通过在小鼠中针对浦肯野细胞表达SCA14 PKCγ的腺相关病毒（AAV），诱导的与年龄相关的突触和轴突调节紊乱

《Journal of Neurochemistry》：Age-Progressive Synaptic and Axonal Dysregulation Induced by Purkinje Cell–Targeted AAV Expression of SCA14 PKCγ in Mice

　　脊髓小脑共济失调14型（SCA14）由PRKCG基因突变引起，本研究通过AAV载体在小鼠Purkinje细胞（PCs）中特异性表达G128D突变体PKCγ-GFP，发现其导致轴突初始段（AIS）结构异常和前突触运输障碍，表现为运动协调性下降，同时伴GluD2和VGAT转运体表达降低，而未出现神经元丢失。该模型为解析SCA14晚发机制提供了工具。

　　

摘要

脊髓小脑性共济失调14型（SCA14）是一种常染色体显性遗传疾病，由80多种PRKCG基因的错义突变引起，这些突变编码蛋白激酶Cγ（PKCγ），这是一种在浦肯野细胞（PCs）中高度富集的丝氨酸/苏氨酸激酶。尽管该疾病通常发病较晚且进展缓慢，但其与年龄相关的退化机制的分子基础仍不清楚。我们采用体内体细胞方法，通过腺相关病毒（AAV）在新生小鼠的浦肯野细胞特异性启动子下，选择性表达野生型（WT）PKCγ–GFP或G128D突变型PKCγ–GFP。G128D突变型PKCγ在细胞质中形成聚集物，导致浦肯野细胞在发育过程中定位异常，并在4周时出现步态缺陷，这种缺陷随年龄增长而加重，尽管浦肯野细胞数量和小脑总体体积在1.5岁时保持正常。免疫组化显示，负责攀爬纤维（CF）输入的神经元存在选择性损伤：作为攀爬纤维突触标志物的囊泡谷氨酸转运蛋白2（VGLUT2）在G128D小鼠中从12周至60周显著减少，且VGLUT2阳性神经支配区域比同龄的野生型小鼠更小。相比之下，Bergmann胶质细胞的径向突触中的谷氨酸/天冬氨酸转运蛋白GLAST主要在12周时减少。δ2谷氨酸受体（GluD2）和平行纤维中的胶质纤维酸性蛋白（GFAP）随年龄增长而减少，但在两种表达条件下差异不大。值得注意的是，聚集的突变型PKCγ在轴突初始段（AIS）内积累，导致该区域的结构逐渐恶化；这种改变阻止了PKCγ–GFP向远端轴突的运输，到60周时，还导致囊泡GABA转运蛋白（VGAT）向小脑深核（DCN）的输送减少，从而影响前向信号传递。因此，运动症状的恶化并非由于神经元数量明显减少，而是由于G128D特异性浦肯野细胞/轴突缺陷的累积效应以及随年龄加剧的电路和胶质细胞变化（如GLAST功能下降和GluD2减少）所致。这种基于AAV的系统为研究晚发性病理机制和评估体内治疗策略提供了实用的平台。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。

数据可用性声明

用于生成定制AAV的质粒和原始实验数据可应合理要求向通讯作者索取。

同行评审

本文的同行评审记录可在https://www.webofscience.com/api/gateway/wos/peer-review/10.1111/jnc.70305查阅。