Glutaminase C Regulates Microglial Activation and Pro-inflammatory Exosome Release: Relevance to the Pathogenesis of Alzheimer's Disease

doi:10.3389/fncel.2019.00264

.2019年6月28:13:264。

doi:10.3389/fncel.2019.00264。 2019年eCollection。

谷氨酰胺酶C调节小胶质细胞激活和促炎性外体释放：与阿尔茨海默病发病机制的相关性

葛高¹, 舒昭¹, 夏晓欢¹, 李春红¹, 李聪聪¹, 陈慧姬^1 2, 石羊胜¹, 邓亚林¹, 朱洁¹, 王毅（Yi Wang）¹, 黄云龙^1 2, 嘉林C郑^1 2 三

附属公司

¹同济大学医学院附属上海第十人民医院转化神经变性与再生治疗中心，中国上海。
²美国东北部奥马哈内布拉斯加大学医学中心药理学和实验神经科学系。
^三同济大学脑科学合作创新中心，上海，中国。

PMID： 31316350
预防性维修识别码： PMC6611423型
内政部： 10.3389/fncel.2019.00264

谷氨酰胺酶C调节小胶质细胞激活和促炎性外体释放：与阿尔茨海默病发病机制的相关性

葛高等。前细胞神经科学. 2019.

.2019年6月28:13:264。

doi:10.3389/fncel.2019.00264。 2019年eCollection。

作者

葛高¹, 舒昭¹, 夏晓欢¹, 李春红¹, 李聪聪¹, 陈慧姬^1 2, 石羊胜¹, 邓亚林¹, 朱洁¹, 王毅（Yi Wang）¹, 黄云龙^1 2, 郑佳琳^1 2 三

附属公司

¹同济大学医学院附属上海第十人民医院转化神经变性与再生治疗中心，中国上海。
²内布拉斯加州大学医学中心药理学和实验神经科学系，美国东北部奥马哈。
^三同济大学脑科学合作创新中心，上海，中国。

PMID： 31316350
预防性维修识别码： PMC6611423型
内政部： 10.3389/fncel.2019.00264

摘要

小胶质细胞激活是阿尔茨海默病（AD）发病的关键致病过程。识别小胶质细胞激活的调节因子在阐明AD的病因和机制以及确定早期干预的候选对象方面具有巨大潜力。先前的研究表明，在HIV感染或免疫激活的小胶质细胞中，谷氨酰胺酶C（GAC）异常升高。然而，GAC升高是否会导致小胶质细胞激活尚不清楚。在这项研究中，我们发现GAC在早期AD小鼠脑组织中的表达水平高于对照同窝鼠。对在体外神经炎症模型显示，炎症前刺激后原代小鼠小胶质细胞GAC增加。为了模拟GAC升高，我们通过质粒转染过度表达GAC，并观察到GAC过度表达将小胶质细胞表型转变为促炎状态。用谷氨酰胺酶抑制剂BPTES治疗，可逆转LPS诱导的小胶质细胞活化和炎症。此外，我们发现小鼠小胶质细胞中GAC的过度表达增加了外泌体的释放并改变了外泌物的含量，其中包括激活小胶质细胞的促炎症miRNAs的特定包装。总之，我们的结果证明了GAC升高对小胶质细胞激活和胞外体释放的因果影响，这两者都促进了促炎微环境的建立。因此，GAC可能与AD的发病机制有重要关系。

