Acquisition of neurodegenerative features in isogenic OPTN(E50K) human stem cell-derived retinal ganglion cells associated with autophagy disruption and mTORC1 signaling reduction
Notice bibliographique
Résumé
The ability to derive retinal ganglion cells (RGCs) from human pluripotent stem cells (hPSCs) has led to numerous advances in the field of retinal research, with great potential for the use of hPSC-derived RGCs for studies of human retinal development, in vitro disease modeling, drug discovery, as well as their potential use for cell replacement therapeutics. Of all these possibilities, the use of hPSC-derived RGCs as a human-relevant platform for in vitro disease modeling has received the greatest attention, due to the translational relevance as well as the immediacy with which results may be obtained compared to more complex applications like cell replacement. While several studies to date have focused upon the use of hPSC-derived RGCs with genetic variants associated with glaucoma or other optic neuropathies, many of these have largely described cellular phenotypes with only limited advancement into exploring dysfunctional cellular pathways as a consequence of the disease-associated gene variants. Thus, to further advance this field of research, in the current study we leveraged an isogenic hPSC model with a glaucoma-associated mutation in the Optineurin (OPTN) protein, which plays a prominent role in autophagy. We identified an impairment of autophagic-lysosomal degradation and decreased mTORC1 signaling via activation of the stress sensor AMPK, along with subsequent neurodegeneration in OPTN(E50K) RGCs differentiated from hPSCs, and have further validated some of these findings in a mouse model of ocular hypertension. Pharmacological inhibition of mTORC1 in hPSC-derived RGCs recapitulated disease-related neurodegenerative phenotypes in otherwise healthy RGCs, while the mTOR-independent induction of autophagy reduced protein accumulation and restored neurite outgrowth in diseased OPTN(E50K) RGCs. Taken together, these results highlighted that autophagy disruption resulted in increased autophagic demand which was associated with downregulated signaling through mTORC1, contributing to the degeneration of RGCs.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 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 | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
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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 ».