亨廷顿氏舞蹈症:杭丁顿蛋白包涵体的超微结构显示

杭丁顿蛋白包涵体的超微结构
图1:共焦显微镜和CLEM透露的环状结构Httex1 72 q HEK细胞内含物。Httex1抗体的抗原决定基映射用于这项研究。b共焦成像Httex1 72 q夹杂物HEK细胞转染48 h后形成的。所有的计画抗体显示强烈的免疫反应性夹杂物的边缘。细胞核与DAPI和f -肌动蛋白与phalloidin复染色。白色的箭头表示colocalization Httex1 f -肌动蛋白与环状结构的夹杂物。比例尺= 20μm和10μm。c, d CLEM Httex1 72 q夹杂物。c共焦成像Httex1 72 q夹杂物HEK细胞转染48 h后形成的。所选区域(白色广场)被EM (d)检查。正交投影(奥尔特。 Pr.), Scale bars = 5 μm. d The presence of membrane fragments and vesicles are indicated by the white arrowheads. The binary image (inset) shows the core and the shell ultrastructure of the Httex1 72Q inclusion. Scale bar = 500 nm. e Representative EM images of Httex1 72Q inclusion. Higher magnification (white square) are shown in the right panel. Dashed lines delimit the aggregate and the core of the inclusion. Internalized membranous structures and the mitochondria are indicated by the orange and the green arrowheads, respectively. Scale bar = 1 μm and 500 nm. f 3D model of Httex1 72Q cellular inclusion and surrounding organelles (top view). The Httex1 inclusion body (IB) shell is represented in purple, the core in cyan. ER membranes are shown in green, intra-inclusion membranous structures in white, the nucleus in blue, mitochondria in yellow, and the stacked ER cisternae are indicated by a red arrowhead. Scale bar = 2 μm. g Representative EM images of Httex1 39Q inclusion formed 48 h after transfection in HEK cells. The white square indicates the area shown in the right panel at higher magnification. Dashed lines delimit the inclusion. Scale bar = 1 μm and 500 nm. h 3D model of the Httex1 39Q IB is shown in purple, surrounded by mitochondria (yellow), ER structures (green), stacked ER cisternae (red arrowheads), intra-inclusion membranous structures are shown in white and the nucleus in blue. Scale bar = 2 μm. Credit: DOI: 10.1038/s41467-021-26684-z

亨廷顿氏病是一种逐渐衰弱的大脑疾病,导致不受控制的运动,心理问题,以及认知的损失。杭丁顿氏症是由于编码的基因的突变杭丁顿蛋白,蛋白质通常扮演重要的角色在保持脑细胞健康和活跃。但突变杭丁顿蛋白异常长尾的谷氨酰胺氨基酸,导致杭丁顿蛋白在神经元和总最终杀死他们。

这些聚合,或者,杭丁顿蛋白的很多研究努力试图找到一种方法来理解和治疗亨廷顿氏舞蹈症。已经失踪,是深入分析夹杂物的ultrastructure-a术语描述的结构,传统的显微镜观察的能力之外。

在深

使用和蛋白质组学,科学家由希拉Lashuel EPFL,与生物电镜设施合作,已经成功地进行了第一次审问杭丁顿蛋白的超微结构研究身体和他们的作文在细胞模型病理亨廷顿氏舞蹈症的形成。这项工作发表在自然通讯

研究人员用一种先进的技术,即相关light-electron显微镜(CLEM),可以确定夹杂物在不同的细胞箱内(细胞质或核)和研究他们的结构和组织内部培养的神经元的特性。CLEM基本上结合了电子显微镜和荧光显微镜。第一个提供了高分辨率的信息到纳米级,而荧光显微镜可以(字面意思)突出感兴趣的区域。

研究人员还使用电子断层扫描,这允许他们想象个人聚集在这些夹杂物。“我们想超越只是绘画这些夹杂物形成的详细图片,”内森Riguet说,这项研究的第一作者。“这就是为什么我们扩展我们的研究了解这些夹杂物形成,它们是如何影响他们的亚细胞环境,细胞器的功能在他们附近,并最终神经元的可行性。”

不同的聚合机理

研究发现,杭丁顿蛋白的聚合和夹杂物的形成发生在细胞质和核的神经元通过不同的机制,导致不同的生化和超微结构的性质。这意味着,这两个类型的夹杂物也可能通过不同的方式是有毒的,这意味着治疗必须使用不同的策略来解决它们形成、成熟和毒性。

研究还表明,想办法修改夹杂物的生长及其与其他蛋白质和细胞器之间的互动是一个有效的、替代或补充策略杭丁顿氏症的发展放缓,特别是在疾病发作。这是因为这个过程会导致功能蛋白质的封存和破坏的功能在细胞内重要的细胞器如线粒体。作者状态:“…[W] e相信目标包含成长和成熟是一个可行的治疗策略。”

荧光标记

“我们的研究结果还警告使用大量荧光蛋白标记为药物开发的疾病模型HD和屏幕修改杭丁顿蛋白聚合和夹杂物的形成,“Lashuel说。“这对亨廷顿的有着重要的影响和其他神经退行性疾病,融合荧光蛋白通常用于研究蛋白质聚合机制和药物发现。”

“我们的工作开辟了新的见解杭丁顿蛋白包裹体的成分和超微结构,”他总结道。“他们推进我们的理解机制聚合也指出新的方向为治疗干预,我们计划去追求。”

更多信息:Nathan Riguet et al,核和细胞质杭丁顿蛋白内含物表现出不同的生化成分、interactome和超微结构的属性,自然通讯(2021)。DOI: 10.1038 / s41467 - 021 - 26684 - z

期刊信息: 自然通讯

所提供的洛桑联邦理工
引用亨廷顿氏舞蹈症:杭丁顿蛋白包涵体的超微结构显示检索(2021年11月12日)2023年7月4日从//www.pyrotek-europe.com/news/2021-11-huntington-disease-ultrastructure-huntingtin-inclusions.html
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