-2小鼠、155-257 DPI时临床疾病MSA小鼠和未接种TgM83小鼠脑匀浆中总α-syn、洗涤剂可溶性α-syn-和洗涤剂不溶性PSyn物种的免疫印迹^+/-580天龄小鼠。用肌动蛋白抗体重制总α-syn的印迹。b条与年龄匹配的未接种TgM83相比，G51D PD-1（n=6）和G51D PD-2（n=5）小鼠在540–543 DPI下大脑中洗涤剂不溶性PSyn水平的定量（平均值±s.e.m.）^+/-小鼠（n=8）。*P（P）*采用单因素方差分析（ANOVA）和邓内特（Dunnett）的多重比较检验计算值。**c（c）**543 DPI或年龄匹配的未接种TgM83时G51D PD-1小鼠脑匀浆中不溶于洗涤剂、耐热溶血素（TL）的PSyn和总α-syn水平的免疫印迹^+/-小鼠（每组6只）。d日在21（n=9）或543（n=2）DPI时，对G51D PD-1小鼠脑匀浆中不溶于清洁剂、TL抗性PSyn水平进行免疫印迹。在小组a、c和d中，使用抗体EP1536Y检测PSyn，使用抗体syn-1检测α-syn

图3
G51D PD和MSA在TgM83中产生不同的PSyn沉积模式^+/-老鼠。一PSyn染色的大脑切片图像（EP1536Y抗体），来自257 DPI的临床疾病MSA小鼠和543 DPI的无症状G51D PD-1小鼠。彩色方框表示面板b中放大倍率较高的大脑区域。比例尺=1 mm（适用于两幅图像）。b条257 DPI的临床疾病MSA小鼠的中脑（黑色边界）、下丘脑（红色边界）和脑干（蓝色边界）的图像，以及543 DPI的无症状G51D PD-1小鼠的大脑基底（黑色边缘）和海马旁区域（红色边界。所有切片均用EP1536Y PSyn抗体染色。比例尺=50µm（适用于所有图像）。**c（c）**543 DPI（红色，n=6）时G51D PD-1小鼠、540 DPI（橙色，n=5）时G512D PD-2小鼠或141–257 DPI时临床疾病MSA小鼠下丘脑、中脑和脑干中PSyn沉积的定量。数据为平均值±标准误差。*P（P）*使用双向方差分析和Tukey多重比较检验计算值。d日未接种TgM83的老年人海马旁区（左）和基底部（右）PSyn沉积数量的量化^+/-小鼠（n=10）、21 DPI（n=9）或543 DPI的G51D PD-1小鼠（n=6用于海马旁，n=5用于脑底）、540 DPI的G51D PD-2小鼠（n=5）和141–257 DPI的临床疾病MSA小鼠（n=3）。数据为平均值±标准误差。*P（P）*使用Kruskal–Wallis检验和Dunn的多重比较检验计算值

图4
G51D PD和MSA在TgM83中产生不同的PSyn聚集体形态^+/-老鼠。有症状的MSA小鼠（257 DPI）或无症状的G51D PD-1和G51PD-2小鼠540–543 DPI时指定脑区的PSyn内含物图像。注射MSA的小鼠表现出“环状”PSyn内含物，而接种G51D PD的小鼠表现为圆形、致密的PSyn包裹物。G51D PD-1小鼠的图像来自5种不同的动物，而G51D PD-2小鼠的图像则来自2种不同的生物。所有切片均用EP1536Y PSyn抗体染色。比例尺=10µm（适用于所有图像）

图5
G51D PD-衍生α-syn聚集体具有比MSA更容易让人联想到散发PD的种子特性。一使用PD-增强缓冲液对来自G51D PD、MSA、散发PD和对照人脑匀浆的α-syn聚集体进行α-syn-SAA实验的ThT荧光曲线。单体野生型人类α-syn接种G51D PD-1（红色）、G51D PD-2（橙色）、MSA-1（黑色）、MSA-2（棕色）、零星PD-1（深蓝色）、零散PD-2（浅蓝色）或对照（绿色）脑提取物。每个数据点代表4到6个技术复制品的平均ThT荧光±s.e.m。b条在使用PD增强缓冲液的α-syn SAA过程中获得的最大ThT荧光值，该缓冲液使用来自所示人类样本的脑匀浆作为种子。数据是4到6个技术复制品的平均值±标准误差。**c（c）**使用MSA增强缓冲液对来自G51D PD、MSA、散发PD和人类对照脑匀浆的α-syn聚集体进行α-syn-SAA实验的ThT荧光曲线。每个数据点代表4到6个技术复制品的平均ThT荧光±s.e.m。d日在使用MSA增强缓冲液的α-syn SAA期间，使用指定人类样本的脑匀浆作为种子，获得最大ThT荧光值。数据是4到6个技术复制品的平均值±标准误差。**e（电子）**使用MSA增强缓冲液对老化未接种TgM83脑匀浆中α-syn聚集物进行α-syn-SAA实验的ThT荧光曲线^+/-小鼠（绿色，n=10），21（粉色，n=9）或543（红色，n=6）DPI的G51D PD-1小鼠，540 DPI的G51D PD-2小鼠（橙色，n=5），或患有临床疾病的MSA小鼠（黑色，n=8）。数据为每只小鼠3到4次技术复制的平均值±标准误差。**（f）**使用来自TgM83的脑匀浆使用MSA增强缓冲液进行α-syn SAA期间获得的最大ThT荧光值^+/-小鼠注射指定的人类样本作为种子。数据为每只小鼠3到4次技术复制的平均值±标准误差。对于面板b、d和f，*P（P）*使用Brown-Forsythe ANOVA检验和Dunnett的T3多重比较检验计算值