关键词：阿尔茨海默病；脑炎症；外体；谷氨酰胺酶C；谷氨酰胺酶抑制剂；小胶质细胞激活。

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数字

图1
早期AD小鼠脑组织GAC上调。**（A–D）**将1个月、3个月、6个月和9个月APP/PS1小鼠及其同窝对照小鼠的大脑移除并均质以进行蛋白质分析。在1个月的APP/PS1和对照小鼠大脑中显示了典型的Western blot和CD86、KGA和GAC蛋白表达水平**（A）**、3个月APP/PS1和对照小鼠大脑**（B）**，6个月APP/PS1和对照小鼠大脑**（C）**、9个月龄APP/PS1和对照小鼠大脑**（D）**被归一化为β-actin，与对照小鼠大脑相比呈现出折叠变化。误差条表示三次测量的标准偏差。^**P（P）*<0.05，双尾t吨-测试(n个= 3).（E，F）3个月龄和6个月龄APP/PS1小鼠及其对照窝鼠的大脑在颅内灌注后被移除，并准备进行免疫荧光染色。3个月APP/PS1和对照小鼠大脑中Iba1表达的代表性图片**（E）**6个月龄APP/PS1和对照小鼠大脑中GLS1和Iba1的表达**（F）**显示了。下部面板的图像是上部面板相应小盒子区域的高倍图像。比例尺：10μm。

图2
炎症前小鼠小胶质细胞中GAC的上调。**（A–E）**用LPS（100 ng/mL）、IL-4（50 ng/mL。治疗6小时后收集总RNA（A、B）24小时后收集蛋白裂解物**（C–E）**mRNA水平*肿瘤坏死因子-α*,*iNOS系统*,*CD206型*、和*Ym1年* **（A）**和*KGA公司*和*通用汽车公司* **（B）**通过qPCR分析确定。数据标准化为*GAPDH公司*与对照组小胶质细胞相比呈折叠变化。误差条表示三次测量的标准偏差。CD86、CD206、KGA和GAC蛋白水平的代表性免疫印迹**（C）**如图所示，CD86、CD206（D）、KGA和GAC（E）蛋白表达水平归一化为β-actin，与对照小胶质细胞相比呈倍数变化。误差条表示三次测量的标准偏差。^**P（P）*< 0.05,^∗∗*P（P）*< 0.01,^∗∗∗*P（P）*< 0.001,^*****P（P）*<0.0001，双尾t吨-测试(n个= 3). 实验分三次进行，每组5-7只P1小鼠。

图3
GAC过度表达诱导小胶质细胞活化。**（A–E）**用GAC过表达质粒转染原代小鼠小胶质细胞48小时。收集总RNA和蛋白裂解物。mRNA水平*通用汽车公司* **（A）**,*肿瘤坏死因子-α*,*iNOS系统*,*CD206型*、和*Ym1年* **（B）**通过qPCR分析确定。数据标准化为*GAPDH公司*与对照组小胶质细胞相比呈折叠变化。误差条表示三次测量的标准偏差。ELISA法测定小胶质细胞释放TNF-α的浓度**（C）**误差条表示三次测量的标准偏差。GAC、CD86和CD206的代表性免疫印迹**（D）**以及GAC、CD86和CD206蛋白表达水平的量化**（E）**数据归一化为β-肌动蛋白，并显示为与对照小胶质细胞相比的折叠变化。误差条表示三次测量的标准偏差。^**P（P）*< 0.05,^∗∗*P（P）*< 0.01,^∗∗∗*P（P）*< 0.001,^*****P（P）*<0.0001，双尾t吨-测试(n个= 3). 实验分三次进行，每组5-7只P1小鼠*在体外*扰动。

图4
谷氨酰胺酶抑制剂治疗逆转LPS诱导的小胶质细胞活化。**（A–D）**在暴露于LPS（50 ng/mL）6小时之前，用或不用BPTES（10μM）处理小鼠小胶质细胞1小时。收集总RNA用于qPCR分析。mRNA水平*肿瘤坏死因子-α* **（A）**,*iNOS系统* **（B）**,*CD206型* **（C）**,*Ym1年* **（D）**通过qPCR分析确定。数据标准化为*GAPDH公司*与对照组小胶质细胞相比呈折叠变化。误差条表示三次测量的标准偏差。^∗∗*P（P）*< 0.01,^∗∗∗*P（P）*< 0.001,^*****P（P）*<0.0001，与对照小胶质细胞相比，双尾t吨-测试(n个= 3); 实验分三次进行，每组5-7只P1小鼠。

