Removal of prolyl oligopeptidase reduces alpha-synuclein toxicity in cells and in vivo

doi:10.1038/s41598-018-19823-y

.2018年1月24日；8（1）:1552。

doi:10.1038/s41598-018-19823-y。

去除脯氨酰寡肽酶可降低细胞和体内α-同核蛋白的毒性

雷尼斯·斯瓦尔克巴¹, 乌里卡·H·朱尔库¹, 苏珊娜·诺尔巴卡¹, 蒂莫·特米哈宁²

附属公司

¹赫尔辛基大学药理学和药物治疗部，芬兰赫尔辛基Viikinkaari 5E，邮政信箱56，00014。
²赫尔辛基大学药理学和药物治疗部，芬兰赫尔辛基Viikinkaari 5E，邮政信箱56，00014。timo.myohanen@helsinki.fi。

PMID： 29367610
预防性维修识别码：项目经理5784134
内政部： 10.1038/s41598-018-19823-y

去除脯氨酰寡肽酶可降低细胞和体内α-同核蛋白的毒性

雷尼斯·斯瓦尔克巴等。科学代表. 2018.

.2018年1月24日；8（1）:1552。

doi:10.1038/s41598-018-19823-y。

作者

雷尼斯·斯瓦尔克巴¹, 乌里卡·H·朱尔库¹, 苏珊娜·诺尔巴卡¹, 蒂莫·特米哈宁²

附属公司

¹赫尔辛基大学药理学和药物治疗部，芬兰赫尔辛基Viikinkaari 5E，邮政信箱56，00014。
²赫尔辛基大学药理学和药物治疗部，芬兰赫尔辛基Viikinkaari 5E，邮政信箱56，00014。timo.myohanen@helsinki.fi。

PMID： 29367610
预防性维修识别码：项目经理5784134
内政部： 10.1038/s41598-018-19823-y

摘要

小分子抑制剂对脯氨酸寡肽酶（PREP）的抑制可以减少α-同核蛋白（aSyn）的聚集，这是帕金森病病理学的关键因素。然而，PREP蛋白对aSyn聚集和毒性的重要性尚不清楚。我们通过注射aSyn和PREP病毒载体的PREP敲除小鼠在体研究了这一点。通过运动活性和圆筒试验研究了动物行为，使用微透析和HPLC分析多巴胺水平，并通过免疫染色研究了不同aSyn形式和多巴胺能神经元的丢失。此外，使用PREP敲除细胞来表征PREP和aSyn对自噬、蛋白酶体系统和aSym分泌的影响。PREP基因敲除动物对aSyn诱导的单侧毒性无反应，但PREP和aSyn联合注射会增加aSyn毒性。在注射aSyn和PREP的敲除动物中，磷酸化p129、蛋白酶K抗性aSyn水平和酪氨酸羟化酶阳性细胞减少。这些变化伴随着多巴胺代谢产物水平的改变。PREP敲除细胞对aSyn的反应减弱，而PREP过度表达后细胞恢复到野生型细胞水平。综上所述，我们的数据表明，PREP可以增强体内aSyn的毒性。

PubMed免责声明

利益冲突声明

作者声明，他们没有相互竞争的利益。

数字

图1
病毒注射aSyn后，PREPko小鼠表现出对aSyn毒性的行为抵抗。(A类)使用aSyn的PREPko动物的总行走距离显著减少 + 在5周的时间点，注射PREP与注射aSyn的PREPko动物相比，差异一直持续到实验结束。PREPko组的BL运动活性显著高于wt组（n = 7–10). (B)与总行驶距离类似，从5周时间点开始，PREPko动物组之间的垂直活动在统计学上存在差异，并且这种差异一直持续到实验结束（n = 7–10). (C类)单侧aSyn病毒载体注射仅在注射2周后导致wt动物组（n = 15-17），并且在PREPko动物中没有发现这种差异。条形代表平均值 ± 扫描电镜*p < 0.05，**p < 0.01，PREPko aSyn与PREPko-aSyn + 准备；^####第页 < 0.0005，重量vs.PREPko^第页 < 0.05，^^p < 0.01，^^^p < 0.001，^^^p < 0.0005，wt动物BL与注射后测量（单变量分析的双向方差分析；BL运动活动的学生t检验）。

