Age-dependent dopamine transporter dysfunction and Serine129 phospho-α-synuclein overload in G2019S LRRK2 mice

doi:10.1186/s40478-017-0426-8

.2017年3月14日；5(1):22.

doi:10.1186/s40478-017-0426-8。

G2019S LRRK2小鼠年龄依赖性多巴胺转运体功能障碍和丝氨酸129磷酸化-α-突触核蛋白超载

附属机构

¹费拉拉大学医学科学系药理学科和国家神经科学研究所，途经意大利费拉拉Fossato di Mortara 17-1944121。
²帕多瓦大学生物系，Via Ugo Bassi 58/B，35131，Padova，Italy。
^三密歇根大学药理学和化学系，美国密歇根州安阿伯北大学930号，邮编48109。
⁴瑞士巴塞尔诺华制药股份公司诺华生物医学研究所自体免疫/移植/炎症-神经炎症部，4002。
⁵费拉拉大学医学科学系药理学科和国家神经科学研究所，途经意大利费拉拉Fossato di Mortara 17-1944121。m.morri@unife.it。

采购管理信息： 28292328
PMCID公司： PMC5351259
内政部： 10.1186/s40478-017-0426-8

G2019S LRRK2小鼠年龄依赖性多巴胺转运体功能障碍和丝氨酸129磷酸化-α-突触核蛋白超载

弗朗西斯科·隆戈等。神经病理学学报. 2017.

.2017年3月14日；5(1):22.

doi:10.1186/s40478-017-0426-8。

附属机构

¹费拉拉大学医学科学系药理学科和国家神经科学研究所，途经意大利费拉拉Fossato di Mortara 17-1944121。
²帕多瓦大学生物系，Via Ugo Bassi 58/B，35131，Padova，Italy。
^三密歇根大学药理学和化学系，美国密歇根州安阿伯北大学930号，邮编48109。
⁴瑞士巴塞尔诺华制药股份公司诺华生物医学研究所自体免疫/移植/炎症-神经炎症部，4002。
⁵费拉拉大学医学科学系药理学科和国家神经科学研究所，途经意大利费拉拉Fossato di Mortara 17-1944121。m.morri@unife.it。

采购管理信息： 28292328
PMCID公司： PMC5351259
内政部： 10.1186/s40478-017-0426-8

摘要

富含亮氨酸重复激酶2（LRRK2）基因突变是帕金森病最常见的遗传原因。在这里，我们研究了G2019S LRRK2突变是否导致黑质纹状体多巴胺神经元的形态和/或功能改变。在12个月以上的G2019S敲除小鼠和野生型对照组中，纹状体多巴胺能终末密度、黑细胞计数、酪氨酸羟化酶蛋白水平以及纹状体突触体中测定的胞外多巴胺释放，或体内微透析监测的纹状体细胞外多巴胺水平相似。体内纹状体多巴胺释放对LRRK2抑制剂Nov-LRRK2-11不敏感，并被膜多巴胺转运体阻滞剂GBR-12783升高。然而，与野生型对照组相比，G2019S敲除小鼠对GBR-12783表现出迟钝的神经化学和运动激活反应。Western印迹和多巴胺摄取分析显示，12个月大的G2019S KI小鼠纹状体中多巴胺转运蛋白水平和活性增加。这种表型与囊泡单胺转运体2水平降低和囊泡多巴胺摄取增强有关，这与利血平诱导的低运动障碍具有更大的抵抗力一致。在3个月大的小鼠中未观察到这些变化。最后，Western blot分析显示纹状体内源性α-突触核蛋白或与多巴胺（多巴胺的一种有毒代谢产物）结合的α-突触素水平无基因型差异。然而，在12个月大的G2019S敲除小鼠中，丝氨酸129-磷酸化α-突触核蛋白水平较高。免疫组织化学证实了这一发现，在3个月大的小鼠中也没有显示基因型差异。我们的结论是，G2019S突变导致纹状体多巴胺能终末多巴胺转运体进行性功能障碍，以及丝氨酸129-磷酸化α-突触核蛋白超载，这与多巴胺稳态失调或神经元丢失无关，但可能导致固有的多巴胺能末梢脆弱性。我们建议G2019S敲除小鼠作为症状前帕金森病模型，有助于研究遗传、衰老和导致疾病的内部或环境因素之间的致病性相互作用。

