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关键词:重症肌无力;LRP4;治疗靶点
重症肌无力(MG)最显著的病理特征是自身免疫损伤所致的神经肌肉接头(NMJ)突触后膜(终板膜)乙酰胆碱受体(AChR)聚集障碍。
而作为低密度脂蛋白受体(LDLR)家族中一员的低密度脂蛋白受体相关蛋白4(LRP4),因Agrin-LRP4-MuSK信号级联,在终板膜AChR聚集过程中发挥了重要作用。
分拣微管连接蛋白17(SNX17)是一种能够调控多种内化膜蛋白降解和再循环过程的胞内衔接蛋白,其特有的PX和FERM 结构域能够通过特异性识别LDLR家族成员胞质结构域中的“-NPxY-”基序,促进内化膜蛋白循环回膜,进而再次发挥受体功能。但这一机制是否对在MG中也存在类似作用尚不清楚。
2022年10月,郑州大学河南医药科学研究所神经免疫学系高峰团队在Front Immunol发表了题为“Sorting nexin 17 increases low-density lipoprotein receptor-related protein 4 membrane expression: A novel mechanism of acetylcholine receptor aggregation in myasthenia gravis”的研究,以EAMG小鼠模型为研究对象,探索SNX17与LRP4的作用关系,并研究AChR的聚集状态变化和肌无力改善情况。
这篇论文也是10月份发表的重症肌无力及相关论文中最受关注论文之一(见【22年11月】上月重症肌无力研究重要论文汇总),研究设计严谨,结论客观而可靠,具有很高的科学意义。
由此,我们邀请了论文的第一作者贺笑笑做了编译和解读,通讯作者高峰教授做了审核。
研究设计
1、选用C2C12肌管细胞,通过施加LRP4抗体刺激诱导细胞表面LRP4蛋白内化,利用免疫共沉淀技术探究SNX17与LRP4的胞内相互作用关系。通过敲低和过表达胞内SNX17,从细胞层面探讨SNX17对LRP4的膜表达、MuSK磷酸化以及AChR聚集的作用。
2、建立EAMG小鼠模型,通过敲低和过表达小鼠腓肠肌中的SNX17,从动物层面上探讨SNX17对于Agrin-LRP4-MuSK信号级联通路的调控作用,从而总体评估SNX17对EAMG小鼠模型的作用效果。
图1. 动物实验过程
主要研究结果
1、SNX17过表达增加了细胞表面LRP4的表达、MuSK磷酸化和AChR的聚集
通过施加LRP4抗体刺激诱导细胞表面LRP4蛋白内化,利用免疫共沉淀技术证明了SNX17与LRP4之间的相互作用关系(图2A)。而当过表达肌管细胞中的SNX17,细胞表面LRP4的表达(图2B)、MuSK的磷酸化(图2C)以及细胞表面AChR聚集的数量(图2D)均显著增加。证明了SNX17通过增加内化LRP4的循环回膜量,从而促进MuSK磷酸化和AChR聚集的作用。
图2. SNX17 敲除降低了细胞表面 LRP4 表达、MuSK 磷酸化和 AChR 聚集。
2、EAMG小鼠腓肠肌中SNX17表达降低,NMJ处AChR呈碎片化
研究利用AChR-α亚基(Rα 97~116)肽段作为免疫原通过主动免疫建立了EAMG模型,通过Western blot检测发现EAMG模型小鼠腓肠肌中SNX17的表达降低(图3A)。并且,LRP4表达和MuSK磷酸化水平也低于正常小鼠(图3B)。此外,正常组和溶剂对照组NMJ处的AChR形态正常,呈完整的椒盐卷饼状结构,但EAMG小鼠肌丝上AChR的面积显著降低,呈明显的碎片化(图3C),提示SNX17可能影响NMJ处的AChR。
图3. EAMG小鼠腓肠肌中SNX17表达降低,NMJ处AChR呈碎片化
3、SNX17过表达增加EAMG小鼠腓肠肌中LRP4的表达和MuSK磷酸化,改善NMJ处AChR形态和腿部无力
当EAMG小鼠腓肠肌中的SNX17过表达后,增加了LRP4的表达和MuSK磷酸化水平(图3A)以及NMJ处AChR的面积,改善了AChR的碎片化形态(图3B)。此外,在SNX17过表达小鼠的腓肠肌纤维中,未观察到明显的损伤现象,如炎性细胞浸润和肌纤维萎缩等(图3C)。与模型对照组肌电图第五振幅27.12%±1.63%的衰减率相比,SNX17过表达组第五振幅衰减率降低至13.07%±0.89%(图3D),腿部力量尽管和正常小鼠仍有差距,但也得到了一定的恢复(图3E)。
图3. SNX17过表达增加EAMG小鼠腓肠肌中LRP4的表达和MuSK磷酸化,改善NMJ处AChR形态和腿部无力
结 论
这项研究阐明了SNX17通过与内化的LRP4相互作用来增加细胞表面LRP4的表达进而促进MuSK磷酸化和AChR聚集,最终改善EAMG小鼠肌无力的作用机制。
其过程可能为:SNX17识别并绑定因内化而进入早期内体的LRP4,介导LRP4向循环内体转化进而返回肌细胞膜。而回膜的LRP4通过Agrin-LRP4-MuSK信号通路诱导AChR聚集,从而接受突触前膜释放的ACh,进一步恢复神经肌肉兴奋传递(图4)。
这一新机制不仅是SNX17参与受体再循环概念内涵的有益支持和补充,而且揭示了SNX17可能是未来MG治疗的一个新靶点。
图4. SNX17 增加细胞表面 LRP4 表达以促进 AChR 聚集和神经肌肉兴奋性传递恢复的潜在机制。
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