图6
G51D PD-相关的α-syn聚集体比MSA相关的α-syn聚合体更稳定。一来自人类G51D PD、散发PD和MSA样本脑匀浆中α-syn聚集体构象稳定性分析的代表性免疫印迹。b条用指定浓度的GdnHCl处理后，残留PSyn水平的变性曲线（每个样品3-4个技术复制品的平均值±标准偏差）。计算的[GdnHCl]₅₀显示了每个样本的值（±标准误差）。**c（c）**来自540-543 DPI无症状G51D PD-1小鼠和G51D PD-2小鼠或临床疾病MSA小鼠脑匀浆中α-syn聚集体构象稳定性分析的代表性免疫印迹。d日用指定浓度的GdnHCl治疗后残留PSyn水平的变性曲线（n=3只小鼠/次接种的平均值±标准偏差）。计算的[GdnHCl]₅₀显示了每个实验组内α-syn聚集体的值（±标准误差）。在面板a和面板c中，使用抗体EP1536Y检测到不溶于洗涤剂的PSyn

请参阅PMC中的此图片和版权信息

类似文章

在两种不同的Tg（SNCA*A53T）小鼠系中连续繁殖后，多系统萎缩朊病毒保留了菌株特异性。
Woerman AL、Oehler A、Kazmi SA、Lee J、Halliday GM、Middleton LT、Gentleman SM、Mordes DA、Spina S、Grinberg LT、Olson SH、Prusiner SB。 Woerman AL等人。神经病理学学报。2019年3月；137(3):437-454. doi:10.1007/s00401-019-01959-4。Epub 2019年1月28日。神经病理学学报。2019 PMID：30690664 免费PMC文章。
同核蛋白病遗传学。
努斯鲍姆RL。努斯鲍姆RL。冷泉Harb Perspect Med.2018年6月1日；8（6）：a024109。doi:10.1101/cshperspect.a024109。冷泉Harb透视医学。2018。 PMID：28213435 免费PMC文章。审查。
与SNCA重复和H50Q突变相比，G51D SNCA突变病例具有明显的临床和神经病理学特征。
Kiely AP、Ling H、Asi YT、Kara E、Proukakis C、Schapira AH、Morris HR、Roberts HC、Lubbe S、Limousin P、Lewis PA、Lees AJ、Quinn N、Hardy J、Love S、Revesz T、Houlden H、Holton JL。 Kiely AP等人。摩尔神经变性剂。2015年8月27日；10:41. doi:10.1186/s13024-015-0038-3。摩尔神经变性剂。2015. PMID：26306801 免费PMC文章。
帕金森病和多系统萎缩新家族型的最新研究进展。
Fujioka S、Ogaki K、Tacik PM、Uitti RJ、Ross OA、Wszolek ZK。 Fujioka S等人。帕金森综合征相关疾病。2014年1月；20补遗1（01）：S29-34。doi:10.1016/S1353-8020（13）70010-5。帕金森综合征相关疾病。2014 PMID：24262183 免费PMC文章。审查。
与G51D SNCA突变相关的α-同核蛋白病：帕金森病与多系统萎缩之间的联系？
Kiely AP、Asi YT、Kara E、Limousin P、Ling H、Lewis P、Proukakis C、Quinn N、Lees AJ、Hardy J、Revesz T、Houlden H、Holton JL。 Kiely AP等人。神经病理学学报。2013年5月；125(5):753-69. doi:10.1007/s00401-013-1096-7。Epub 2013年2月12日。神经病理学学报。2013 PMID：23404372 免费PMC文章。

查看所有类似文章

引用人

从身体到大脑的α-突触核蛋白病理学：如此多的种子如此接近中心土壤。
杨毅，张泽。杨毅等。《神经再生研究》2024年7月1日；19(7):1463-1472. doi:10.4103/1673-5374.387967。Epub 2023年11月8日。神经再生研究2024。 PMID：38051888 免费PMC文章。

