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Cell-produced alpha-synuclein is secreted in a calcium-dependent manner by exosomes and impacts neuronal survival.
Emmanouilidou, Evangelia; Melachroinou, Katerina; Roumeliotis, Theodoros; Garbis, Spiros D; Ntzouni, Maria; Margaritis, Lukas H; Stefanis, Leonidas; Vekrellis, Kostas.
Afiliación
  • Emmanouilidou E; Division of Basic Neurosciences, Biomedical Research Foundation of the Academy of Athens, Athens 11527, Greece.
J Neurosci ; 30(20): 6838-51, 2010 May 19.
Article en En | MEDLINE | ID: mdl-20484626
ABSTRACT
alpha-Synuclein is central in Parkinson's disease pathogenesis. Although initially alpha-synuclein was considered a purely intracellular protein, recent data suggest that it can be detected in the plasma and CSF of humans and in the culture media of neuronal cells. To address a role of secreted alpha-synuclein in neuronal homeostasis, we have generated wild-type alpha-synuclein and beta-galactosidase inducible SH-SY5Y cells. Soluble oligomeric and monomeric species of alpha-synuclein are readily detected in the conditioned media (CM) of these cells at concentrations similar to those observed in human CSF. We have found that, in this model, alpha-synuclein is secreted by externalized vesicles in a calcium-dependent manner. Electron microscopy and liquid chromatography-mass spectrometry proteomic analysis demonstrate that these vesicles have the characteristic hallmarks of exosomes, secreted intraluminar vesicles of multivesicular bodies. Application of CM containing secreted alpha-synuclein causes cell death of recipient neuronal cells, which can be reversed after alpha-synuclein immunodepletion from the CM. High- and low-molecular-weight alpha-synuclein species, isolated from this CM, significantly decrease cell viability. Importantly, treatment of the CM with oligomer-interfering compounds before application rescues the recipient neuronal cells from the observed toxicity. Our results show for the first time that cell-produced alpha-synuclein is secreted via an exosomal, calcium-dependent mechanism and suggest that alpha-synuclein secretion serves to amplify and propagate Parkinson's disease-related pathology.
Asunto(s)
Calcio/metabolismo; Exosomas/fisiología; Cuerpos Multivesiculares/patología; alfa-Sinucleína/genética; alfa-Sinucleína/metabolismo; Análisis de Varianza; Animales; Brefeldino A/farmacología; Calcio/farmacología; Muerte Celular/efectos de los fármacos; Diferenciación Celular/efectos de los fármacos; Línea Celular Tumoral; Proliferación Celular/efectos de los fármacos; Supervivencia Celular/efectos de los fármacos; Supervivencia Celular/genética; Células Cultivadas; Corteza Cerebral/citología; Cromatografía Líquida de Alta Presión/métodos; Medios de Cultivo Condicionados/química; Medios de Cultivo Condicionados/farmacología; Pruebas Inmunológicas de Citotoxicidad/métodos; Relación Dosis-Respuesta a Droga; Endocitosis/efectos de los fármacos; Exosomas/ultraestructura; Regulación Neoplásica de la Expresión Génica/efectos de los fármacos; Humanos; Peróxido de Hidrógeno/farmacología; Inmunoprecipitación/métodos; Espectrometría de Masas/métodos; Microscopía Confocal/métodos; Microscopía Electrónica de Transmisión/métodos; Peso Molecular; Cuerpos Multivesiculares/efectos de los fármacos; Cuerpos Multivesiculares/ultraestructura; Proteínas del Tejido Nervioso/metabolismo; Neuroblastoma/patología; Neuroblastoma/ultraestructura; Neuronas/efectos de los fármacos; Neuronas/metabolismo; Neuronas/ultraestructura; Péptidos/farmacología; Piperidinas/farmacología; Presenilina-1/farmacología; Inhibidores de la Síntesis de la Proteína/farmacología; Pirazoles/farmacología; Ratas; Receptores de Transferrina/metabolismo; Suero/metabolismo; Fracciones Subcelulares/efectos de los fármacos; Fracciones Subcelulares/metabolismo; Fracciones Subcelulares/ultraestructura; Temperatura; Transfección; beta-Galactosidasa/genética; beta-Galactosidasa/metabolismo

Texto completo: 1 Colección: 01-internacional Base de datos: MEDLINE Asunto principal: Calcio / Alfa-Sinucleína / Exosomas / Cuerpos Multivesiculares Tipo de estudio: Prognostic_studies Idioma: En Revista: J Neurosci Año: 2010 Tipo del documento: Article País de afiliación: Grecia

Texto completo: 1 Colección: 01-internacional Base de datos: MEDLINE Asunto principal: Calcio / Alfa-Sinucleína / Exosomas / Cuerpos Multivesiculares Tipo de estudio: Prognostic_studies Idioma: En Revista: J Neurosci Año: 2010 Tipo del documento: Article País de afiliación: Grecia