图2
TH+细胞、aSyn低聚物颗粒和p129-aSyn OD测量结果显示PREPko动物发生改变。(A类)显著TH + 在aSyn注射wt和PREPko动物组和aSyn+PREP注射PREPko动物组（n = 6–7). (B)低聚物特异性粒子体视学计数在动物组之间没有差异（n = 7–8），同时(C类)，抗PK的aSyn低聚物体视学显示，PREPko aSyn中抗PK低聚物的数量在统计学上有所减少 + PREP动物组（n = 4–6). (D类)p129-aSyn磷酸化染色显示出显著的相互作用，并减少了aSyn的免疫染色面积 + PREP注射PREPko组（n = 5）。(**E、 F类**)抗PK寡聚物或p129-aSyn染色颗粒与aSyn寡聚体总数之间的比率显示aSyn减少 + PREP PREPko动物组（n = 4–6). (**G公司**)SN脑切片中aSyn和PK抗性寡聚物以及p129 aSyn染色的代表性图像。尤其是带有aSyn的PREPko动物 + 注射PREP后，发现aSyn、抗PK的aSyn低聚物和p129-aSyn总染色更为弥漫。比例尺5μm。条形代表平均值 ± SEM，双向方差分析。

图3
TH和总aSyn OD分析显示纹状体和SN有轻微变化(**A、 B类**)a纹状体和SNpc的同步OD分析在任何动物组中都没有改变。(C类)aSyn OD在SNpr中没有显著改变，然而，注射aSyn+PREP后，PREPko动物的aSyn有下降的趋势。(**D、 E类**)纹状体和SNpc中的TH+纤维在任何动物组中均未发生变化。(F类)SNpr OD分析显示，aSyn+PREP注射PREPko动物组TH+纤维密度略有下降，与TH+细胞计数一致（图2A）。(G）纹状体和黑质脑区域的代表性脑切片。n个 = 7–8.条形代表平均值 ± SEM，双向方差分析。

图4
黑质上注射aSyn或aSyn后wt和PREPko小鼠细胞外DA水平 + 准备(A类)注射后14-15周，通过无碱微透析测定纹状体细胞外DA水平。所有组的no-net-flux点相似，但(B)，与aSyn注射的PREPko小鼠相比，注射aSyn的wt小鼠的提取分数（线性回归线的斜率）有不同的趋势。(C类)在接受共注射aSyn的wt和PREPko小鼠中，提取组分相似 + 预处理（n = 7-9）。条形代表平均值 ± 扫描电镜。

图5
aSyn中的DA和DOPAC级别 + 注射PREP的PREPko小鼠与其他组相比发生改变。(A类)通过组织HPLC分析，在注射后14-15周测量神经递质及其代谢物的组织浓度。与完整纹状体相比，所有组注射纹状体的纹状体DA均降低，但联合注射aSyn的PREPko小鼠除外 + PREP但(B)纹状体DOPAC仅在上述组升高。(A类)DA的浓度(B)其代谢物DOPAC(C类)HVA和(D类)GABA在各组之间相似。n个 = 7-9。条形图表示平均值 ± 扫描电镜**p < 0.01，单因素方差分析与Tukey的事后比较。

图6
aPREP过度表达时可溶性（TBS）、膜结合（TrX）和不溶性（SDS）组分之间的同步分布。用aSyn或aSyn转染HEK-293和PREPko细胞 + PREP和氧化应激处理48小时。aSyn的分析 + 未进行GFP，因为该组合对细胞毒性很大，但已包含在WB图像中。(A类——C类)在PREPko和HEK-293细胞中，p129-aSyn水平与质粒转染和应激显著相关。 (A类)在TBS组分中，aSyn后PREPko细胞中的p129-aSyn减少 + PREP横断面。 (B)有趣的是，aSyn的组合 + PREP显著降低了TrX p129 aSyn的水平。 (C类)此外，氧化应激显著降低了两种细胞系中SDS可溶性p129-aSyn的水平。(D类——F类)，aSyn总水平也有类似变化(E类)尽管在同步后TrX aSyn减少 + PREP转染不如p129-aSyn显著。 (F类)此外，在SDS-可溶性aSyn中，两种细胞系在氧化应激后均显著降低，aSyn也显著降低 + PREP转染降低了SDS-aSyn的表达。补充图S1中给出了全长印迹。条形代表平均值 ± SEM，双向方差分析。

