Sheffield Institute of Translational Neuroscience (SITraN), University of Sheffield, 385A Glossop Road, Sheffield S10 2HQ, UK.
Sheffield Institute of Translational Neuroscience (SITraN), University of Sheffield, 385A Glossop Road, Sheffield S10 2HQ, UK.
EBioMedicine. 2019 Feb;40:626-635. doi: 10.1016/j.ebiom.2018.11.067. Epub 2019 Jan 31.
Astrocytes regulate neuronal function, synaptic formation and maintenance partly through secreted extracellular vesicles (EVs). In amyotrophic lateral sclerosis (ALS) astrocytes display a toxic phenotype that contributes to motor neuron (MN) degeneration.
We used human induced astrocytes (iAstrocytes) from 3 ALS patients carrying C9orf72 mutations and 3 non-affected donors to investigate the role of astrocyte-derived EVs (ADEVs) in ALS astrocyte toxicity. ADEVs were isolated from iAstrocyte conditioned medium via ultracentrifugation and resuspended in fresh astrocyte medium before testing ADEV impact on HB9-GFP mouse motor neurons (Hb9-GFP MN). We used post-mortem brain and spinal cord tissue from 3 sporadic ALS and 3 non-ALS cases for PCR analysis.
We report that EV formation and miRNA cargo are dysregulated in C9ORF72-ALS iAstrocytes and this affects neurite network maintenance and MN survival in vitro. In particular, we have identified downregulation of miR-494-3p, a negative regulator of semaphorin 3A (SEMA3A) and other targets involved in axonal maintenance. We show here that by restoring miR-494-3p levels through expression of an engineered miRNA mimic we can downregulate Sema3A levels in MNs and increases MN survival in vitro. Consistently, we also report lower levels of mir-494-3p in cortico-spinal tract tissue isolated from sporadic ALS donors, thus supporting the pathological importance of this pathway in MNs and its therapeutic potential.
ALS ADEVs and their miRNA cargo are involved in MN death in ALS and we have identified miR-494-3p as a potential therapeutic target.
Thierry Latran Fondation and Academy of Medical Sciences.
星形胶质细胞通过分泌细胞外囊泡（EVs）调节神经元功能、突触形成和维持。在肌萎缩侧索硬化症（ALS）中，星形胶质细胞表现出毒性表型，导致运动神经元（MN）变性。
我们使用来自 3 名携带 C9orf72 突变的 ALS 患者和 3 名非患病供体的人诱导星形胶质细胞（iAstrocytes）来研究星形胶质细胞衍生的 EVs（ADEVs）在 ALS 星形胶质细胞毒性中的作用。通过超速离心从 iAstrocyte 条件培养基中分离 ADEVs，并在测试 ADEV 对 HB9-GFP 小鼠运动神经元（Hb9-GFP MN）的影响之前，将其重新悬浮在新鲜的星形胶质细胞培养基中。我们使用来自 3 例散发性 ALS 和 3 例非 ALS 病例的死后大脑和脊髓组织进行 PCR 分析。
我们报告说，C9ORF72-ALS iAstrocytes 中 EV 的形成和 miRNA 货物失调，这会影响体外神经元网络的维持和 MN 的存活。特别是，我们已经确定了 miR-494-3p 的下调，miR-494-3p 是 SEMA3A 和其他参与轴突维持的靶标的负调节剂。我们在这里表明，通过表达工程化的 miRNA 模拟物来恢复 miR-494-3p 的水平，可以下调 MN 中的 Sema3A 水平，并增加体外 MN 的存活。一致地，我们还报告了来自散发性 ALS 供体的皮质脊髓束组织中 mir-494-3p 的水平较低，因此支持该途径在 MN 中的病理重要性及其治疗潜力。
ALS ADEVs 及其 miRNA 货物参与 ALS 中的 MN 死亡，我们已将 miR-494-3p 鉴定为潜在的治疗靶点。
Thierry Latran 基金会和医学科学院。