关键词：日期；G2019S敲入；LRRK2；帕金森病；VMAT2；α-突触核蛋白。

PubMed免责声明

数字

图1
G2019S敲除（KI）小鼠中Ser1292（pSer1292）的LRRK2磷酸化水平升高。通过Western blotting测定12个月龄G2019S KI小鼠和年龄匹配的WT对照组的纹状体pSer1292和总LRRK2水平。图中显示了代表性斑点（左侧）和定量（右侧）。数据表示为pSer1292 LRRK2/总LRRK2，是指 ± 每组7只动物的扫描电镜。对学生进行了统计分析t吨-测试，未配对数据的双尾**第页 < 0.01，与WT不同

图2
在G2019S敲除（KI）小鼠中，黑质纹状体多巴胺能神经元的完整性得以保留。黑质DA神经元的体视学计数(一)酪氨酸羟化酶（TH）阳性纹状体神经末梢的密度(b)，具有代表性的图像，在12个月大的G2019S KI小鼠和年龄匹配的WT室友中。12个月龄G2019S KI小鼠和年龄匹配的WT对照组纹状体TH水平的Western blotting分析(**c（c）**). 数据表示为绝对值和平均值 ± SEM（共8张）(一-b)和4(**c（c）**)每组动物数

图3
G2019S敲除（KI）小鼠的多巴胺（DA）释放被保留。[^三H] -从12个月大的G2019S KI小鼠和与年龄匹配的WT同窝小鼠的纹状体中获得的DA预加载突触体连续被Krebs过量使用，并被10 mM或20 mM K的3个脉冲（90 s）刺激⁺（间隔18分钟）。DA释放表示为分数释放（FR；即氚流出表示为相应收集期开始时过滤器中氚含量的百分比；一)，或净FR（即K⁺-在相应的收集期开始时，以过滤器中氚含量的百分比表示的诱发氚溢出；b). 数据是手段 ± 每组9次测定的SEM

图4
急性阻断LRRK2激酶活性并不影响纹状体多巴胺（DA）水平，而急性阻断DAT可在G2019S敲除（KI）小鼠体内诱发迟钝的神经化学和行为反应。在19个月大的G2019S KI小鼠的背外侧纹状体和年龄匹配的野生型（WT）同窝出生的小鼠（WT）中进行微透析(一,b). 然后用LRRK2激酶抑制剂Nov-LRRK2-11（10 mg/kg，i.p.）或DAT阻滞剂GBR-12783（20 mg/kg，i.p.）攻击小鼠。DA的透析液水平表示为绝对值（nM），为平均值 ± 5只WT和6只G2019S KI小鼠的扫描电镜(一)，或6只WT和9只G2019S KI小鼠(b). 12月龄小鼠对GBR-12783（6 mg/kg，i.p.）或生理盐水的运动反应(**c（c）**-**e（电子）**). 使用横杆评估运动活性(**c（c）**)，拖动(d日)和旋转木马(**e（电子）**)给药前（基线）和给药后（20和90分钟）的测试，并以基线时的表现百分比表示。数据是手段 ± 每组12-17（WT）或13-17（G2019S KI）小鼠的SEM。使用单向RM方差分析进行统计分析(一-b)或常规方差分析(**c（c）**-**e（电子）**)然后进行Newman–Keuls多重比较测试*第页 < 0.05, **第页 < 0.01与基线值显著不同；^# 第页 < 0.05,^## 第页 < 0.01与生理盐水显著不同

图5
G2019S敲除（KI）小鼠DAT表达和功能的年龄依赖性功能障碍。动力学分析[^三H] -突触体中DA的摄取(一,**c（c）**)和DAT蛋白水平的Western blotting分析（和代表性blots）(b,d日)在12个月大的婴儿的纹状体中进行(一,b)和3个月大(**c（c）**,d日)G2019S KI小鼠与年龄匹配的WT对照组的比较。值表示为平均值 ± 的SEMn个 = 4（摄取）或n个 = 3（Western blotting）独立实验一式两份。使用Student进行统计分析t吨-测试，未配对数据的双尾*第页 < 0.05，与WT不同

