Investigating a neuroprotective role of GBA in astrocytes
研究 GBA 对星形胶质细胞的神经保护作用
基本信息
- 批准号:10452334
- 负责人:
- 金额:$ 19.61万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2022
- 资助国家:美国
- 起止时间:2022-03-01 至 2024-02-29
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:AgeAstrocytesBiological AssayBrainCRISPR/Cas technologyCell LineCell SurvivalCellsChimeric ProteinsCoculture TechniquesDataDiseaseDisease ProgressionDrosophila genusEndocytosisExtracellular MatrixFoundationsGenesHumanImpairmentIndividualInfectionInvestigationLentivirusLewy BodiesLewy body pathologyMediatingModelingMutationNerve DegenerationNervous system structureNeurodegenerative DisordersNeuronsParkinson DiseasePathogenesisPathogenicityPatientsProteinsRegulationRoleSystemTestingTissuesWorkalpha synucleinbiobankcell typedisorder controlexosomeexperimental studyextracellular vesiclesflygenetic risk factorimmunohistochemical markersimprovedinduced pluripotent stem cellinnovationmutantneuroprotectionnew therapeutic targetnovelnovel therapeutic interventionnull mutationprotein aggregationsexstressorsynucleintraffickinguptake
项目摘要
A key feature of Parkinson’s disease (PD) is abnormal protein aggregation within neurons in the brain.
These neuronal protein aggregates spread throughout the nervous system as PD progresses, but how this
occurs remains unclear. Recent work suggests that astrocytes, which support neuronal function by providing
energy and protection from cellular stressors, may also have a neuroprotective role in PD and other
neurodegenerative diseases. This proposal investigates a potential new role for the gene GBA, a common
genetic risk factor for PD that is also associated with faster disease progression. While most studies of GBA
focus exclusively on its role in neurons, we will test whether GBA is required in astrocytes to uptake and
degrade neuronal-derived proteins in the extracellular matrix to reduce propagation of pathogenic neuronal
protein aggregates.
Our recent work using our Drosophila GBA deficient model (GBAdel) of PD indicates that exosomes are an
important vehicle mediating the spread of protein aggregation. GBA deficiency dysregulates exosome formation,
fusion, and/or content. Surprisingly, we found that glial expression of wildtype GBA can reduce protein
aggregation present in GBAdel fly brains. To further investigate a possible neuroprotective role for GBA in
astrocytes, we will use cultured neurons and astrocytes differentiated from human induced pluripotent stem cells
generated from PD patients carrying GBA mutations. Unrelated healthy age- and sex-matched control and
isogenic controls generated by CRISPR/Cas9 reversion of the GBA mutation to wildtype will be used as controls.
We will first determine whether GBA is important for astrocyte uptake and processing of neuronal-derived EVs
by examining GBA PD versus control astrocyte uptake and intracellular trafficking of neuronal EVs containing
synuclein-GFP fusion protein. We will then test whether GBA has a neuroprotective role in astrocytes by co-
culturing GBA PD or control astrocytes with GBA PD or control neurons and examine protein aggregation,
endolysosomal trafficking and cell survival in both cell types. The results from this study could uncover new
therapeutic targets to enhance the neuroprotective function of astrocytes, leading to treatments that could slow
or halt the progression of PD and other neurodegenerative diseases characterized by protein aggregates.
帕金森病 (PD) 的一个关键特征是大脑神经元内蛋白质异常聚集。
随着帕金森病的进展,这些神经元蛋白聚集体会扩散到整个神经系统,但是这种现象是如何发生的呢?
最近的研究表明星形胶质细胞通过提供支持神经功能。
能量和免受细胞应激源的保护,也可能在帕金森病和其他疾病中具有神经保护作用
该提案研究了基因 GBA 的潜在新作用,GBA 是一种常见的基因。
PD 的遗传风险因素也与疾病进展更快有关,而大多数 GBA 的研究。
专注于其在神经元中的作用,我们将测试星形胶质细胞是否需要 GBA 来摄取和
降解细胞外基质中的神经元衍生蛋白,以减少致病性神经元的传播
蛋白质聚集体。
我们最近使用果蝇 GBA 缺陷模型 (GBAdel) 进行的 PD 研究表明,外泌体是一种
介导蛋白质聚集传播的重要载体,缺乏调节外泌体形成,
令人惊讶的是,我们发现野生型GBA的神经胶质表达可以减少蛋白质。
GBAdel 果蝇大脑中存在的聚集 进一步研究 GBA 可能的神经保护作用。
星形胶质细胞,我们将使用培养的神经元和由人类诱导多能干细胞分化而来的星形胶质细胞
由携带 GBA 突变的 PD 患者产生。
通过 CRISPR/Cas9 将 GBA 突变恢复为野生型而生成的等基因对照将用作对照。
我们将首先确定 GBA 对于星形胶质细胞的摄取和神经元来源的 EV 的处理是否重要
通过检查 GBA PD 与对照星形胶质细胞的摄取和神经元 EV 的细胞内运输,其中含有
然后我们将通过共核蛋白-GFP融合蛋白测试GBA是否对星形胶质细胞具有神经保护作用。
[0103] 培养GBA PD或对照星形胶质细胞与GBA PD或对照神经元并检查蛋白质聚集,
这项研究的结果可能会揭示新的内容。
治疗目标是增强星形胶质细胞的神经保护功能,从而导致治疗可能减缓
或阻止帕金森病和其他以蛋白质聚集为特征的神经退行性疾病的进展。
项目成果
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