工具书类

1. Arosio P，Knowles TP，Linse S.关于淀粉样纤维形成的滞后期。物理化学化学物理。2015;17:7606–7618. doi:10.1039/c4cp05563b。-内政部-项目管理咨询公司-公共医学
1. Ayers JI、Lee J、Monteiro O、Woerman AL、Lazar AA、Condello C等。不同的α-同核蛋白朊病毒株会导致路易体痴呆和多系统萎缩。美国国家科学院院刊，2022年；119:e2113489119。doi:10.1073/pnas.2113489119。-内政部-项目管理咨询公司-公共医学
1. Bartels T，Choi JG，Selkoe DJ。α-突触核蛋白在生理上是一种螺旋折叠的四聚体，能够抵抗聚集。自然。2011;477:107–110. doi:10.1038/nature10324。-内政部-项目管理咨询公司-公共医学
1. Bartz JC、Kramer ML、Sheehan MH、Hutter JAL、Ayers JI、Bessen RA等。朊病毒干扰是由于菌株特异性PrPSc水平降低所致。《维罗尔杂志》。2007;81:689–697. doi:10.128/Jvi.01751-06。-内政部-项目管理咨询公司-公共医学
1. Bohnen NI，Albin RL。帕金森病的白质病变。Nat Rev Neurol公司。2011;7:229–236. doi:10.1038/nrneul.2011.21。-内政部-项目管理咨询公司-公共医学

出版物类型

行动
行动

MeSH术语

行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动

物质

行动
行动
行动

赠款和资金

LinkOut-更多资源

[1] Arosio P，Knowles TP，Linse S.关于淀粉样纤维形成的滞后期。物理化学化学物理。2015;17:7606–7618. doi:10.1039/c4cp05563b。-内政部-项目管理咨询公司-公共医学

[2] Arosio P，Knowles TP，Linse S.关于淀粉样纤维形成的滞后期。物理化学化学物理。2015;17:7606–7618. doi:10.1039/c4cp05563b。-内政部-项目管理咨询公司-公共医学

[3] Ayers JI、Lee J、Monteiro O、Woerman AL、Lazar AA、Condello C等。不同的α-同核蛋白朊病毒株会导致路易体痴呆和多系统萎缩。美国国家科学院院刊，2022年；119:e2113489119。doi:10.1073/pnas.2113489119。-内政部-项目管理咨询公司-公共医学

[4] Ayers JI、Lee J、Monteiro O、Woerman AL、Lazar AA、Condello C等。不同的α-同核蛋白朊病毒株会导致路易体痴呆和多系统萎缩。美国国家科学院院刊，2022年；119:e2113489119。doi:10.1073/pnas.2113489119。-内政部-项目管理咨询公司-公共医学

[5] Bartels T，Choi JG，Selkoe DJ。α-突触核蛋白在生理上是一种螺旋折叠的四聚体，能够抵抗聚集。自然。2011;477:107–110. doi:10.1038/nature10324。-内政部-项目管理咨询公司-公共医学

[6] Bartels T，Choi JG，Selkoe DJ。α-突触核蛋白在生理上是一种螺旋折叠的四聚体，能够抵抗聚集。自然。2011;477:107–110. doi:10.1038/nature10324。-内政部-项目管理咨询公司-公共医学

[7] Bartz JC、Kramer ML、Sheehan MH、Hutter JAL、Ayers JI、Bessen RA等。朊病毒干扰是由于菌株特异性PrPSc水平降低所致。《维罗尔杂志》。2007;81:689–697. doi:10.128/Jvi.01751-06。-内政部-项目管理咨询公司-公共医学

[8] Bartz JC、Kramer ML、Sheehan MH、Hutter JAL、Ayers JI、Bessen RA等。朊病毒干扰是由于菌株特异性PrPSc水平降低所致。《维罗尔杂志》。2007;81:689–697. doi:10.128/Jvi.01751-06。-内政部-项目管理咨询公司-公共医学

[9] Bohnen NI，Albin RL。帕金森病的白质病变。Nat Rev Neurol公司。2011;7:229–236. doi:10.1038/nrneul.2011.21。-内政部-项目管理咨询公司-公共医学

[10] Bohnen NI，Albin RL。帕金森病的白质病变。Nat Rev Neurol公司。2011;7:229–236. doi:10.1038/nrneul.2011.21。-内政部-项目管理咨询公司-公共医学

将引文保存到文件

电子邮件引文

添加到集合

添加到我的书目

您保存的搜索

为外部引文管理软件创建文件

您的RSS源

G51D SNCA突变在早发性帕金森病中产生缓慢进行的α-突触核蛋白菌株

附属公司

G51D SNCA突变在早发性帕金森病中产生缓慢进行的α-突触核蛋白菌株

作者

附属公司

摘要

利益冲突声明

数字

类似文章

引用人

工具书类

出版物类型

MeSH术语

物质

赠款和资金

LinkOut-更多资源

全文源

医学

其他

摘要

利益冲突声明

数字

类似文章

引用人

工具书类

出版物类型

MeSH术语

物质

相关信息

赠款和资金

LinkOut-更多资源

全文源

医学

其他