图6
G2019S敲除（KI）小鼠VMAT2表达和功能的年龄依赖性功能障碍。用利血平（1 mg/kg，i.p.）或生理盐水处理的12个月龄G2019S KI小鼠和野生型（WT）同窝小鼠的运动活性，并在酒吧中激发(一)，拖动(b)和旋转杆(**c（c）**)给药前（基线）和给药后（24和48小时）的试验。运动性能表示为基线时的性能百分比。数据是手段 ± 的SEMn个 = 每组14–15只小鼠，采用常规方差分析，然后采用纽曼-凯尔斯试验进行多重比较。^# 第页 < 0.05,^## 第页 < 0.01与生理盐水显著不同。动力学分析[^三H] -12个月大（d-f）或3个月大时全脑小泡中DA的摄取和纹状体中VMAT2水平的Western blotting(克-我)G2019S KI小鼠和WT同窝小鼠。在蛋白质印迹中，使用了两种不同的抗VMAT2抗体，一种是市售的(**e（电子）**,小时; Sigma）和Miller实验室开发的另一个(**（f）**,我)（见方法）。数据表示为平均值 ± 4只小鼠的扫描电镜(d日-**（f）**)，3只小鼠(克)或5只小鼠(小时,我)每组，重复执行。学生进行了统计分析t吨-测试，未配对数据的双尾**第页 < 0.01，与WT不同

图7
在G2019K敲除（KI）小鼠中，DOPAL修饰的α-突触核蛋白（α-syn）水平不变，而Ser129-磷酸化的α-synuclein（pSer129α-syns）水平升高。12月龄G2019S KI小鼠和年龄匹配的WT对照组纹状体多巴胺结合α-syn与氨基苯硼酸（APBA）树脂下拉的相对定量和代表性印迹(一). 在同一制剂中，pSer129α-syn水平(**c（c）**)相对于α-syn水平进行量化(b). 数据表示为平均值 ± 的SEMn个 = 每组11只小鼠。学生进行了统计分析t吨-测试，未配对数据的双尾**第页 < 0.01与WT不同

图8
G2019S敲除（KI）小鼠中丝氨酸129-磷酸化α-synuclein（pSer129α-syn）的年龄依赖性过载。12个月大鼠纹状体α-syn和pSer129α-syn-免疫染色的代表性显微照片和相对定量(一,b)和3个月大(**c（c）**,d日)G2019S KI小鼠和WT对照组。数据表示为平均值 ± SEM（共8张）(一,b)或6(**c（c）**,d日)每组只小鼠。学生进行了统计分析t吨-测试，针对未配对的数据进行双尾测试*第页 < 0.05与WT不同

请参阅PMC中的此图像和版权信息

类似文章

G2019S LRRK2突变促进老龄小鼠的α-突触核蛋白神经病理学。
Novello S、Arcuri L、Dovero S、Dutheil N、Shimshek DR、Bezard E、Morari M。 Novello S等人。神经生物学疾病。2018年12月；120:21-33. doi:10.1016/j.nbd.2018.08.018。Epub 2018年8月30日。神经生物学疾病。2018 采购管理信息：30172844
富含亮氨酸重复激酶2（LRRK2）抑制剂对纹状体和大脑皮质突触体中谷氨酸释放和丝氨酸935 LRRK_2磷酸化有不同的调节作用。
Mercatelli D、Bolognesi P、Frassineti M、PisanóCA、Longo F、Shimshek DR、Morari M。 Mercatelli D等人。药物研究展望。2019年5月27日；7（3）：e00484。doi:10.1002/prp2.484。eCollection 2019年6月。药物研究展望。2019 采购管理信息：31149340 免费PMC文章。
AAV1/2诱导黑质A53T-α-突触核蛋白过度表达导致黑质纹状体系统变性，伴有路易样病理和运动障碍：一种新的帕金森病小鼠模型。
Ip CW、Klaus LC、Karikari AA、Visanji NP、Brotchie JM、Lang AE、Volkmann J、Koprich JB。 Ip CW等人。神经病理学学报。2017年2月1日；5(1):11. doi:10.1186/s40478-017-0416-x。神经病理学学报。2017 采购管理信息：28143577 免费PMC文章。
LRRK2和α-突触核蛋白在帕金森病中的相互作用。
Daher JP公司。 Daher JP公司。高级神经生物学。2017年；14:209-226. doi:10.1007/978-3-319-49969-7_11。 Adv神经生物学。2017 采购管理信息：28353286 审查。
α-突触核蛋白、富含亮氨酸重复激酶-2和锰在帕金森病发病机制中的作用。
Covy JP、Giasson BI。 Covy JP等人。神经毒理学。2011年10月；32(5):622-9. doi:10.1016/j.neuro.2011.01.003。Epub 2011年1月14日。神经毒理学。2011 采购管理信息：21238487 免费PMC文章。审查。

