Dysregulation of Exosome Cargo by Mutant Tau Expressed in Human-induced Pluripotent Stem Cell (iPSC)

Posted 2020-12-13 ilifeiscience

期刊名：MCP

发表时间：（2020年4月）

IF：4.828

单位：Skaggs School of Pharmacy and Pharmaceutical Sciences, University of California San Diego

物种：人

技术：LC-MS/MS Tandem Mass Spectrometry; label free quantitation

 

一、 概述：（用精炼的语言描述文章的整体思路及结果）

本研究以人iPSC神经元合成的外泌体为实验材料，进行LC-MS/MS分析，展示了wt-Tau外泌体和m-Tau外泌体的蛋白质组学差异。研究发现了18个蛋白仅出现在m-Tau外泌体中，245个蛋白仅出现在wt-Tau外泌体中，329个蛋白在两种外泌体中均被鉴定到。

二、 研究背景：（简要介绍研究进展动态、研究目的和意义）

高磷酸化的Tau蛋白可聚集成神经原纤维缠结（NFTs），大脑中的NFTs和淀粉样蛋白斑累积可导致阿兹海默症。iPSC神经细胞是用来研究由外泌体介导的Tau积累和增殖的模型，m-Tau可导致其NFTs明显增多。最近的研究表明，外泌体与Tau蛋白的转运有关。虽然m-Tau能通过外泌体转运，但m-Tau是否能够影响外泌体的蛋白组成还不清楚，为了解决这个问题，研究人员对wt-Tau外泌体和m-Tau外泌体进行了全蛋白质组分析。研究结果显示m-Tau引起了外泌体蛋白的失调。

三、实验设计：

 

 

四、研究成果：（重点图表展示）

1、在m-Tau模型和control模型中，分别鉴定到347和574个蛋白，其中，329个蛋白在两种模型中都鉴定到了，18个蛋白仅在mTau模型中鉴定到，245个蛋白仅在control模型中鉴定到。

2、对仅在m-Tau模型中鉴定到的18个蛋白进行GO注释和KEGG通路分析，这些蛋白涉及转运、免疫、蛋白结合和突触囊泡等过程，而这些过程通常与阿尔茨海默症、神经退行性疾病有关。

3、对245个仅在control组中鉴定到的蛋白进行GO注释和KEGG分析，GO biological process显著富集到了定位和包括囊泡介导的转运，GO molecular function显著富集到了蛋白质结合、细胞黏附、钙离子结合等多种结合相关的分子作用，这些蛋白并未在m-Tau模型中鉴定到，提示m-Tau可能阻止这些功能蛋白包装到m-Tau外泌体中，从而使转运和结合功能失调。245个蛋白中有234个蛋白有显著的蛋白互作网络，其中互作最多的两个蛋白为RHOA和AHSG，RHOA是控制细胞骨架和突触可塑性的GTPase，AHSG与突触、神经突的定位和表达水平相关。

 

 

4、对329个共享蛋白进行GO注释，发现这些蛋白代表基本的外泌体功能，包括囊泡介导的转运，胞吐作用和分泌过程，随后对共享蛋白进行无标定量，结果显示在m-Tau模型中，NCAN，OLFM1，ALDH2，ATP1A1，GNAO1和GSN明显下调，COL3A1和NES明显上调。这些发现表明，m-Tau通过上调和下调蛋白水平来调节外泌体过程。

五、文章亮点（结论讨论）：

这篇文章证明了m-Tau的表达改变了外泌体蛋白质组，包括增减外泌体中的蛋白种类及调节蛋白水平。一些与阿尔茨海默症和神经退行性疾病有关的蛋白仅在m-Tau外泌体中出现，而将近一半的蛋白质在m-Tau外泌体中缺失，这些蛋白代表了定位、转运、囊泡介导转运的途径，以及细胞粘附、复合物、钙、整合素和信号转导中的蛋白结合功能，m-Tau通过某种方式阻止了这些蛋白包装到外泌体中。确定m-Tau表达过程中可能导致的细胞蛋白质组变化，深入了解m-Tau表达和m-Tau外泌体对细胞神经毒性的影响，将是未来研究的重点。

 

阅读人：梁玉婷