| Περίληψη |
Η αυτοφαγία διαμεσολαβούμενη από σαπερόνες (CMA) αποτελεί μία από τις κύριες αυτοφαγικές πρωτεολυτικές οδούς που εμπλέκονται στην επιλεκτική στόχευση κυτοσολικών πρωτεϊνών στα λυσοσώματα. Πιστεύεται ευρέως ότι η δυσλειτουργία του CMA μονοπατιού είναι σημαντική στην παθογένεση της νόσου του Πάρκινσον. Για να το μοντελοποιήσουμε αυτό, πρόσφατα δημιουργήσαμε ένα νέο μοντέλο επίμυος, στο οποίο η μειωμένη ενεργότητα του CMA εντός της μέλαινας ουσίας, μέσω της σίγασης του ειδικού υποδοχέα του μονοπατιού LAMP2A, οδήγησε σε μείωση των επιπέδων της ντοπαμίνης στο ραβδωτό σώμα, εκφυλισμό των ντοπαμινεργικών νευρώνων και συσσώρευση της πρωτείνης α-συνουκλείνης, 8 εβδομάδες μετά την έγχυση των ιών, μιμούμενη έτσι βασικά χαρακτηριστικά της νόσου του Πάρκινσον. Σε αυτό το σύστημα, παρατηρήσαμε μία σημαντική αύξηση αυτοφαγικών κυστιδίων και βιοχημικών δεικτών που υποδηλώνουν την παρουσία αυξημένης παραγωγικής μακροαυτοφαγίας στα σώματα των ντοπαμινεργικών νευρώνων. Λόγω αυτών των χαρακτηριστικών, στόχος της παρούσας μελέτης ήταν να εκτιμηθεί η συμβολή της μακροαυτοφαγίας στον ντοπαμινεργικό νευραξονικό εκφυλισμό που προηγείται του θανάτου των κυτταρικών σωμάτων, ο οποίος προκαλείται έπειτα από την αναστολή του CMA μονοπατιού.
Προκειμένου να ανασταλεί το CMA, εγχύθηκαν στερεοτοξικά αδενο-συσχετιζόμενοι ιοί που εκφράζουν shRNAs που στοχεύουν τον υποδοχέα LAMP2A ή μη κωδικά shRNAs στη μέλαινα ουσία επίμυων. Στις 2 και 3 εβδομάδες μετά την έγχυση, εξετάσαμε δείκτες επαγωγής μακροαυτοφαγίας και σχηματισμού αυτοφαγικών κυστιδίων (AVs) στο μελανοραβδωτό άξονα με ηλεκτρονική μικροσκοπία και μικροσκοπια φθορισμού. Η ακεραιότητα των ντοπαμινεργικών αξόνων και η αστρο-και μικρο-γλοίωση τόσο στο ραβδωτό όσο και στη μέλαινα ουσία, σε αυτά τα χρονικά σημεία, αξιολογήθηκαν επίσης με μικροσκοπία φθορισμού.
Η σίγηση του υποδοχέα LAMP2A συνοδεύτηκε από ανώμαλη συσσώρευση των AVs στις συναπτικές απολήξεις, πριν από τον ντοπαμινεργικό εκφυλισμό στις 3 εβδομάδες μετά την έγχυση. Σε αυτό το αρχικό χρονικό σημείο, τα επίπεδα του Bassoon, ενός αρνητικού ρυθμιστή της αυτοφαγίας και δείκτη της συναπτικής ενεργότητας μειώθηκαν, ενώ τα επίπεδα της πρωτείνης ULK-1, που ρυθμίζει τη μακροαυτοφαγία, αυξήθηκαν. Αυξημένη αστρο- και μικρο-γλοίωση παρατηρήθηκε τόσο στη μέλαινα ουσία όσο και στο ραβδωτό σώμα.
Τα δεδομένα μας υποδεικνύουν ότι η ανεξέλεγκτη επαγωγή της μακροαυτοφαγίας μπορεί, τουλάχιστον εν μέρει, να είναι υπεύθυνη για τον εκφυλισμό των ντοπαμινεργικών απολήξεων που εμφανίζεται νωρίς σε αυτό το μοντέλο, πολύ πριν από τον εκφυλισμό του κυτταρικού σώματος. Περαιτέρω, τα αποτελέσματά μας παρέχουν τις πρώτες in vivo αποδείξεις ότι το ULK-1 αποτελεί υπόστρωμα του CMA μονοπατιού και μπορεί να δρά ως σύνδεσμος μεταξύ του CMA και της
μακροαυτοφαγίας. Επομένως, η μείωση της μακροαυτοφαγίας μπορεί να αποτελέσει έναν πολλά υποσχόμενο στόχο για να αναστρέψει τη βλάβη και να διασώσει τους ντοπαμινεργικούς νευρώνες.
|
Involvement of macroautophagy in nigrostriatal axonal degeneration induced by inhibition of chaperone-mediated autophagy
