Trehalose induces autophagy via lysosomal-mediated TFEB activation in models of motoneuron degeneration
Notice bibliographique
Résumé
Macroautophagy/autophagy, a defense mechanism against aberrant stresses, in neurons counteracts aggregate-prone misfolded protein toxicity. Autophagy induction might be beneficial in neurodegenerative diseases (NDs). The natural compound trehalose promotes autophagy via TFEB (transcription factor EB), ameliorating disease phenotype in multiple ND models, but its mechanism is still obscure. We demonstrated that trehalose regulates autophagy by inducing rapid and transient lysosomal enlargement and membrane permeabilization (LMP). This effect correlated with the calcium-dependent phosphatase PPP3/calcineurin activation, TFEB dephosphorylation and nuclear translocation. Trehalose upregulated genes for the TFEB target and regulator Ppargc1a, lysosomal hydrolases and membrane proteins (Ctsb, Gla, Lamp2a, Mcoln1, Tpp1) and several autophagy-related components (Becn1, Atg10, Atg12, Sqstm1/p62, Map1lc3b, Hspb8 and Bag3) mostly in a PPP3- and TFEB-dependent manner. TFEB silencing counteracted the trehalose pro-degradative activity on misfolded protein causative of motoneuron diseases. Similar effects were exerted by trehalase-resistant trehalose analogs, melibiose and lactulose. Thus, limited lysosomal damage might induce autophagy, perhaps as a compensatory mechanism, a process that is beneficial to counteract neurodegeneration. Abbreviations: ALS: amyotrophic lateral sclerosis; AR: androgen receptor; ATG: autophagy related; AV: autophagic vacuole; BAG3: BCL2-associated athanogene 3; BECN1: beclin 1, autophagy related; CASA: chaperone-assisted selective autophagy; CTSB: cathepsin b; DAPI: 4',6-diamidino-2-phenylindole; DMEM: Dulbecco's modified Eagle's medium; EGFP: enhanced green fluorescent protein; fALS, familial amyotrophic lateral sclerosis; FRA: filter retardation assay; GAPDH: glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase; GLA: galactosidase, alpha; HD: Huntington disease; hIPSCs: human induced pluripotent stem cells; HSPA8: heat shock protein A8; HSPB8: heat shock protein B8; IF: immunofluorescence analysis; LAMP1: lysosomal-associated membrane protein 1; LAMP2A: lysosomal-associated membrane protein 2A; LGALS3: lectin, galactose binding, soluble 3; LLOMe: L-leucyl-L-leucine methyl ester; LMP: lysosomal membrane permeabilization; Lys: lysosomes; MAP1LC3B: microtubule-associated protein 1 light chain 3 beta; MCOLN1: mucolipin 1; mRNA: messenger RNA; MTOR: mechanistic target of rapamycin kinase; NDs: neurodegenerative diseases; NSC34: neuroblastoma x spinal cord 34; PBS: phosphate-buffered saline; PD: Parkinson disease; polyQ: polyglutamine; PPARGC1A: peroxisome proliferative activated receptor, gamma, coactivator 1 alpha; PPP3CB: protein phosphatase 3, catalytic subunit, beta isoform; RT-qPCR: real-time quantitative polymerase chain reaction; SBMA: spinal and bulbar muscular atrophy; SCAs: spinocerebellar ataxias; siRNA: small interfering RNA; SLC2A8: solute carrier family 2, (facilitated glucose transporter), member 8; smNPCs: small molecules neural progenitors cells; SOD1: superoxide dismutase 1; SQSTM1/p62: sequestosome 1; STED: stimulated emission depletion; STUB1: STIP1 homology and U-box containing protein 1; TARDBP/TDP-43: TAR DNA binding protein; TFEB: transcription factor EB; TPP1: tripeptidyl peptidase I; TREH: trehalase (brush-border membrane glycoprotein); WB: western blotting; ZKSCAN3: zinc finger with KRAB and SCAN domains 3.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».