图5
GAC过度表达以谷氨酸依赖的方式诱导神经炎症。**（A、B）**细胞内谷氨酸水平**（A）**和细胞外谷氨酸水平**（B）**在对照组中，通过谷氨酸测定试剂盒测定KGA-和GAC-过表达的小胶质细胞培养物。**（C）**mRNA水平*肿瘤坏死因子-α*,*iNOS系统*,*CD206型*、和*Ym1年*通过qPCR分析测定了不同剂量谷氨酸处理的小胶质细胞。数据标准化为*GAPDH公司*与对照组小胶质细胞相比呈折叠变化。**（D）**不同剂量谷氨酸处理的小胶质细胞中CD86和CD206蛋白水平的代表性印迹和定量。Western blot数据归一化为β-actin，并显示为与对照小胶质细胞相比的折叠变化。误差条表示三次测量的标准偏差。^**P（P）*< 0.05,^∗∗*P（P）*< 0.01,^∗∗∗*P（P）*< 0.001,^*****P（P）*<0.0001，与对照小胶质细胞相比，双尾t吨-测试(n个= 3); 实验分三次进行，每组5-7只P1小鼠。

图6
GAC过表达增加了外泌体的释放。通过梯度超速离心法收集有和无GAC过度表达的小胶质细胞释放的外显子。**（A、B）**CD-9和Flotillin-2蛋白表达的代表性印迹和定量。**（C–E）**从培养上清液中分离出小胶质细胞释放的外泌体的大小和浓度，并通过NTA进行可视化**（C）**.外体浓度的量化**（D）**和每个细胞释放的外泌体数量**（E）**通过NTA执行。误差条表示三次测量的标准偏差。^**P（P）*< 0.05,^∗∗*P（P）*<0.01，双尾t吨-测试(n个= 3). 实验分三次进行，每组5-7只P1小鼠*在体外*实验。

图7
GAC激活的小胶质细胞释放的外泌体的功能和含量分析。**（A、B）**用GAC过度表达的小胶质细胞或对照小胶质细胞释放的外泌体处理原代小鼠小胶质细胞。与外泌体共培养24小时后，从小胶质细胞中收集总RNA肿瘤坏死因子-α，iNOS,*Ym1年*、和*CD206型* **（A）**和*通用汽车公司* **（B）**通过qPCR检测。数据标准化为*GAPDH公司*与对照组小胶质细胞相比呈折叠变化。误差条表示三次测量的标准偏差。**（C）**通过qPCR分析，从对照小胶质细胞和GAC激活的小胶质细胞中测定外显子中促炎性miRNA和抗炎性miRNA的水平。将数据标准化为U6 snRNA，并与对照小胶质细胞的外泌体相比呈倍数变化。误差条表示三次测量的标准偏差。^**P（P）*< 0.05,^∗∗*P（P）*< 0.01,^∗∗∗*P（P）*< 0.001,^*****P（P）*<0.0001，双尾t吨-测试(n个= 3). 实验分三次进行，每组5-7只P1小鼠。**（D）**GAC诱导小胶质细胞激活的示意图。

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Chamakioti M、Chrousos GP、Kassi E、Vlachakis D、Yapijakis C。 Chamakioti M等人。国际分子科学杂志。2024年7月29日；25(15):8256. doi:10.3390/ijms25158256。国际分子科学杂志。2024 PMID：39125827 免费PMC文章。审查。
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1. Aledo J.C.、Gómez-Fabre P.M.、Olalla L.、Márquez J.（2000）。两个人类谷氨酰胺酶基因座的鉴定和两个相关基因的组织特异性表达。妈妈。基因组11 1107–1110。-公共医学
1. Block M.L.，Hong J.S.（2005）。小胶质细胞和炎症介导的神经变性：具有共同机制的多重触发因素。掠夺。神经生物学。76 77–98.-公共医学
1. Botman D.、Tigchelaar W.、Van Noorden C.J.（2014）。使用代谢绘图（定量酶组织化学）测定小鼠组织中磷酸激活的谷氨酰胺酶活性及其动力学。《组织化学杂志》。细胞化学。62 813–826. 10.1369/0022155414551177-内政部-项目管理咨询公司-公共医学
1. Burbaeva G.、Boksha I.S.、Tereshkina E.B.、Savushkina O.K.、Prokhorova T.A.、Vorobyeva E.A.（2014）。阿尔茨海默病患者死后小脑中的谷氨酸和GABA代谢酶：磷酸激活的谷氨酰胺酶和谷氨酸脱羧酶。小脑13 607–615。2007年10月10日/12311-014-0573-4-内政部-公共医学
1. Cassago A.、Ferreira A.P.、Ferreira I.M.、Fornezari C.、Gomes E.R.、Greene K.S.等人（2012年）。谷氨酰胺酶C的线粒体定位和基于结构的磷酸活化机制与癌症代谢的关系。程序。国家。阿卡德。科学。美国109 1092–1097。10.1073/pnas.111495109-内政部-项目管理咨询公司-公共医学

