Multiple pathways of LRRK2-G2019S / Rab10 interaction in dopaminergic neurons

Araştırma özeti

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

Arka plan LRRK2 proteinindeki kalıtsal mutasyonlar Parkinson'un bilinen en yaygın nedenidir, ancak mutant LRRK2'nin kinaz aktivitesinin artmasının patolojik olaylara yol açtığı mekanizmalar belirlenmeye devam etmektedir. İn vitro tahliller (heterolog hücre kültürü, fosfo-protein kütle spektrometrisi) birkaç Rab proteininin doğrudan LRRK2-G2019S tarafından fosforile edilebileceğini düşündürmektedir. Normal ve patolojik fizyolojik tepkileri kolaylaştırmak için dopaminerjik nöronlarda LRRK2 ile etkileşime giren Rab'ler belirlenmeye devam etmektedir. Genç yetişkin Drosophila'daki dopaminerjik nöronlarda Rab ekspresyonunun in vivo bir ekranı, LRRK2- G2019S ve Rab10 arasında güçlü bir genetik etkileşim gösterdi. Şimdi, Rab10'un DA nöronlarında LRRK2-indüklenmiş fizyolojik tepkiler için gerekli olup olmadığını soruyoruz. Yöntemler LRRK2 - G2019S, Drosophila dopaminerjik nöronlarda ve Rab10 tükenmesinin Proboscis Uzantısı, görme, sirkadiyen aktivite paterni ve yaşlı sineklerde belirlenen kur belleği üzerindeki etkilerinde ifade edilmiştir. Sonuçlar Rab10 fonksiyon kaybı, Proboscis Uzatma Yanıtı'nın (PER) bradikinezisini ve DA nöronlarında LRRK2-G2019S'yi ifade eden yaşlı sineklerin görsel kusurlarını kurtardı. Ancak Rab10 knock-down, LRRK2'nin dopaminerjik ekspresyonundan kaynaklanan işaretli uyku fenotipini kurtarmadı - G2019S . Kur belleği LRRK2 ifadesi tarafından etkilenmez, ancak Rab10 tükenmesi ile belirgin bir şekilde iyileştirilir. Anatomik olarak, hem LRRK2-G2019S hem de Rab10 sitoplazmada ve dopaminerjik nöronların sinaptik uçlarında görülür. Sonuçlarımız Drosophila dopaminergic nöronlarda Rab10'un LRRK2-indüklenmiş davranış açıklarında diferansiyel olarak yer aldığı sonucuna varıyoruz. Bu nedenle, Rab ekspresyonundaki varyasyonlar, Parkinson hastalarında görülen nörodejenerasyona farklı dopaminerjik çekirdeklerin duyarlılığına katkıda bulunabilir. Grafik Özeti Rab10 tükenmesi proboscis uzantısı bradikineziyi ve LRRK2 - G2019S ekspresyonu tarafından indüklenen retinadaki sinaptik sinyal kaybını (magenta oklar / turuncu haçlar) hafifletir. Rab10 manipülasyonu, LRRK2 - G2019S (magenta ok) 'den 'uyku' fenotipini etkilemez. Rab10'un azaltılması koşullu kur belleğini kolaylaştırır, ancak LRRK2'nin etkisi yoktur (sarı ok). Beynin anahatlarında gösterilen dopaminerjik nöronlarda Rab10 ve G2019S'nin tüm manipülasyonları (doldurulmuş hücreler yüksek Rab10 seviyelerine sahiptir). Rab10 ve LRRK2'nin bazılarında etkileşime girdiği sonucuna varıyoruz, ancak tüm dopaminerjik nöronlarda değil. Bu, farklı insan striatal dopaminerjik hücrelerinin Parkinson'a duyarlılığındaki farklılıkların altını çizebilir ve farklı semptomların neden belirli yaşları başlattığını açıklayabilir.

Özgün kaynak özetini okuyun

Background Inherited mutations in the LRRK2 protein are the most common known cause of Parkinson’s, but the mechanisms by which increased kinase activity of mutant LRRK2 leads to pathological events remain to be determined. In vitro assays (heterologous cell culture, phospho-protein mass spectrometry) suggest that several Rab proteins might be directly phosphorylated by LRRK2-G2019S . Which Rabs interact with LRRK2 in dopaminergic neurons to facilitate normal and pathological physiological responses remains to be determined. An in vivo screen of Rab expression in dopaminergic neurons in young adult Drosophila demonstrated a strong genetic interaction between LRRK2- G2019S and Rab10. We now ask if Rab10 is required for LRRK2-induced physiological responses in DA neurons. Methods LRRK2 - G2019S was expressed in Drosophila dopaminergic neurons and the effects of Rab10 depletion on Proboscis Extension, vision, circadian activity pattern and courtship memory determined in aged flies. Results Rab10 loss-of-function rescued bradykinesia of the Proboscis Extension Response (PER) and visual defects of aged flies expressing LRRK2-G2019S in DA neurons. Rab10 knock-down however, did not rescue the marked sleep phenotype which results from dopaminergic expression of LRRK2 - G2019S . Courtship memory is not affected by LRRK2 expression, but is markedly improved by Rab10 depletion. Anatomically, both LRRK2-G2019S and Rab10 are seen in the cytoplasm and at the synaptic endings of dopaminergic neurons. Conclusions We conclude that, in Drosophila dopaminergic neurons, Rab10 is involved differentially in LRRK2-induced behavioral deficits. Therefore, variations in Rab expression may contribute to susceptibility of different dopaminergic nuclei to neurodegeneration seen in people with Parkinson’s. Graphical Abstract Rab10 depletion ameliorates the proboscis extension bradykinesia and loss of synaptic signalling in the retina induced by LRRK2 - G2019S expression (magenta arrows / orange crosses). Rab10 manipulation does not affect the ‘sleep’ phenotype from LRRK2 - G2019S (magenta arrow). Reduction of Rab10 facilitates conditioned courtship memory, but LRRK2 has no effect (yellow arrow). All manipulations of Rab10 and G2019S in dopaminergic neurons, shown in the outline of the brain (filled cells have high levels of Rab10). We conclude that Rab10 and LRRK2 interact in some, but not all dopaminergic neurons. This may underlie differences in the susceptibility of different human striatal dopaminergic cells to Parkinson’s and explain why different symptoms initiate particular ages.

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.