图7
用aSyn或aSyn转染HEK-293和PREPko细胞可溶性部分（TBS）后的自噬标记物 + PREP和用氧化应激处理48小时显示出轻微的改变。同步器分析 + 未进行GFP，因为该组合对细胞毒性很大，但已包含在WB图像中。(A类)细胞系或处理组之间的beclin1水平没有观察到任何影响。(B)与HEK-293细胞相比，PREPko细胞的p62水平较低，应激和质粒转染显著增加了p62水平。联合aSyn后，PREPko细胞中p62的表达最高 + 准备(C类)转染两种细胞株后，LC3BII水平均略有下降，但仅在HEK-293细胞中显著。补充图S2中给出了全长印迹。条形代表平均值 ± SEM，双向方差分析。

图8
MTT细胞毒性在aSyn中最为显著 + PREP转染的细胞。(A类)所有HEK-293氧化应激（OS）组均存在显著的应激依赖性效应。aSync + PREP转染组表现出最高的细胞毒性，而aSyn转染细胞组仅与对照组相比细胞数量显著减少。(B)PREPko细胞中的氧化应激（OS）效应不太明显，仅在aSyn中 + PREP转染组对对照组的细胞毒性增加。双向方差分析与Tukeys的事后比较。(C类)氧化应激处理后，HEK-293细胞中的ROS显著增加。(D类)未观察到非应激和氧化应激PREPko组的ROS水平变化。使用Bonferroni调整进行单变量方差分析。条形代表平均值 ± 扫描电镜*p < 0.05，**p < 0.01，****页 < 0.0005.

图9
PREPko细胞对氧化应激没有反应。(**A、 B类**)HEK-293和PREPko细胞中的过氧化氢酶活性没有变化。(C类)与非应激HEK-293组相比，HEK-292氧化应激组的超氧化物歧化酶1（SOD1）在统计学上增加。(D类)PREPko组之间SOD1水平无差异。(E类)HEK-293和PREPko细胞中过氧化氢酶、SOD1和硫氧还蛋白（Trx）在有无氧化应激条件下WB带的代表性图像。条形代表平均值 ± 扫描电镜***p < 0.0005. 使用Bonferroni调整进行单变量方差分析。

**图10**
HEK-293和PREPko细胞对aSyn表现出不同的蛋白酶体活性反应 + PREP蛋白过度表达。(A类)aSyn转染HEK-293细胞 + 添加氧化应激后，PREP的蛋白酶体活性下降幅度最大，而在非应激条件下aSyn和aSyn + PREP组无统计学差异（双向方差分析与Tukey的事后比较）。(B)PREPko细胞对应激条件下蛋白酶体活性降低的反应较弱，aSyn和aSyn都是如此 + PREP转染的细胞表现类似（双向方差分析与Tukey的事后比较）。(C类)PREPko细胞中基本S20蛋白酶体活性降低，而在存在氧化应激的细胞类型之间未观察到差异（双向方差分析）。(D类)巴非霉素A1（Baf）处理后，PREPko细胞显示LC3BII积累增加，表明自噬流量增加。用Baf 10孵育4小时根据LB3BII评估，在HEK-293细胞中，nM浓度显示自噬体积累增加，但在PREPko细胞中，10天后LC3BII水平显著升高 nM和50 nM巴非霉素A1抑制（1向方差分析与Tukey的事后比较）。全长印迹如补充图S3所示。条形代表平均值 ± 扫描电镜。^a、，*^,^第页 < 0.05时**^,^^第页 < 0.01, ***^,^^^^、aaa第页 < 0.001, ****^,^^^^第页 < 0.0005.

**图11**
与非应激PREPko细胞或aSyn转染的应激HEK-293细胞相比，应激状态下的PREPko细胞仅在aSyn基因转染组的PREPko细胞中细胞外aSyn水平增加。有趣的是，用aSyn将PREP恢复到PREPko细胞会将细胞外aSyn降低到控制水平。条形代表平均值 ± 扫描电镜，*p < 0.025，***p < 0.0005，三元方差分析。

