Understanding the Mechanism of Pathological alpha-Synuclein Transmission
了解病理性 α-突触核蛋白传播的机制
基本信息
- 批准号:9816185
- 负责人:
- 金额:$ 40.94万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2019
- 资助国家:美国
- 起止时间:2019-09-17 至 2024-06-30
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:APLP1 geneAlpha-Synuclein transgenic mouseAmyloid beta-ProteinAntibodiesBindingBiotinCellsCessation of lifeComplementComplexDataEvaluationFYN geneGene ActivationHumanIn VitroIntegral Membrane ProteinKnock-outKnowledgeLewy Body DementiaLymphocyte ActivationMediatingMediator of activation proteinMethodsModelingMolecularMultiple System AtrophyMusMutateNerve DegenerationNeurodegenerative DisordersNeurogliaNeuronsOutcomeParkinson DiseaseParkinson&aposs DementiaPathogenesisPathologicProteinsRoleTherapeutic AgentsTransgenic Miceagedalpha synucleinexperimental studyin vivoinsightmouse modelneuropathologyneurotoxicitynoveloverexpressionreceptorscreeningsynucleinopathytransmission process
项目摘要
α-Synucleinopathies are a subset of neurodegenerative diseases, including Parkinson's disease (PD),
dementia with Lewy Bodies (DLB) and multiple system atrophy (MSA) (1), which are characterized by
abnormal accumulation of misfolded α-synuclein (α-syn) protein in neurons or glial cells. Emerging evidence
suggests that the cell-to-cell transmission of pathological α-syn substantially cause neurodegeneration.
However, the molecular mechanism of α-syn transmission is poorly understood. We have identified three
transmembrane proteins that strongly bind with α-syn PFF: (i) lymphocyte activation gene-3 (LAG3), (ii)
amyloid β precursor-like protein 1 (APLP1), and (iii) neurexin 1-β. LAG3 is an essential receptor, mediating
internalization of α-syn PFF; however, substantial α-syn PFF binds to LAG3-/- (knockout) neurons, suggesting
that a unidentified candidate(s) (e.g. APLP1) binds with pathologic α-syn, and facilitate the internalization.
In this proposal, we hypothesize: (i) APLP1 is an essential receptor, that mediates α-syn transmission; (ii)
APLP1-LAG3 complex synergistically mediates α-syn transmission; (iii) depletion of APLP1, LAG3, or APLP1-
LAG3 complex, can reduce α-syn-induced neurodegeneration of α-syn transgenic mice. Accordingly,
experiments are proposed to characterize the roles of APLP1, LAG3 and the AL complex in mediating the
pathogenesis of α-synucleinopathies, in cell-to-cell transmission models and the α-syn transgenic
mouse model. Experiments in two mice models with α-synucleinopathies, will be complemented by studies in
cells and cell-free experiments, thus allowing the deciphering of each spreading step in the interaction of
APLP1, LAG3, or the AL complex with pathologic α-syn. The successful completion of these studies will
greatly enhance our understanding of the molecular mechanisms of α-syn cell-to-cell transmission via
receptors, by: (i) identifying APLP1 as a novel receptor that mediates α-syn spreading, (ii) understanding the
synergistic effect of the AL complex on mediating binding and internalization of α-syn PFF, (iii) providing
essential preliminary evaluation of anti-LAG3 antibody as a potential therapeutic agent against PD and related
α-synucleinopathies, and (iv) understanding the roles of APLP1, LAG3, and the AL complex in mediating
neurodegeneration of α-syn transgenic mice.
α-突触核蛋白病是神经退行性疾病的一个子集,包括帕金森病 (PD)、
路易体痴呆 (DLB) 和多系统萎缩 (MSA) (1),其特征是
错误折叠的 α-突触核蛋白 (α-syn) 蛋白在神经元或神经胶质细胞中异常积累。
表明病理性 α-syn 的细胞间传递实质上导致神经变性。
然而,我们对 α-syn 传递的分子机制知之甚少。
与 α-syn PFF 强烈结合的跨膜蛋白:(i) 淋巴细胞激活基因 3 (LAG3),(ii)
淀粉样蛋白 β 前体样蛋白 1 (APLP1) 和 (iii) 神经毒素 1-β 是介导的重要受体。
α-syn PFF 的内化;然而,大量 α-syn PFF 与 LAG3-/-(敲除)神经元结合,表明
未识别的候选者(例如 APLP1)与病理性 α-syn 结合,并促进内化。
在该提案中,我们追求:(i) APLP1 是介导 α-syn 传递的重要受体;(ii)
APLP1-LAG3 复合物协同介导 α-syn 传递;(iii) APLP1、LAG3 或 APLP1- 的消耗;
LAG3复合物可以减少α-syn诱导的α-syn转基因小鼠的神经变性。
实验旨在表征 APLP1、LAG3 和 AL 复合物在介导
细胞间传播模型和 α-syn 转基因中 α-突触核蛋白病的发病机制
小鼠模型。在两种患有 α-突触核蛋白病的小鼠模型中进行的实验将得到以下研究的补充。
细胞和无细胞实验,从而可以破译相互作用中的每个传播步骤
APLP1、LAG3 或 AL 复合物与病理性 α-syn 的成功完成将有助于实现这些研究。
极大地增强了我们对α-syn细胞间传递分子机制的理解
受体,通过:(i) 将 APLP1 识别为介导 α-syn 传播的新型受体,(ii) 了解
AL 复合物对介导 α-syn PFF 的结合和内化的协同作用,(iii) 提供
抗 LAG3 抗体作为 PD 及相关疾病潜在治疗剂的必要初步评估
α-突触核蛋白病,以及 (iv) 了解 APLP1、LAG3 和 AL 复合物在介导中的作用
α-syn 转基因小鼠的神经变性。
项目成果
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