查看所有类似文章

引用人

Roco4激酶抑制剂作为帕金森病治疗方案的分子动力学研究。
杜塔·K，拉维·L。 Dutta K等人。 J摩尔模型。2024年4月16日；30(5):133. doi:10.1007/s00894-024-05925-0。 J摩尔模型。2024 采购管理信息：38625397
帕金森氏病基因Synaptojanin1对多巴胺转运体的表面维持功能失调。
Saenz J、Khezerlou E、Aggarwal M、Shaikh A、Ganti N、Herborg F、Pan PY。 Saenz J等人。 Res Sq[预打印]。2024年3月13日：rs.3.rs-4021466。doi:10.21203/rs.3.rs-4021466/v1。 Res Sq.2024号。采购管理信息：38559229 免费PMC文章。预打印。
帕金森病患者的选择性多巴胺能脆弱性：DAT作用的新见解。
哈拉兹·MM。哈拉兹·MM。前神经科学。2023年8月24日；17:1219441. doi:10.3389/fnins.2023.1219441。eCollection 2023年。前神经科学。2023 采购管理信息：37694119 免费PMC文章。审查。
LRRK2啮齿动物帕金森病模型。
Domenicale C、Magnabosco S、Morari M。 Domenicale C等人。神经信号。2023年8月16日；7（3）：NS20220040。doi:10.1042/NS20220040。eCollection 2023年9月。神经信号。2023 采购管理信息：37601008 免费PMC文章。审查。
二羟基苯乙醛降低治疗改善大鼠鱼藤酮模型的运动和神经化学异常：与儿茶酚醛假说在帕金森病发病机制中的相关性。
Khashab R、Gutman-Sharabi N、Shabtai Z、Landau R、Halperin R、Fay-Karmon T、Leibowitz A、Sharabi Y。 Khashab R等人。国际分子科学杂志。2023年8月7日；24(15):12522. doi:10.3390/ijms241512522。国际分子科学杂志。2023 采购管理信息：37569897 免费PMC文章。

查看所有“被引用”文章

工具书类

1. Anderson JP、Walker DE、Goldstein JM、DE Laat R、Banducci K、Caccavello RJ、Barbour R、Huang J、Kling K、Lee M、Diep L、Keim PS、Shen X、Chataway T、Schlossmacher MG、Seubert P、Schnk D、Sinha S、Gai WP、Chilcote TJ。Ser-129的磷酸化是家族性和散发性路易体病中α-同核蛋白的主要病理改变。生物化学杂志。2006;281:29739–29752. doi:10.1074/jbc。M600933200。-内政部-公共医学
1. Arcuri L、Viaro R、Bido S、Longo F、Calcagno M、Fernagut PO、Zaveri NT、Calo G、Bezard E、Morari M。内源性伤害素/孤啡肽FQ导致帕金森病多巴胺细胞丢失的遗传和药理学证据。神经生物学疾病。2016;89:55–64. doi:10.1016/j.nbd.20126.01.016。-内政部-项目管理咨询公司-公共医学
1. Beccano-Kelly DA、Kuhlmann N、Tatarnikov I、Volta M、Munsie LN、Chou P、Cao LP、Han H、Tapia L、Farrer MJ、Milnerwood AJ。LRRK2调节突触功能，G2019S LRRK_2敲除小鼠皮层神经元谷氨酸释放增加。前细胞神经科学。2014;8:301. doi:10.3389/fncel.2014.00301。-内政部-项目管理咨询公司-公共医学
1. Beccano-Kelly DA、Volta M、Munsie LN、Paschall SA、Tatarnikov I、Co K、Chou P、Cao LP、Bergeron S、Mitchell E、Han H、Melrose HL、Tapia L、Raymond LA、Farrer MJ、Milnerwood AJ。LRRK2过度表达改变了谷氨酸能突触前可塑性、纹状体多巴胺张力、突触后信号转导、运动活性和记忆。人类分子遗传学。2015;24:1336–1349. doi:10.1093/hmg/ddu543。-内政部-公共医学
1. Bezard E.帕金森病的神经保护：呼吁临床驱动的实验设计。柳叶刀神经病学。2003;2:393. doi:10.1016/S1474-4422（03）00432-0。-内政部-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
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动

赠款和资金

T32 DA007268/DA/NIDA NIH HHS/美国

LinkOut-更多资源

[1] Anderson JP、Walker DE、Goldstein JM、DE Laat R、Banducci K、Caccavello RJ、Barbour R、Huang J、Kling K、Lee M、Diep L、Keim PS、Shen X、Chataway T、Schlossmacher MG、Seubert P、Schnk D、Sinha S、Gai WP、Chilcote TJ。Ser-129的磷酸化是家族性和散发性路易体病中α-同核蛋白的主要病理改变。生物化学杂志。2006;281:29739–29752. doi:10.1074/jbc。M600933200。-内政部-公共医学

