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.2010年1月13日；30(2):639-49.
doi:10.1523/JNEUROSCI.4988-09.2010。

TDP-43细胞质定位错误对神经元有毒性，并因家族性肌萎缩侧索硬化症相关突变而增强

萨米·巴马达 1, 盖亚·斯基宾斯基, 埃里卡·科尔布, 伊丽莎白·J·劳, 简·Y·吴, 史蒂文·芬克贝纳
附属公司

TDP-43的细胞质定位错误对神经元有毒，并因家族性肌萎缩侧索硬化症相关突变而增强

萨米语J Barmada等。 神经科学. .

摘要

编码TDP-43（肌萎缩侧索硬化症（ALS）和额颞叶变性（FTLD）的神经元聚集物的主要蛋白成分，具有泛素阳性包涵体）的基因突变与这两种疾病的家族形式有关。在ALS的皮层和脊髓运动神经元中，或在FTLD的额叶和颞叶皮层神经元中，TDP-43的聚集与这些区域的神经元丢失和萎缩密切相关。然而，TDP-43突变导致神经退行性变的机制尚不清楚。为了研究TDP-43突变的致病作用，我们通过在原代大鼠皮层神经元中表达荧光标记的野生型和突变型TDP-43，建立了TDP-43蛋白病模型。突变型TDP-43的表达对神经元有毒性，突变型特异性毒性与TDP-43细胞质定位错误增加有关。包涵体对毒性没有必要，也不会影响细胞死亡的风险。细胞核中外源性TDP-43的总量不影响细胞存活，但胞质TDP-43数量是神经元死亡的一个强大且独立的预测因子。这些结果表明，突变的TDP-43定位错误，位于细胞质中，在细胞质中表现出毒性获得功能并导致细胞死亡。

