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The expression level of alpha-synuclein in different neuronal populations is the primary determinant of its prion-like seeding

Authors :
Jean-Michel Peyrin
Ysander von Boxberg
Catherine Villard
Josquin Courte
Ronald Melki
Luc Bousset
Neuroscience Paris Seine (NPS)
Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS)
Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Laboratoire des Maladies Neurodégénératives - UMR 9199 (LMN)
Service MIRCEN (MIRCEN)
Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Biologie François JACOB (JACOB)
Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA))
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA))
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Biologie François JACOB (JACOB)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Laboratoire Physico-Chimie Curie [Institut Curie] (PCC)
Institut Curie [Paris]-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
This work also funding from the French National Research Agency (ANR) as part of the 'Investissements d’Avenir' program (reference: ANR10-NANO0207
Labex and Equipex IPGG)
European Project: (grant No 116060),IMPRiND
Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Service MIRCEN (MIRCEN)
Université Paris-Saclay-Institut de Biologie François JACOB (JACOB)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Biologie François JACOB (JACOB)
Physico-Chimie-Curie (PCC)
Institut Curie-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Neurosciences Paris Seine (NPS)
Sorbonne Université (SU)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS)
Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Service MIRCEN (MIRCEN)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)
Source :
Scientific Reports, Scientific Reports, 2020, 10, pp.4895. ⟨10.1038/s41598-020-61757-x⟩, Scientific Reports, Nature Publishing Group, 2020, 10, pp.4895. ⟨10.1038/s41598-020-61757-x⟩, Scientific Reports, Vol 10, Iss 1, Pp 1-13 (2020)
Publication Year :
2020
Publisher :
HAL CCSD, 2020.

Abstract

Alpha-synuclein (aSyn)-rich aggregates propagate in neuronal networks and compromise cellular homeostasis leading to synucleinopathies such as Parkinson’s disease. Aggregated aSyn spread follows a conserved spatio-temporal pattern that is not solely dependent on connectivity. Hence, the differential tropism of aSyn-rich aggregates to distinct brain regions, or their ability to amplify within those regions, must contribute to this process. To better understand what underlies aSyn-rich aggregates distribution within the brain, we generated primary neuronal cultures from various brain regions of wild-type mice and mice expressing a reduced level of aSyn, and exposed them to fibrillar aSyn. We then assessed exogenous fibrillar aSyn uptake, endogenous aSyn seeding, and endogenous aSyn physiological expression levels. Despite a similar uptake of exogenous fibrils by neuronal cells from distinct brain regions, the seeded aggregation of endogenous aSyn differed greatly from one neuronal population to another. The different susceptibility of neuronal populations was linked to their aSyn expression level. Our data establish that endogenous aSyn expression level plays a key role in fibrillar aSyn prion-like seeding, supporting that endogenous aSyn expression level participates in selective regional brain vulnerability.

Details

Language :
English
ISSN :
20452322
Database :
OpenAIRE
Journal :
Scientific Reports, Scientific Reports, 2020, 10, pp.4895. ⟨10.1038/s41598-020-61757-x⟩, Scientific Reports, Nature Publishing Group, 2020, 10, pp.4895. ⟨10.1038/s41598-020-61757-x⟩, Scientific Reports, Vol 10, Iss 1, Pp 1-13 (2020)
Accession number :
edsair.doi.dedup.....401d3c80c26ef19c5d308c43d90f74a1
Full Text :
https://doi.org/10.1038/s41598-020-61757-x⟩