The cellular and extracellular proteomic signature of human dopaminergic neurons carrying the LRRK2 G2019S mutation.

Araştırma özeti

Kaynak özetin Türkçe makine çevirisi. Klinik kullanım öncesinde özgün yayınla karşılaştırılmalı; hekim incelemesi değildir. cc by

Arka plan Hücre dışı veziküller çeşitli biyoakışkanlarda kolayca erişilebilir ve proteomdaki hastalıkla ilgili değişikliklerin değerlendirilmesine izin verir. Bu onları biyobelirteç çalışmaları için umut verici bir hedef haline getirdi, özellikle de hastalıklı dokuya erişimin çok sınırlı olduğu nörodejenerasyon alanında. LRRK2 genindeki genetik varyantlar Parkinson hastalığının hem ailesel hem de sporadik formlarıyla ilişkilendirilmiştir. Klinik çalışmalara giren LRRK2 inhibitörleri ile, LRRK2-spesifik patolojiyi ve hedef nişanı yansıtan biyobelirteçlere karşı karşılanmamış bir ihtiyaç vardır.MetodlarBu çalışmada, Parkinson hastalığı olan bir hastadan türetilen indüklenmiş pluripotent kök hücreleri kullandık. LRRK2 G2019S mutasyonunu taşıyan ve insan dopaminerjik nöronlar oluşturmak için izojenik gen düzeltilmiş bir kontrol. Hücre dışı vezikülleri ve nöronal hücre lizatlarını izole ettik ve proteomik imzalarını veriden bağımsız edinim proteomiklerini kullanarak karakterize ettik. Daha sonra mutasyona uğramış çizgideki düzensiz proteinleri tanımlamak için diferansiyel ekspresyon analizi yaptık. İlişkili fonksiyonel ağlardaki değişiklikleri tanımlamak için disregülasyonlu proteomlar üzerinde Metascape ve gen ontolojisi zenginleştirme analizini kullandık.SonuçlarBiz hücre dışı veziküllerde 595 ve hücre lizatlarında 3.205 proteini önemli ölçüde farklı şekilde düzenlenmiş olarak tanımladık. İşlevsel olarak ilgili protein-protein etkileşim ağlarını görselleştirdik ve disregülasyonlu proteomlar içindeki kilit düzenleyicileri tanımladık. Gen ontolojisini kullanarak, nörodejenerasyon ve Parkinson hastalığı ile ilgili biyolojik süreçlerle yakın bir ilişki bulduk. Son olarak, hem hücre dışı hem de hücresel proteomlarda disregülasyona uğrayan proteinlere odaklandık. Nörodejenerasyonla işlevsel olarak ilgili ve LRRK2 ilişkili patolojiye bağlı on biyobelirteç adayının bir listesini sunuyoruz, örneğin, sonik kirpi sinyalleme molekülü, silia fonksiyonunun LRRK2 ile ilgili bozulmasına sıkıca bağlı bir protein.Sonuç olarak, LRRK2 G2019S mutasyonunu taşıyan dopaminerjik nöronların hücresel ve hücre dışı proteomunu karakterize ettik ve deneysel olarak dayalı bir liste önerdik.

Özgün kaynak özetini okuyun

BackgroundExtracellular vesicles are easily accessible in various biofluids and allow the assessment of disease-related changes in the proteome. This has made them a promising target for biomarker studies, especially in the field of neurodegeneration where access to diseased tissue is very limited. Genetic variants in the LRRK2 gene have been linked to both familial and sporadic forms of Parkinson's disease. With LRRK2 inhibitors entering clinical trials, there is an unmet need for biomarkers that reflect LRRK2-specific pathology and target engagement.MethodsIn this study, we used induced pluripotent stem cells derived from a patient with Parkinson's disease carrying the LRRK2 G2019S mutation and an isogenic gene-corrected control to generate human dopaminergic neurons. We isolated extracellular vesicles and neuronal cell lysates and characterized their proteomic signature using data-independent acquisition proteomics. Then, we performed differential expression analysis to identify dysregulated proteins in the mutated line. We used Metascape and gene ontology enrichment analysis on the dysregulated proteomes to identify changes in associated functional networks.ResultsWe identified 595 significantly differentially regulated proteins in extracellular vesicles and 3,205 in cell lysates. We visualized functionally relevant protein-protein interaction networks and identified key regulators within the dysregulated proteomes. Using gene ontology, we found a close association with biological processes relevant to neurodegeneration and Parkinson's disease. Finally, we focused on proteins that were dysregulated in both the extracellular and cellular proteomes. We provide a list of ten biomarker candidates that are functionally relevant to neurodegeneration and linked to LRRK2-associated pathology, for example, the sonic hedgehog signaling molecule, a protein that has tightly been linked to LRRK2-related disruption of cilia function.ConclusionIn conclusion, we characterized the cellular and extracellular proteome of dopaminergic neurons carrying the LRRK2 G2019S mutation and proposed an experimentally based list of biomarker candidates for future studies.

Bilimsel değerlendirme

Araştırma sorusu

Sorunun kapsamı orijinal çalışma üzerinden değerlendirilir.

Yöntem ve örneklem

Çalışma tasarımı ve örneklem için kaynak makaleyi kontrol edin.

Temel bulgular

Bu kayıt için editoryal olarak onaylanmış bulgu özeti henüz yayımlanmadı.

Sınırlılıklar

Sonuçların genellenebilirliği, yanlılık ve klinik anlamı ayrıca incelenmelidir.

Bibliyografik veriden yöntem, örneklem veya klinik sonuç çıkarımı yapılmaz.