Department of Neurology, The Second Hospital of Hebei Medical University, Shijiazhuang, Hebei, China.

The Key Laboratory of Neurology, Hebei Medical University, Ministry of Education, Shijiazhuang, Hebei, China.

Neurological Laboratory of Hebei Province, Shijiazhuang, Hebei, China.

简介肌萎缩侧索硬化症 (ALS) 是一种神经退行性疾病，广泛影响中枢神经系统的运动神经元。大约 20% 的 ALS 患者患有家族性 ALS (fALS)。ALS 的经典模型之一是 SOD1 ^G93A 老鼠。错误折叠的 SOD1 蛋白可在运动神经元中过度表达，导致小鼠四肢进行性瘫痪。ALS 仍然没有有效的治疗方法。近年来，通过调控细胞自噬治疗ALS成为研究热点。自噬障碍已被证实是肌萎缩侧索硬化的早期病理事件之一。Rab7 是 Ras 超家族的一员，在细胞自噬后期起着关键作用。在我们之前的研究中，我们发现 Rab7 的预酰化在 ALS 模型中受到抑制。异戊二烯化是一种翻译后修饰，其中法呢基或香叶基香叶基与目标蛋白共价连接。基于这些发现，我们提出了 RabGGTB（RabGGTase 的 β-亚基）调节介导 Rab7 异戊二烯化修饰的新想法，并且这可以用作与异常蛋白质积累相关的ALS的预防和治疗。方法在本研究中，RabGGTB通过使用腺相关病毒作为载体在小鼠脊髓运动神经元中过表达。然后使用免疫荧光定量分析进行病理学研究。使用体重、足迹分析、加速转杆试验和神经功能缺损评分来评估动物行为。结果我们的结果表明，注射小鼠脊髓运动神经元的腰椎和胸椎区域的 RabGGTB 蛋白水平显着增加。此外，SOD1 的起始时间和存活时间 RabGGTB 通过使用腺相关病毒作为载体在小鼠脊髓运动神经元中过表达。然后使用免疫荧光定量分析进行病理学研究。使用体重、足迹分析、加速转杆试验和神经功能缺损评分来评估动物行为。结果我们的结果表明，注射小鼠脊髓运动神经元的腰椎和胸椎区域的 RabGGTB 蛋白水平显着增加。此外，SOD1 的起始时间和存活时间 RabGGTB 通过使用腺相关病毒作为载体在小鼠脊髓运动神经元中过表达。然后使用免疫荧光定量分析进行病理学研究。使用体重、足迹分析、加速转杆试验和神经功能缺损评分来评估动物行为。结果我们的结果表明，注射小鼠脊髓运动神经元的腰椎和胸椎区域的 RabGGTB 蛋白水平显着增加。此外，SOD1 的起始时间和存活时间 结果我们的结果表明，在注射小鼠的脊髓运动神经元的腰椎和胸椎区域，RabGGTB 的蛋白水平显着增加。此外，SOD1 的起始时间和存活时间 结果我们的结果表明，在注射小鼠的脊髓运动神经元的腰椎和胸椎区域，RabGGTB 的蛋白水平显着增加。此外，SOD1 的起始时间和存活时间 ^G93A 注射 AAV9-RabGGTB-GFP 的小鼠 ⁺ 与没有过度表达的小鼠相比被延迟。同时，我们还观察到这些 SOD1 的腰椎脊髓中 SOD1 错误折叠和神经胶质过度激活的减少 ^G93A 结论本文报道的研究结果表明，RabGGTB 在 SOD1 的发病机制中起着重要作用 ^G93A 小鼠，并具有减少 ALS 中 SOD1 异常聚集的巨大治疗潜力。 IntroductionAmyotrophic lateral sclerosis (ALS) is a neurodegenerative disease that widely affects motor neurons of the CNS. About 20% of patients with ALS have familial ALS (fALS). One of the classic models of ALS are SOD1 ^G93A mice. Misfolded SOD1 protein can be overexpressed in motor neurons, which results in progressive paralysis of the limbs of mice. There is still no effective treatment for ALS. In recent years, the treatment of ALS by regulating autophagy has become a research hotspot. Autophagy obstacles have been confirmed to be one of the early pathological events of ALS. Rab7 is a member of the Ras superfamily and plays a key role in the late stage of autophagy. In our previous studies, we found that prenoylation of Rab7 was inhibited in the ALS model. Prenylation is a post-translational modification in which farnesyl or geranylgeranyl groups are covalently linked to target proteins. Based on these findings, we proposed the novel idea that the regulation of RabGGTB (the β-subunit of RabGGTase) mediated prenylation modification of Rab7, and that this can be used as a prevention and treatment of ALS associated with abnormal protein accumulation.MethodsIn the present study, RabGGTB was overexpressed in mouse spinal cord motoneurons by using adeno-associated virus as vector. Then immunofluorescence quantitative analysis was used for pathological study. The body weight, footprint analysis, the accelerating rotarod test, and neurological deficits score were used to evaluate animal behavior.ResultsOur results show that the protein level of RabGGTB was significantly increased in the lumbar and thoracic regions of spinal cord motoneurons of injected mice. Furthermore, the onset time and survival time of SOD1 ^G93A mice injected with AAV9-RabGGTB-GFP ⁺ were delayed compared with those of mice without overexpression. At the same time, we also observed a decrease in SOD1 misfolded and glial overactivation in the lumbar spinal cord of these SOD1 ^G93A mice.ConclusionThe findings reported here show that RabGGTB plays a significant role in the pathogenesis of SOD1 ^G93A mice and with great therapeutic potential for reducing abnormal aggregation of SOD1 in ALS.