导致肌萎缩侧索硬化症(ALS)终末期病理的运动神经元(motor neurons, MN)死亡的原因仍然未知，人们认为MN的细胞环境可能在MN存活中起关键作用。细胞外囊泡被怀疑将有毒元素从星形胶质细胞带到运动神经元，并且最近在sALS患者的循环细胞外囊泡中发现了病理蛋白。近日，J Cachexia Sarcopenia Muscle杂志（IF 12.910）上发表一篇文章，报道了ALS肌肉囊泡对运动神经元有毒，骨骼肌是ALS中囊泡介导的毒性的潜在来源。
肌萎缩侧索硬化症(ALS)是一种致命的成人发病运动神经元疾病，每年影响3-5/ 100000人。病理原因可能很复杂，起因于基因突变、DNA损伤、环境风险因素、病毒感染或其他因素的某种组合，导致多种细胞功能障碍，如谷氨酸介导的兴奋性毒性、异常蛋白质聚集、线粒体解体和功能障碍导致氧化应激。不仅运动神经元(MN)在ALS中受到影响，而且神经胶质细胞、肌肉纤维和免疫细胞也受到影响，它们中的每一个都可能积极参与ALS的发病和进展。在运动神经元疾病的FUS小鼠模型中，除了MN，FUS突变在所有组织中都有表达，运动缺陷仍然出现在疾病的晚期。此外，当人类突变的SOD1（hSOD1）在新生转基因hSOD1小鼠的MN和星形胶质细胞中被选择性敲低时，它们的预期寿命仅延长了65-70天，并且仍然存在显著的星形胶质细胞增生和小胶质细胞活化。这些研究支持“非细胞自主”MN死亡在ALS中的潜在作用，这可能涉及多种细胞类型。许多细胞和组织类型，包括骨骼肌，都可以分泌外泌体和其他类型的囊泡。这种细胞外囊泡可能参与中枢神经系统中的细胞间通讯，在那里它们可以进行功能性蛋白质、mRNA、miRNA和脂质的细胞间运输，并且可能在蛋白质病或神经毒性成分的传播中起关键作用。例如，从ALS的SOD1小鼠模型中提取的星形胶质细胞会分泌含有hSOD1的外泌体，并将这种有毒蛋白质传播到邻近的MN。该研究旨在确定ALS受试者的肌肉细胞中的囊泡分泌是否受到影响，以及ALS肌肉囊泡(MuVs)在被受体运动神经元吸收时是否可能有毒。ALS肌肉囊泡诱导人诱导多能干细胞衍生的运动神经元的神经突长度和分支减少，并增加死亡。方法：散发性ALS患者根据El Escorial标准被确认为ALS，并进行基因分型以测试与ALS相关的经典基因突变，并使用ALSFRS-R评分评估身体功能。ALS患者(n=27)或年龄匹配的健康受试者(n=30)的轻度受影响的三角肌的肌肉活检用于提取肌肉干细胞、进行免疫组织学或电子显微镜检查。通过免疫染色、RT-qPCR和转录组分析对肌肉干细胞进行了表征。通过蛋白质组学分析、蛋白质印迹、NanoSight和电子显微镜对分泌的肌肉囊泡进行表征。在健康人源性iPSC MN和健康人肌管上测试了从ALS和健康肌管培养基中分离的肌肉囊泡的影响，未处理的细胞用作对照。结果：通过免疫染色和电子显微镜在散发性ALS患者的肌肉活检中观察到多泡体的积累。对肌肉活检和活检衍生的未经去神经支配的分化肌肉干细胞（肌管）的研究揭示了ALS肌管中一致的疾病特征，包括外泌体样囊泡的细胞内积累和RNA加工的中断。与来自健康对照肌管的囊泡相比，当处理健康的MN时，ALS肌管的囊泡会导致神经突缩短、分支更少、细胞死亡，并破坏RNA和RNA加工蛋白的定位。RNA加工蛋白FUS及其大部分结合成分存在于ALS肌肉囊泡中，毒性取决于受体细胞中FUS的表达水平。通过抗CD63免疫阻断囊泡摄取，消除了对受体MN的毒性。结论：ALS肌肉囊泡对MN具有毒性，这使骨骼肌成为ALS中囊泡介导的毒性的潜在来源。LeGall L, Duddy WJ, Martinat C, Mariot V, Connolly O, Milla V, Anakor E,Ouandaogo ZG, Millecamps S, Lainé J, Vijayakumar UG, Knoblach S, Raoul C, LucasO, Loeffler JP, Bede P, Behin A, Blasco H, Bruneteau G, Del Mar Amador M, DevosD, Henriques A, Hesters A, Lacomblez L, Laforet P, Langlet T, Leblanc P, LeForestier N, Maisonobe T, Meininger V, Robelin L, Salachas F, Stojkovic T,Querin G, Dumonceaux J, Butler Browne G, González De Aguilar JL, Duguez S,Pradat PF. Muscle cells of sporadic amyotrophic lateral sclerosis patients secreteneurotoxic vesicles. J Cachexia Sarcopenia Muscle. 2022 Feb 22. doi:10.1002/jcsm.12945. Epub ahead of print. PMID: 35194965.外泌体资讯网 肌萎缩侧索硬化症(ALS)的肌肉细胞分泌神经毒性囊泡|J Cachexia Sarcopenia Muscle