请参阅PMC中的此图像和版权信息

类似文章

抑制脯氨酸寡肽酶通过减少小鼠脑中α-突触核蛋白寡聚物来恢复基于α-突触素病毒载体的帕金森病小鼠模型的自发运动行为。
Svarcbahs R、Julku UH、Myöhänen TT。 Svarcbahs R等人。神经科学杂志。2016年12月7日；36(49):12485-12497. doi:10.1523/JNEUROSCI.2309-16.2016。神经科学杂志。2016 PMID：27927963 免费PMC文章。
脯氨酰寡肽酶抑制剂KYP-2047对A30P转基因小鼠α-同核蛋白清除和自噬的有益作用。
Savolainen MH、Richie CT、Harvey BK、MännistöPT、Maguire-Zeiss KA、Myöhänen TT。 Savolainen MH等人。神经生物学疾病。2014年8月；68:1-15. doi:10.1016/j.nbd.2014.04.003。Epub 2014年4月16日。神经生物学疾病。2014 PMID：24746855 免费PMC文章。
脯氨酸寡肽酶通过直接的蛋白质相互作用增强α-突触核蛋白二聚体。
Savolainen MH、Yan X、Myöhänen TT、Huttunen HJ。 Savolainen MH等人。生物化学杂志。2015年2月20日；290(8):5117-5126. doi:10.1074/jbc。M114.592931。Epub 2015年1月2日。生物化学杂志。2015 PMID：25555914 免费PMC文章。
脯氨酰寡肽酶抑制剂的新技巧-几种神经退行性疾病的常用药物治疗。
Svarcbahs R、Julku U、Kilpeläinen T、KyyröM、Jäntti M、Myöhänen TT。 Svarcbahs R等人。生物化学药理学。2019年3月；161:113-120. doi:10.1016/j.bcp.2019.01.013。Epub 2019年1月17日。生物化学药理学。2019 PMID：30660495 审查。
帕金森病患者脑脊液中脯氨酸寡肽酶和二肽基肽酶II/二肽基肽酶IV的比率：历史概述和未来展望。
Nagatsu T。 Nagatsu T。神经传输杂志（维也纳）。2017年6月；124(6):739-744. doi:10.1007/s00702-016-1604-8。Epub 2016年8月8日。神经传输杂志（维也纳）。2017 PMID：27503084 审查。

查看所有类似文章

引用人

实验模型中同核蛋白病缺失的遗传修饰物。
Lee RMQ，Koh TW公司。 Lee RMQ等人。 Oxf开放神经科学。2023年3月9日；2:kvad001。doi:10.1093/oons/kvad001。eCollection 2023年。 Oxf开放神经科学。2023 PMID：38596238 免费PMC文章。审查。
脯氨酸内肽酶抑制剂对高脂饮食诱导代谢功能障碍相关脂肪性肝病的治疗作用。
张建军，李MT，林思哲，程玉强，樊JG，陈玉伟。张建军等。临床转肝素杂志。2023年10月28日；11(5):1035-1049. doi:10.14218/JCTH.2022.00110。Epub 2023年4月19日。临床转肝素杂志。2023 PMID：37577240 免费PMC文章。
非肽性恶唑基脯氨酸寡肽酶配体对帕金森病α-突触核蛋白小鼠模型的疾病修饰作用。
Kilpeläinen TP、Pätsi HT、Svarcbahs R、Julku UH、Eteláinen TS、Cui H、Auno S、Sipari N、Norrbacka S、Leino TO、Jäntti M、MyöHänen TT、Wallen EAA。 Kilpeläinen TP等人。医学化学杂志。2023年6月8日；66(11):7475-7496. doi:10.1021/acs.jmedchem.3c00235。Epub 2023年5月29日。医学化学杂志。2023 PMID：37248563 免费PMC文章。
二氢喹啉类似物作为与新冠肺炎相关的神经系统表现的潜在候选物：神经性新冠肺炎的治疗策略。
Moin A、Huwaimel B、Alobaida A、Break MKB、Iqbal D、Unissa R、Jamal QMS、Hussain T、Sharma DC、Rizvi SMD。 Moin A等人。人寿保险（巴塞尔）。2022年7月19日；12(7):1076. doi:10.3390/life12071076。人寿保险（巴塞尔）。2022 PMID：35888166 免费PMC文章。
Oleuropein作为对抗与新冠肺炎相关的神经系统并发症的有效化合物：计算生物学方法。
Hussain T、Habib AH、Rafeeq MM、Alafnan A、Khafagy ES、Iqbal D、Jamal QMS、Unissa R、Sharma DC、Moin A、Rizvi SMD。 Hussain T等人。熵（巴塞尔）。2022年6月26日；24(7):881. doi:10.3390/e24070881。熵（巴塞尔）。2022 PMID：35885104 免费PMC文章。

