Muskelin通过核内体-溶酶体途径调控阿尔茨海默病外泌体释放Aβ的机制研究

Alzheimer's disease (AD) is pathologically characterized by extracellular deposition senile plaques which generated by Aβ and clinically featured by slowly destroys memory and thinking capability. Exosomes are small vesicles, secreted by cells. In AD, neurons release Aβ via exosomes, and theses exosomes can transfer Aβ to healthy nerve cells and show high neurotoxicity. Therefore, release pathological proteins by exosomes may be key process of AD progression. However, the mechanism is unclear so far. Muskelin is identified as a mediator of intracellular signaling, and affects by promoting lysosomal clearance of PrPC and limiting their exosomal presentation. Similar as PrPC, metabolism of Aβ is balanced by endosomal–lysosomal system(ELS) targeting and exosomal release. We hypothesize that muskelin controll intracellular cytoskeleton-based Aβ vesicle transport, regulates Aβ lysosomal targeting versus exosomal release. Research will be done to extra and analyse the Aß vesicle and exosomes, and AD transgenic and Muskelin knock out mice will be used to explore the mechanism of secretion of Aβ via exosomes. The ultimate aim is to find potential therapeutic intervention point of AD.

阿尔茨海默病（Alzheimer's disease, AD）以脑内Aβ聚集及进行性记忆和认知障碍为病理及临床特征。AD中神经元分泌至胞外的微囊泡——外泌体可携带Aβ、介导细胞间Aβ病理传播并具有细胞毒性。因此细胞通过外泌体释放AD致病蛋白可能是疾病进展的关键步骤，但其具体机制尚不清。Muskelin介导胞内信号传导，可作为桥梁调节PrPC的溶酶体降解及其外泌体释放。Aß与PrPC均通过胞内核内体-溶酶体系统（endosomal–lysosomal system，ELS) 降解及外泌体释放达到内平衡。因此本项目首次提出Muskelin通过调节Aβ的内囊泡运输、ELS转运及溶酶体降解，进而影响Aβ外泌体途径释放的假设。我们拟通过Aß相关的细胞内外囊泡提取及分析，并借助AD转基因小鼠及Muskelin敲除小鼠，研究Muskelin所参与的外泌体释放Aβ的作用及机制，为AD预防及治疗寻找新靶点。

阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease, AD)是以不可逆及进行性记忆和认知功能障碍为主要临床特征的神经退行性疾病，是痴呆最常见的类型，其机制尚不明确。AD中，核内体-溶酶体通路是淀粉样前体蛋白（Amyloid precursor protein，APP）相关蛋白胞内转运、剪切及降解的重要途径。在AD中，核内体-溶酶体通路的失用是导致Aβ增加及聚集的重要上游通路。Muskelin是一个非常保守的胞内蛋白，它广泛表达于中枢神经系统，尤其在海马和小脑中高表达，并在细胞膜系统中表达非常丰富。我们构建了Muskelin敲除、过表达及野生的AD细胞。利用转录测序检测了Muskelin对细胞中膜系统相关蛋白表达的影响。检测了Muskelin对细胞的核内体-溶酶体通路的作用，以及对AD细胞中APP相关剪切蛋白表达量的影响。我们发现，Muskelin对细胞膜系统有非常重要的作用，并影响着细胞中的核内体-溶酶体通路，也可能影响细胞自噬功能；AD细胞中，Muskelin与APP蛋白存在共定位作用，Muskelin影响了细胞APP及APP-CTFs的含量，表现为Muskelin敲除之后，HEK-APP Swe/Ind 细胞中的全长APP蛋白及APP-CTFs的含量明显增加。相反，过表达Muskelin后，HEK-APP Swe/Ind 细胞中的APP-CTFs的含量明显下降。同时我们发现，Muskelin 敲除的AD细胞，相比对照出现明显的聚集及可能的凋亡现象。这些结果提示我们，Muskelin可能通过核内体-溶酶体途径调节AD中淀粉样蛋白的降解和聚集。