Expression of TDP-43 C-terminal fragments in vitro recapitulates pathological features of TDP-43 proteinopathies

摘要

最近发现颞叶大叶变性伴泛素阳性包裹体（FTLD-U）和肌萎缩性侧索硬化（ALS）的疾病蛋白为TDP-43（TAR DNA结合蛋白43），从而在这两种疾病之间提供了分子联系。在FTLD-U和ALS中，TDP-43从其正常的核定位重新分布以形成细胞质不溶性聚集体。此外，病理性TDP-43被异常泛素化，过度磷酸化，并在N末端被裂解以生成C末端片段（CTF）。但是，尚不清楚特异性的切割位点和生化特性以及病理性TDP-43 CTF的功能后果。在这里，我们确定了从FTLD-U脑纯化的病理性TDP-43 CTF的特异性切割位点Arg（208），并显示了该TDP-43 CTF和其他TDP-43 CTF在培养细胞中的表达概括了TDP-43的关键特征蛋白病。这些包括在FTLD-U和ALS脑和脊髓样本中发现的位点上泛素化并异常磷酸化的胞质聚集体的形成。此外，我们在表达TDP-43 CTF的细胞培养系统中观察到剪接异常，这很重要，因为外显子剪接的调控是TDP-43的已知功能。因此，我们的结果表明，TDP-43 CTF的表达概括了病理性TDP-43的关键生化特征，并支持了TDP-43 CTF的产生是FTLD-U和ALS发病机理中重要步骤的假设。