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[1] Aledo J.C.、Gómez-Fabre P.M.、Olalla L.、Márquez J.（2000）。两个人类谷氨酰胺酶基因座的鉴定和两个相关基因的组织特异性表达。妈妈。基因组11 1107–1110。-公共医学

[2] Aledo J.C.、Gómez-Fabre P.M.、Olalla L.、Márquez J.（2000）。两个人类谷氨酰胺酶基因座的鉴定和两个相关基因的组织特异性表达。妈妈。基因组11 1107–1110。-公共医学

[3] Block M.L.，Hong J.S.（2005）。小胶质细胞和炎症介导的神经变性：具有共同机制的多重触发因素。掠夺。神经生物学。76 77–98.-公共医学

[4] Block M.L.，Hong J.S.（2005）。小胶质细胞和炎症介导的神经变性：具有共同机制的多重触发因素。掠夺。神经生物学。76 77–98.-公共医学

[5] Botman D.、Tigchelaar W.、Van Noorden C.J.（2014）。使用代谢绘图（定量酶组织化学）测定小鼠组织中磷酸激活的谷氨酰胺酶活性及其动力学。《组织化学杂志》。细胞化学。62 813–826. 10.1369/0022155414551177-内政部-项目管理咨询公司-公共医学

[6] Botman D.、Tigchelaar W.、Van Noorden C.J.（2014）。使用代谢绘图（定量酶组织化学）测定小鼠组织中磷酸激活的谷氨酰胺酶活性及其动力学。《组织化学杂志》。细胞化学。62 813–826. 10.1369/0022155414551177-内政部-项目管理咨询公司-公共医学

[7] Burbaeva G.、Boksha I.S.、Tereshkina E.B.、Savushkina O.K.、Prokhorova T.A.、Vorobyeva E.A.（2014）。阿尔茨海默病患者死后小脑中的谷氨酸和GABA代谢酶：磷酸激活的谷氨酰胺酶和谷氨酸脱羧酶。小脑13 607–615。2007年10月10日/12311-014-0573-4-内政部-公共医学

[8] Burbaeva G.、Boksha I.S.、Tereshkina E.B.、Savushkina O.K.、Prokhorova T.A.、Vorobyeva E.A.（2014）。阿尔茨海默病患者死后小脑中的谷氨酸和GABA代谢酶：磷酸激活的谷氨酰胺酶和谷氨酸脱羧酶。小脑13 607–615。2007年10月10日/12311-014-0573-4-内政部-公共医学

[9] Cassago A.、Ferreira A.P.、Ferreira I.M.、Fornezari C.、Gomes E.R.、Greene K.S.等人（2012年）。谷氨酰胺酶C的线粒体定位和基于结构的磷酸活化机制与癌症代谢的关系。程序。国家。阿卡德。科学。美国109 1092–1097。10.1073/pnas.111495109-内政部-项目管理咨询公司-公共医学

[10] Cassago A.、Ferreira A.P.、Ferreira I.M.、Fornezari C.、Gomes E.R.、Greene K.S.等人（2012年）。谷氨酰胺酶C的线粒体定位和基于结构的磷酸活化机制与癌症代谢的关系。程序。国家。阿卡德。科学。美国109 1092–1097。10.1073/pnas.111495109-内政部-项目管理咨询公司-公共医学

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