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.2018年8月;66(8):1736-1751.
doi:10.1002/glia.23337。 Epub 2018年4月17日。

帕金缺乏通过减弱A20依赖性负反馈回路调节NLRP3炎性体激活

附属公司

帕金缺乏通过减弱A20依赖性负反馈回路调节NLRP3炎性体激活

弗朗索瓦·穆托·利格尔等。 格利亚. 2018年8月.

摘要

神经炎症和线粒体功能障碍是帕金森病(PD)发病机制中的关键机制,通常是独立探讨的。PARK2和PARK6的功能缺失突变编码E3泛素蛋白连接酶Parkin和线粒体丝氨酸/苏氨酸激酶PINK1,是常染色体隐性遗传早发PD的主要原因。PINK1和Parkin调节线粒体质量控制,并与先天免疫途径的调节有关。我们在这里报道了来自Park2的小胶质细胞和骨髓源性巨噬细胞中的特异性诱导物对NLRP3炎症小体激活的加剧-/-和Pink1-/-老鼠。因此,Park2中IL-1β和IL-18的caspase 1依赖性释放增强-/-和Pink1-/-细胞。这种缺陷在PARK2突变患者的血源性巨噬细胞中得到了证实,并被MCC950逆转,MCC850特异性抑制NLRP3炎性体复合物的形成。Parkin缺乏细胞中NLRP3信号的增强伴随着A20的缺乏诱导,A20是NF-κB通路的一种众所周知的负调控因子,最近被证明可以减弱NLRP3炎性体活性。我们还发现,在接受NLRP3炎症小体诱导剂攻击的人类巨噬细胞中,A20丰度与IL-1β释放呈负相关。总之,我们的观察结果表明,A20/NLRP3-炎性体轴参与了PARK2-linked PD的发病机制,为探索其作为生物标记物和治疗靶点的潜力铺平了道路。

关键词:NLRP3-炎性体;帕金;帕金森病;人巨噬细胞;神经炎症;初级小胶质细胞。

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数字

图1
图1
公园2−/−小胶质细胞比野生型细胞更强烈地被激活暴露于细菌内毒素LPS。(a–d)代表性图像说明暴露于LPS的小胶质细胞的激活自动显微镜评估细胞表面积(染色用于MAC‐1)和Iba1强度(a),以及相应的数量(b–d)。这个LPS处理的小胶质细胞表面积(像素)公园2−/−小胶质细胞(n个=10)大于WT电池(n个=10;b) ●●●●。此修改与更高的MAC‐1的百分比+阿米巴样形态的小胶质细胞(c)和较强的Iba1染色强度(d)。(e) LPS触发TNFα、IL‐6的释放,IL‐1β、IL‐18和MCP‐1,根据进入WT小胶质细胞上清液的细胞数(AU)(n个= 10). IL-1β和IL-18的释放量较大公园2−/−单元格(n个= 10).n个是的数字独立实验。错误栏指示扫描电镜.*第页<0.05**第页<0.01,***第页< .001. # 与相应的未经处理的控制(UT),除非另有说明。比例尺:10µm
图2
图2
Parkin缺乏加剧NLRP3炎症小体途径小胶质细胞激活。(a和b)WT小胶质细胞(n个=10)单独或联合LPS治疗炎症小体诱导物:黑精或ATP。尼日利亚霉素和ATP增加释放IL‐1β(a)和IL‐18(b)相对于单独LPS治疗。这些影响是在中加剧公园2−/−单元格(n个=10)并通过治疗完全废除具有NLRP3‐ASC炎症小体齐聚的特异性抑制剂MCC950。(c–g)尼日利亚霉素和ATP也显著增加NLRP3水平和caspase 1免疫细胞化学(c和d)和免疫印迹法(e–g;n个= 6). 所有这些参数都是年显著恶化公园2−/−小胶质细胞(n个= 6).n个是数字吗独立实验。错误栏指示扫描电镜.*第页< .05, **第页< .01,***第页< .001. # 与相应的未处理对照(UT)除非另有说明。比例尺:10µm
图3
图3
小胶质细胞线粒体网络的变化炎症小体激活剂诱导的Parkin和PINK1减弱缺陷。(a和b)3‐MA(3‐甲基腺嘌呤)治疗WT小胶质细胞模拟物帕金损失对IL-1β(a)和IL-18(b)释放的影响。(c)共焦成像,显示线粒体网络染色线粒体外膜蛋白TOM20,WT,公园2−/−粉红色1−/−小胶质细胞,用脂多糖和黑色素处理后。(d–f)线粒体斑点数量(d)、大小(e)和线粒体表面积(f),显示线粒体断裂和丢失WT小胶质细胞暴露于LPS和尼日尔金。这些变化在公园2−/−粉红色1−/−细胞或用3‐MA处理后。n个独立实验的数量。错误栏指示±扫描电镜. *第页< .05,**第页< .01, ***第页< .001. # 相应的未处理对照(UT),除非另有说明。比例尺:10微米
图4
图4
Parkin缺陷消除了A20引发NLRP3炎症小体。(a) 的表达式伊尔1bNlrp3号机组通过RT‐PCR定量,并相对于第1a页mRNA水平。所有细胞因子和LPS暴露后炎症组分增加。添加黑色素减少了伊尔1bNlrp3号机组WT小胶质细胞显著范围,in公园2−/−小胶质细胞(n个=5)。这些变化表达不受自噬抑制剂3‐MA的影响。(b) 原理图NF‐κB依赖性表达下调的示意图由A20/TNFAIP3蛋白驱动的NLRP3组分。在LPS、A20的见证下弱表达,导致IKKβ‐NEMO‐NF‐κB通路的强烈诱导以及大量炎症组分的产生。尼日利亚霉素治疗引发A20水平升高,导致IKKβ‐NEMO‐NF‐κB通路和Nlrp3号机组伊尔1b(c–e)A20蛋白质水平显著低于公园2−/−小胶质细胞(n个=4)用脂多糖和尼日尔金治疗与WT小胶质细胞相比(n个=4),如免疫印迹所示分析(c)和免疫细胞化学(d)。A20免疫荧光显示WT中炎症小体激活后蛋白质呈点状分布在Parkin缺乏细胞中部分被消除。(e) mRNA水平Tnfaip3型暴露于液化石油气 + 尼日尔金。(f) 表达无差异伊尔1b,Nlrp3号机组Tnfaip3型在WT和之间找到粉红色1−/−小胶质细胞(n个= 4).n个是数字吗独立实验。错误栏指示扫描电镜.*第页< .05, **第页<0.01,***第页<.001编号与相应的未处理对照(UT)除非另有说明。比例尺:10µm
图5
图5
Parkin缺乏导致NLRP3炎症小体过度激活PD患者的巨噬细胞。(a–c)NLRP3和对照受试者初级巨噬细胞中的A20(n个=5)和PD患者停车场2突变(n个= 6; a) ,用相应的量词。NLRP3水平明显较高在里面停车场2LPS处理的巨噬细胞 + 尼日尔金对照细胞(b),而A20的诱导作用较弱(c)。(d和e)ELISA显示IL‐1β从停车场2巨噬细胞(n个=6)比控制单元(n个= 5). (f和g)图形表示说明A20水平和水平之间的显著负相关对照组和患者巨噬细胞释放的IL-1β(d)和IL-18(e),用LPS-尼日尔滨(f)或LPS-ATP(g)处理。n个是数字吗独立实验。误差条表示SEM。*第页< .05, **第页<0.01,***第页<.001编号与相应的未处理对照(UT)除非另有说明。比例尺:10µm

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