查看所有“被引用”文章

工具书类

1. Venäläinen JI，Juvonen RO，MännistöPT。脯氨酰寡肽酶家族酶的进化关系。欧洲生物化学杂志。2004;271:2705–2715. doi:10.1111/j.1432-1033.2004.04199.x。-内政部-公共医学
1. Walter R、Shlank H、Glass JD、Schwartz IL、Kerenyi TD。人类子宫酶从催产素中释放的亮氨酸甘氨酸。科学。1971;173:827–829. doi:10.1126/science.173.3999.827。-内政部-公共医学
1. 罗林斯ND、波尔加L、巴雷特AJ。与脯氨酰寡肽酶相关的一个新的丝氨酸型肽酶家族。生物化学杂志。1991;279:907–908. doi:10.1042/bj2790907。-内政部-项目管理咨询公司-公共医学
1. Moriyama A、Nakanishi M、Sasaki M。猪肌肉脯氨酸内肽酶及其内源性底物。生物化学杂志。1988;104:112–117. doi:10.1093/oxfordjournals.jbchem.a122404。-内政部-公共医学
1. Koida M，Walter R.脯氨酸后裂解酶。通过亲和层析纯化这种内肽酶。生物化学杂志。1976;251:7593–7599。-公共医学

出版物类型

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

物质

行动
行动
行动
行动
行动

LinkOut-更多资源

[1] Venäläinen JI，Juvonen RO，MännistöPT。脯氨酰寡肽酶家族酶的进化关系。欧洲生物化学杂志。2004;271:2705–2715. doi:10.1111/j.1432-1033.2004.04199.x。-内政部-公共医学

[2] Venäläinen JI，Juvonen RO，MännistöPT。脯氨酰寡肽酶家族酶的进化关系。欧洲生物化学杂志。2004;271:2705–2715. doi:10.1111/j.1432-1033.2004.04199.x。-内政部-公共医学

[3] Walter R、Shlank H、Glass JD、Schwartz IL、Kerenyi TD。人类子宫酶从催产素中释放的亮氨酸甘氨酸。科学。1971;173:827–829. doi:10.1126/science.173.3999.827。-内政部-公共医学

[4] Walter R、Shlank H、Glass JD、Schwartz IL、Kerenyi TD。人类子宫酶从催产素中释放的亮氨酸甘氨酸。科学。1971;173:827–829. doi:10.1126/science.173.3999.827。-内政部-公共医学

[5] 罗林斯ND、波尔加L、巴雷特AJ。与脯氨酰寡肽酶相关的一个新的丝氨酸型肽酶家族。生物化学杂志。1991;279:907–908. doi:10.1042/bj2790907。-内政部-项目管理咨询公司-公共医学

[6] 罗林斯ND、波尔加L、巴雷特AJ。与脯氨酰寡肽酶相关的一个新的丝氨酸型肽酶家族。生物化学杂志。1991;279:907–908. doi:10.1042/bj2790907。-内政部-项目管理咨询公司-公共医学

[7] Moriyama A、Nakanishi M、Sasaki M。猪肌肉脯氨酸内肽酶及其内源性底物。生物化学杂志。1988;104:112–117. doi:10.1093/oxfordjournals.jbchem.a122404。-内政部-公共医学

[8] Moriyama A、Nakanishi M、Sasaki M。猪肌肉脯氨酸内肽酶及其内源性底物。生物化学杂志。1988;104:112–117. doi:10.1093/oxfordjournals.jbchem.a122404。-内政部-公共医学

[9] Koida M，Walter R.脯氨酸后裂解酶。通过亲和层析纯化这种内肽酶。生物化学杂志。1976;251:7593–7599。-公共医学

[10] Koida M，Walter R.脯氨酸后裂解酶。通过亲和层析纯化这种内肽酶。生物化学杂志。1976;251:7593–7599。-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

去除脯氨酰寡肽酶可降低细胞和体内α-同核蛋白的毒性

附属公司

去除脯氨酰寡肽酶可降低细胞和体内α-同核蛋白的毒性

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

LinkOut-更多资源

全文源

其他文献来源

医疗

分子生物学数据库

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

LinkOut-更多资源

全文源

其他文献来源

医疗

分子生物学数据库

其他