Method Article

Análisis específico del subtipo celular del proteasoma de membrana neuronal en neuronas somatosensoriales

DOI:

10.3791/69061

October 10th, 2025

In This Article

Summary

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

El proteasoma de membrana neuronal (NMP) se identificó recientemente en un subconjunto de neuronas somatosensoriales como un regulador clave del tacto, el dolor y la percepción de la picazón. Este artículo presenta un flujo de trabajo sólido para analizar la expresión y función de NMP específica del tipo de célula mediante clasificación celular, perfiles de transcriptoma y análisis inmunofluorescentes basados en cultivos.

Abstract

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

La señalización neuronal sensorial depende de los proteasomas funcionales y su localización subcelular influye en la función. Un complejo de proteasoma especializado, el proteasoma de membrana neuronal (NMP), se identificó recientemente en una subpoblación de neuronas somatosensoriales periféricas. La NMP se localiza exclusivamente en la membrana plasmática del soma y en los axones proximales y distales. La secuenciación de ARN unicelular (scRNA-seq) reveló que, en condiciones normales, el NMP se expresa predominantemente en las neuronas MrgprA3+ y Cysltr2+, que median la sensación mecánica, de picazón y dolor. La inhibición aguda y selectiva de NMP en la piel de la pata de ratones redujo la sensibilidad mecánica y al dolor sin afectar la sensación térmica. En particular, a diferencia de la inhibición global del proteasoma, la inhibición selectiva de NMP no causa neuropatía. Los estudios in vitro sugieren que el NMP facilita la comunicación de neurona a neurona, potencialmente a través de la liberación de péptidos de señalización, y es esencial para las respuestas neuronales normales a la estimulación. Estos hallazgos identifican el NMP como un regulador clave de la diafonía neuronal sensorial requerida para el tacto normal, el dolor y la sensación de picazón. Por lo tanto, el NMP representa un objetivo potencial para el manejo del dolor. Este artículo presenta métodos para aislar poblaciones neuronales que expresan y no expresan NMP mediante alimentación de anticuerpos y clasificación de células activadas por fluorescencia (FACS). Estas poblaciones son adecuadas para el perfil de expresión específico del tipo de célula a través de scRNA-seq o análisis basados en cultivos de la dinámica de expresión de NMP. Juntos, estos métodos proporcionan un flujo de trabajo sólido para investigar la dinámica de expresión de NMP y su contribución a las condiciones de enfermedad relevantes para el dolor.

Introduction

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

La función del proteasoma es esencial para el desarrollo y mantenimiento óptimos del sistema nervioso periférico (SNP)1,2,3,4,5,6. Tanto los estudios in vitro como in vivo con inhibidores del proteasoma demuestran que la actividad proteasómica es crucial para el neurodesarrollo, la mielinización, la excitabilidad y la función de las células gliales 7,8,9,10. Además, la quimioterapia basada en inhibidores del proteasoma induce neuropatías dolorosas en el 30-60% de los pacientes, a menudo caracterizadas por dolor crónico y alteración de la sensibilidad en las extremidades 8,9,11,12,13. Curiosamente, la administración de dosis bajas de estos mismos inhibidores reduce la sensibilidad a los estímulos dolorosos, lo que sugiere un papel complejo del proteasoma en el procesamiento sensorial 6,14,15. Sin embargo, a pesar de estos extensos estudios, la función específica de los proteasomas en el SNP ha permanecido poco conocida.

Los proteasomas son la principal maquinaria de degradación de proteínas en todos los dominios de la vida y son esenciales para mantener la homeostasis de las proteínas16. El proteasoma central 20S está compuesto por cuatro anillos heptáméricos de subunidades α, β, β α y media la degradación de proteínas independientes de la ubiquitina17,18. La asociación con partículas reguladoras forma el proteasoma tapado con 26S y 30S, que media la degradación de proteínas dependiente de ubiquitina 4,17. En las neuronas, se han identificado proteasomas en todos los compartimentos celulares y se sabe que su localización subcelular influye en la función19. Sin embargo, muchos inhibidores del proteasoma de uso común carecen de especificidad para dirigirse selectivamente a poblaciones de proteasomas localizadas diferencialmente.

