The proteome of the blood–brain barrier in rat and mouse: highly specific identification of proteins on the luminal surface of brain microvessels by in vivo glycocapture
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: The active transport of molecules into the brain from blood is regulated by receptors, transporters, and other cell surface proteins that are present on the luminal surface of endothelial cells at the blood-brain barrier (BBB). However, proteomic profiling of proteins present on the luminal endothelial cell surface of the BBB has proven challenging due to difficulty in labelling these proteins in a way that allows efficient purification of these relatively low abundance cell surface proteins. METHODS: Here we describe a novel perfusion-based labelling workflow: in vivo glycocapture. This workflow relies on the oxidation of glycans present on the luminal vessel surface via perfusion of a mild oxidizing agent, followed by subsequent isolation of glycoproteins by covalent linkage of their oxidized glycans to hydrazide beads. Mass spectrometry-based identification of the isolated proteins enables high-confidence identification of endothelial cell surface proteins in rats and mice. RESULTS: Using the developed workflow, 347 proteins were identified from the BBB in rat and 224 proteins in mouse, for a total of 395 proteins in both species combined. These proteins included many proteins with transporter activity (73 proteins), cell adhesion proteins (47 proteins), and transmembrane signal receptors (31 proteins). To identify proteins that are enriched in vessels relative to the entire brain, we established a vessel-enrichment score and showed that proteins with a high vessel-enrichment score are involved in vascular development functions, binding to integrins, and cell adhesion. Using publicly-available single-cell RNAseq data, we show that the proteins identified by in vivo glycocapture were more likely to be detected by scRNAseq in endothelial cells than in any other cell type. Furthermore, nearly 50% of the genes encoding cell-surface proteins that were detected by scRNAseq in endothelial cells were also identified by in vivo glycocapture. CONCLUSIONS: The proteins identified by in vivo glycocapture in this work represent the most complete and specific profiling of proteins on the luminal BBB surface to date. The identified proteins reflect possible targets for the development of antibodies to improve the crossing of therapeutic proteins into the brain and will contribute to our further understanding of BBB transport mechanisms.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
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Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 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 tête enseignante, 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 ».