[2] Anderson JP、Walker DE、Goldstein JM、DE Laat R、Banducci K、Caccavello RJ、Barbour R、Huang J、Kling K、Lee M、Diep L、Keim PS、Shen X、Chataway T、Schlossmacher MG、Seubert P、Schnk D、Sinha S、Gai WP、Chilcote TJ。Ser-129的磷酸化是家族性和散发性路易体病中α-同核蛋白的主要病理改变。生物化学杂志。2006;281:29739–29752. doi:10.1074/jbc。M600933200。-内政部-公共医学

[3] Arcuri L、Viaro R、Bido S、Longo F、Calcagno M、Fernagut PO、Zaveri NT、Calo G、Bezard E、Morari M。内源性伤害素/孤啡肽FQ导致帕金森病多巴胺细胞丢失的遗传和药理学证据。神经生物学疾病。2016;89:55–64. doi:10.1016/j.nbd.20126.01.016。-内政部-项目管理咨询公司-公共医学

[4] Arcuri L、Viaro R、Bido S、Longo F、Calcagno M、Fernagut PO、Zaveri NT、Calo G、Bezard E、Morari M。内源性伤害素/孤啡肽FQ导致帕金森病多巴胺细胞丢失的遗传和药理学证据。神经生物学疾病。2016;89:55–64. doi:10.1016/j.nbd.20126.01.016。-内政部-项目管理咨询公司-公共医学

[5] Beccano-Kelly DA、Kuhlmann N、Tatarnikov I、Volta M、Munsie LN、Chou P、Cao LP、Han H、Tapia L、Farrer MJ、Milnerwood AJ。LRRK2调节突触功能，G2019S LRRK_2敲除小鼠皮层神经元谷氨酸释放增加。前细胞神经科学。2014;8:301. doi:10.3389/fncel.2014.00301。-内政部-项目管理咨询公司-公共医学

[6] Beccano-Kelly DA、Kuhlmann N、Tatarnikov I、Volta M、Munsie LN、Chou P、Cao LP、Han H、Tapia L、Farrer MJ、Milnerwood AJ。LRRK2调节突触功能，G2019S LRRK_2敲除小鼠皮层神经元谷氨酸释放增加。前细胞神经科学。2014;8:301. doi:10.3389/fncel.2014.00301。-内政部-项目管理咨询公司-公共医学

[7] Beccano-Kelly DA、Volta M、Munsie LN、Paschall SA、Tatarnikov I、Co K、Chou P、Cao LP、Bergeron S、Mitchell E、Han H、Melrose HL、Tapia L、Raymond LA、Farrer MJ、Milnerwood AJ。LRRK2过度表达改变了谷氨酸能突触前可塑性、纹状体多巴胺张力、突触后信号转导、运动活性和记忆。人类分子遗传学。2015;24:1336–1349. doi:10.1093/hmg/ddu543。-内政部-公共医学

[8] Beccano-Kelly DA、Volta M、Munsie LN、Paschall SA、Tatarnikov I、Co K、Chou P、Cao LP、Bergeron S、Mitchell E、Han H、Melrose HL、Tapia L、Raymond LA、Farrer MJ、Milnerwood AJ。LRRK2过度表达改变了谷氨酸能突触前可塑性、纹状体多巴胺张力、突触后信号转导、运动活性和记忆。人类分子遗传学。2015;24:1336–1349. doi:10.1093/hmg/ddu543。-内政部-公共医学

[9] Bezard E.帕金森病的神经保护：呼吁临床驱动的实验设计。柳叶刀神经病学。2003;2:393. doi:10.1016/S1474-4422（03）00432-0。-内政部-公共医学

[10] Bezard E.帕金森病的神经保护：呼吁临床驱动的实验设计。柳叶刀神经病学。2003;2:393. doi:10.1016/S1474-4422（03）00432-0。-内政部-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

G2019S LRRK2小鼠年龄依赖性多巴胺转运体功能障碍和丝氨酸129磷酸化-α-突触核蛋白超载

附属机构

G2019S LRRK2小鼠年龄依赖性多巴胺转运体功能障碍和丝氨酸129磷酸化-α-突触核蛋白超载

作者

附属机构

摘要

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

其他文献来源

医疗

分子生物学数据库

摘要

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

其他文献来源

医疗

分子生物学数据库