Астроциты в культуре клеток мыши укорачивают α-синуклеин катепсином D и укрупняют агрегаты в нейронах

В журнале EMBO Reports сообщили, что астроциты в сокультуре нейронов и астроцитов мыши перерабатывают предобразованные фибриллы (PFF) α-синуклеина и влияют на созревание агрегатов в нейронах nature.comEMBO Reportsnature.comОткрыть источник ↗. Модель объединяла первичные нейроны гиппокампа мыши и астроциты, полученные из нейросфер, и воспроизводила контакты трёхкомпонентного синапса, по данным авторов. Астроциты добавляли к сформированным нейронным сетям на 10-е сутки in vitro, культуры вели до 24-х суток.

Болезнь Паркинсона и родственные синуклеинопатии характеризуются накоплением и распространением агрегатов α-синуклеина; этот процесс изучали главным образом в нейронах. Участвуют ли в нём астроциты активно, оставалось неясным.

Астроциты укорачивают и передают α-синуклеин

Астроциты поглощали PFF и образовывали C-концевые укороченные формы α-синуклеина в процессе, зависящем от катепсина D (CtsD). С антителом к остаткам 91–99 уже через 6 часов после обработки выявляли полноразмерный белок и фрагменты меньшей массы. Антитело к остаткам 118–123 эти фрагменты не распознавало, а полноразмерный белок убывал по мере их накопления. В культурах только из нейронов укороченные фрагменты появлялись лишь в нерастворимой фракции.

Воздействие PFF вызывало повреждение мембраны лизосом, сенесцентноподобное реактивное состояние и повышение CtsD в астроцитах. Лизосомы с PFF захватывались аутофагией, но сохранялись, а часть из них обнаруживали за границей мембраны астроцита nature.comEMBO Reportsnature.comОткрыть источник ↗.

Астроциты, предварительно выдержанные 24 часа с PFF в концентрации 0,5 мкг/мл и затем помещённые с интактными нейронами, приводили к появлению агрегатов pS129-α-синуклеина вдоль нейритов через 14 суток. У нейронов с необработанными астроцитами такого сигнала не было. Меченые частицы фибрилл находили вдоль аксонов, частично рядом с пресинаптическим маркером VGLUT1 и постсинаптическим HOMER1.

Влияние на размер агрегатов

При обработке нейронов PFF в концентрации 0,5 мкг/мл и анализе через 6 или 10 суток в сокультурах точечных агрегатов на 6-е сутки было меньше, а к 10-м суткам их число сравнялось. К 10-м суткам структуры, подобные нейритам Леви, в сокультурах были заметно длиннее и крупнее, тогда как размер точечных агрегатов и их общее число не росли.

Пепстатин A, ингибитор аспартатных протеаз, дозозависимо уменьшал долю укороченных фрагментов в астроцитах при 20 и 100 мкМ. В сокультурах 10 мкМ пепстатина A уменьшал нейритоподобные агрегаты до размера, наблюдавшегося в культурах только из нейронов, не влияя на точечные. В культурах только из нейронов значимых изменений не было nature.comEMBO Reportsnature.comОткрыть источник ↗.

Авторы заявляют, что результаты поддерживают модель, в которой лизосомная переработка поглощённого α-синуклеина астроцитами способствует созреванию и распространению нейрональной патологии в этой сокультуре.