De hecho, utilizando inhibidores del proteasoma impermeables a la membrana y etiquetado de anticuerpos en células no permeabilizadas, se encontró que un complejo de proteasoma específico de neuronas se localizaba en la membrana plasmática en un subconjunto de neuronas somatosensoriales20. El análisis scRNA-seq de las neuronas del ganglio de la raíz dorsal primaria (DRG), separadas en poblaciones NMP+ y NMP- mediante la alimentación de anticuerpos contra una subunidad de proteasoma y la clasificación FACS, dio como resultado 20 grupos celulares transcripcionalmente distintos20. Un análisis posterior reveló que las células NMP+ se agruparon en solo 3 de los 20 grupos. Utilizando conjuntos de marcadores genéticos para subtipos neuronales específicos, se identificaron 13 subtipos diferentes de neuronas somatosensoriales20. La mayoría de las neuronas NMP+ se agruparon con las neuronas sensoriales MrgprA3+ y Cysltr2+ 20. Un número mínimo de células NMP+ se agruparon en un tercer grupo, en el que no se identificaron conjuntos de genes específicos, por lo que este grupo se dejó sin asignar20. Las neuronas MrgprA3+ y Cysltr2+ son nociceptores de tipo C, sensibles al calor, estímulos mecánicos y pruritogénicos, correspondientes a los subtipos neuronales CGRP-θ y SST, respectivamente21,22. De los 20 grupos celulares identificados, 7 grupos de NMP- expresaron marcadores genéticos consistentes con células no neuronales, incluidas las células de Schwann, la glía satélite y las células inmunes, y también se dejaron sin asignar20. Estas poblaciones celulares eran esperadas, ya que no es posible separar las células no neuronales de las neuronales durante el cultivo de neuronas DRG20.

Al investigar su función, la inhibición in vitro del NMP alteró la excitabilidad neuronal a la estimulación de KCl, histamina y αβ-metilenadenosina 5'-trifosfato20. In vivo, la inhibición de NMP redujo la sensibilidad a estímulos mecánicos y dolorosos sin efectos sobre la sensación térmica20. Estos hallazgos revelan que la NMP es un regulador clave de la sensación mecánica, de dolor y picazón, y un objetivo terapéutico potencial para el manejo del dolor20. Sin embargo, los mecanismos específicos que vinculan la actividad de NMP con el desarrollo del dolor en diferentes contextos de enfermedad siguen siendo poco conocidos. Por lo tanto, se justifica una mayor investigación sobre la dinámica y la función de la expresión de NMP en afecciones asociadas con el dolor y la neuropatía.

Aquí, este artículo describe un flujo de trabajo sólido (Figura 1) para identificar y aislar poblaciones neuronales NMP+ DRG. Este enfoque permite la investigación específica del tipo de célula de la dinámica de la expresión de NMP mediante la clasificación FACS, scRNA-seq y la inmunotinción. Estos enfoques permiten un análisis de alta resolución de la expresión de NMP de una manera específica del tipo de célula, que se puede utilizar para investigar el papel de la NMP en condiciones normales y diversas asociadas al dolor.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Todos los métodos descritos con animales de experimentación fueron aprobados por el Comité Institucional de Cuidado y Uso de Animales (IACUC) de la Facultad de Medicina Stritch de la Universidad Loyola de Chicago.