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数字

图1。
图1。
TDP43-EGFP在初级皮质神经元中表达时定位于细胞核。A类，TDP43-EGFP示意图，显示了RNA再认知基序（RRM）1和2以及富含甘氨酸的结构域（GRD）。EGFP融合到蛋白质的C末端。红线表示A315T突变的大致位置。B–G类，表达TDP43（WT）-EGFP的神经元(B–D类)或TDP43（A315T）-EGFP(E–G公司)用荧光显微镜观察蛋白质的核定位。B类,E类，EGFP荧光。C,F类，m樱桃荧光。D类,G公司，将EGFP荧光为绿色、mCherry荧光为红色、重叠为黄色的图像合并。比例尺，10μm。
图2。
图2。
初级皮质神经元中TDP43-EGFP的表达概括了TDP43蛋白病的关键特征。A–C在部分表达WT或突变TDP43-EGFP的神经元中发现弥漫性胞质TDP43-EGFP（箭头所示）。D–F型，在转染WT或突变TDP43-EGFP的小部分神经元中观察到聚集物（箭头所示）。G–J型，耐洗涤剂试验。显示聚集物的细胞被固定并使用荧光显微镜成像(G公司,我)以及之后(H（H）,J型)洗涤剂处理。TDP43（WT）-EGFP聚集体的EGFP荧光(G公司,H（H）)被洗涤剂处理破坏；TDP43（A315T）-EGFP骨料的荧光(我,J型)具有抗性。A类,D类,G–J型，EGFP荧光。B类,E类，TDP-43免疫荧光。C,F类合并图像，Hoechst核染色为蓝色，EGFP荧光为绿色，TDP-43免疫荧光为红色，重叠为黄色。神经元A–C和G公司和H（H）转染TDP43（WT）-EGFP；中的单元格D–F型,我、和J型用TDP43（A315T）-EGFP转染。比例尺：A类（用于A–F)，G公司（用于G–J型)，10微米。
图3。
图3。
TDP43-EGFP在初级皮层神经元中表达时具有毒性，但不是WT突变型。A类，一个典型的神经元转染TDP43-EGFP和mCherry，然后每隔12–24小时进行一次自动显微镜检查，直到在186小时的比例尺（10μm）下观察到神经元死亡。B类Kaplan-Meier生存分析用于为每个转染神经元群体创建死亡功能的累积风险。在这些图中年-axis表示细胞死亡累积风险随时间变化的定量测量*第页<0.0001（对数库测试）。NS，不显著(第页>0.05（通过对数-秩检验）。累计死亡风险，显示在年-轴，表示队列中的细胞在每个实验的时间间隔内死亡的概率。累积死亡风险曲线由五个单独的实验汇编而成，包括639个神经元单独表达EGFP，665个神经元表达Htt（97Q）-EGFP，998个神经元表达TDP43（WT）-EGFP，1106个神经元表达TDP43（A315T）-EGFP-。
图4。
图4。
在表达WT和突变体TDP43-EGFP的神经元中，IB的形成与细胞存活无关。A类，具有弥漫性TDP43-EGFP的神经元的表达水平低于转染前或转染后>24小时形成IBs的神经元。B类,C、IB神经元群(n个=52）和具有弥漫TDP43-EGFP的(n个=201）显示类似的表达式级别(B类)通过Kaplan-Meier生存分析进行分析，并绘制出描述死亡累积风险的曲线(C)为每个群体绘制。D类、IBs神经元和弥漫TDP43-EGFP表达WT神经元的累积死亡风险曲线(n个=149）或突变TDP43-EGFP(n个= 104). 表达WT或突变TDP43-EGFP的IBs阳性和阴性神经元的死亡风险没有显著差异*第页< 0.01; **第页< 0.001; NS，不显著(第页> 0.05).第页数值由Tukey的多重比较试验确定(A类,B类)和对数库测试(C,D类). 结果表示来自三个独立实验的组合数据。
图5。
图5。
细胞质TDP43-EGFP显著增加转染神经元的死亡风险。A–C荧光显微镜观察显示纯核（箭头）或核和细胞质（箭头）TDP43-EGFP的细胞。A类，EGFP荧光。B类，m樱桃荧光。C，将图像与绿色的EGFP荧光、红色的mCherry荧光和黄色的重叠荧光合并。比例尺，10μm。D类、具有匹配表达水平和TDP43-EGFP核定位的神经元的Kaplan-Meier生存分析（核，n个=153）或核蛋白和细胞质蛋白（细胞质，n个=258），证明了细胞质TDP43-EGFP的毒性。E类，细胞质定位错误对两种WT的毒性作用相似(n个=170）和突变TDP43-EGFP(n个= 241). *第页<0.0001（对数库测试）。NS，不显著(第页> 0.05). 利用三个独立实验的数据构建了累积死亡风险曲线。
图6。
图6。
A315T突变和核定位信号的破坏都会增加TDP43-EGFP的细胞质定位错误。A类，HEK293细胞转染TDP43（WT）-EGFP、TDP43。TDP43-EGFP可在各组的核组分（以组蛋白H1的存在为标志）中发现。归一化后，与表达TDP43（WT）-EGFP的细胞相比，分别转染TDP43和TDP43 EGFP的细胞胞质部分（以α-微管蛋白标记）中TDP43-EGFP数量增加了1.79和3.86倍。在每个裂解物的核部分中注意到以43kDa迁移并对应于内源性TDP-43的条带（数据未显示）。B类，在用TDP43（WT）-EGFP转染的细胞中，具有细胞质TDP43-EGFP的神经元的平均表达水平显著高于用TDP43（A315T）-EGFP转染的细胞，这表明与野生型相比，突变体TDP43-EGFP的细胞质定位错误不能仅是由于相对过表达*第页=0.0008（双尾t吨测试）；NS，不显著(第页> 0.05). 结果表示来自三个不同实验的汇总数据。
图7。
图7。
突变体TDP43-EGFP细胞质定位错误，细胞质TDP43-EGFP足以引起神经退行性变。A类根据转染细胞细胞核和细胞质中的荧光强度计算，表达突变TDP-43-EGFP的细胞中TPD43-EGFP的平均NCR较低（蓝色，n个=261）比那些表达WT蛋白（绿色，n个=214），与TDP43（A315T）-EGFP在细胞质中的错误定位一致(*第页=0.003，Kolmogorov–Smirnov试验）。实线表示每个群体的正态分布曲线，阴影区域表示神经元的比例，所示NCR值绘制为直方图。几乎所有表达TDP43（mNLS）-EGFP（红色，n个=107）的NCR<1，证实了该蛋白的主要细胞质定位。NCR分布曲线和直方图由三个独立实验的表达数据生成。B类，TDP43-EGFP示意图，突出显示NLS包含残基78–84。TDP43（mNLS）-EGFP是通过用非极性丙氨酸残基（AAA）替换TDP43-EGFP的82–84位的碱性残基（KRK）而产生的。C–E类共聚焦荧光显微镜观察表达TDP43（mNLS）-EGFP的神经元，显示融合蛋白的细胞质定位。C，EGFP荧光。比例尺，10μm。D类TDP43免疫染色。E类，将图像与Hoechst核染色合并为蓝色，重叠为黄色。F类表达TDP43（WT）-EGFP神经元的Kaplan-Meier生存分析和累积死亡风险曲线(n个=998），TDP43（A315T）-EGFP(n个=1106）和TDP43（mNLS）-EGFP(n个= 732). TDP43（A315T）-EGFP和TDP43(*第页<0.0001，log-rank检验），但TDP43（A315T）-EGFP和TDP43；第页>0.05，对数秩检验）。死亡累积风险图包括五个独立实验的数据。
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    1. Arrasate M，Finkbeiner S.用于确定预测神经元命运因素的自动显微镜系统。美国国家科学院院刊2005；102:3840–3845.-项目管理咨询公司-公共医学
    1. Arrasate M、Mitra S、Schweitzer ES、Segal MR、Finkbeiner S。包涵体的形成降低了突变亨廷顿蛋白的水平和神经元死亡的风险。自然。2004;431:805–810。-公共医学
    1. Ayala YM、Zago P、D'Ambrogio A、Xu YF、Petrucelli L、Buratti E、Baralle FE。TDP-43细胞定位和穿梭的结构决定因素。细胞科学杂志。2008;121:3778–3785.-公共医学
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