1. Preparación de soluciones de digestión, medios DRG y medios FACS

  1. Prepare una solución salina completa (CSS) que contenga 137 mM de NaCl, 5,3 mM de KCl, 1 mM de MgCl2,6H 2O, 25 mM de sorbitol, 10 mM de HEPES y 3 mM de CaCl2,2H 2O. Ajuste el pH a 7,2 con NaOH y esterilice con filtro.
  2. Prepare la solución de trabajo de la mezcla de enzimas de disociación tisular (trituración moderada) combinando 190 μL del stock (5 mg/mL en H2O), 84 μL de EDTA 50 mM y 6,5 mL de CSS. Preparar fresco y filtrar y esterilizar antes de usar.
  3. Preparar una mezcla de enzimas de disociación tisular (baja trituración)-solución de papaína que contenga 190 μL de solución madre de mezcla de enzimas, 150 μL de papaína, 84 μL de EDTA 50 mM y 6,5 mL de CSS. Preparar fresco y filtrar y esterilizar antes de usar.
  4. Preparar la solución de BSA/TI/DMEM combinando 7,5 mg de inhibidor de tripsina y 7,5 mg de BSA en 5 ml de medio DMEM/F12. Preparar fresco y filtrar-esterilizar.
  5. Prepare los medios neuronales DRG combinando un 10% de suero fetal bovino (FBS), un 1% de penicilina/estreptomicina, un 1% de glutamina y un 2% de suplemento 50x B27 en 430 ml de DMEM/F12.
  6. Prepare el tampón FACS combinando FBS al 1%, 1x PBS, HEPES 25 mM y penicilina/estreptomicina al 1% en agua esterilizada en autoclave. Preparar fresco y filtrar-esterilizar.
  7. Veinticuatro horas antes del inicio del protocolo, recubrir dos tubos de poliestireno de fondo redondo de 5 ml llenándolos con tampón FACS y colocándolos a 4 °C.

2. Preparación de la suspensión de neuronas DRG unicelulares

  1. Coseche todos los DRG de 4-6 ratones P20-P23 siguiendo los métodos descritos anteriormente20,23.
  2. Transfiera los DRG a un tubo cónico de 15 ml y agregue 7 ml de solución de trabajo de mezcla de enzimas de disociación tisular (trituración moderada). Incubar con agitación suave (girando) a 37 °C durante 20 min.
  3. Centrifugar los ganglios a 120 × g durante 2 min. Retire con cuidado el sobrenadante sin alterar el gránulo y vuelva a suspender los ganglios en 7 ml de solución de trabajo de mezcla de enzimas de disociación tisular (baja trituración) y papaína. Incubar con agitación suave (girando) a 37 °C durante 15 min.
  4. Centrifugar a 120 × g durante 2 min. Retire el sobrenadante y vuelva a suspender los ganglios en 500 μL de solución de BSA/TI/DMEM.
  5. Triture los ganglios 12-16x con una pipeta Pasteur de vidrio pulido al fuego tapada de 1 ml.
  6. Filtre los desechos celulares pasando las células a través de un filtro celular de 40 μm. Lave el colador con 1 ml de solución BSA/TI/DMEM para asegurar la recolección de todas las neuronas DRG. Transfiera la suspensión celular a un tubo cónico de 15 ml.
  7. Centrifugar a 120 × g durante 2 min. Retire el sobrenadante y vuelva a suspender suavemente el sedimento en 1 ml de medio DRG.
    NOTA: Esta es la suspensión de neuronas DRG de una sola célula.

3. Alimentación de anticuerpos para etiquetar neuronas positivas para NMP

  1. Divida la suspensión de neuronas DRG en dos tubos de 1,5 ml, cada uno con 500 μl, y etiquete los dos tubos: "primario" y "no primario".
  2. Agregue 20 μL de anticuerpo antiproteasoma 20S subunidad alfa 2 (PSMA2) de cabra al tubo marcado como "primario" (dilución 1:25).
    1. Opcional: Para probar la integridad de la membrana y la especificidad del anticuerpo PSMA2, incluya una muestra adicional de DRG primarios incubados con cadena pesada de antineurofilamentos de pollo (NF-H) (1:1.000) seguida de antipollo (p. ej., conjugado con 488) secundario (1:250) (paso 3.10).
      NOTA: El control de etiquetado anti-NF-H no debe dar como resultado ningún etiquetado celular si la membrana neuronal está intacta.
  3. Incubar las células bajo agitación suave durante 30 min a 37 °C.
  4. Filtrado en caliente, esterilizado 1x PBS durante la incubación de anticuerpos primarios.
  5. Centrifugar los tubos a 200 × g durante 2 min y eliminar el 90% del sobrenadante (desechar).
  6. Resuspender las neuronas en 500 μL de PBS 1x caliente. Incubar los tubos con agitación suave durante 3 min a 37 °C.
  7. Repita los pasos 3.5-3.6 para un total de tres lavados.
  8. Mientras se realizan los pasos de lavado, prepare un anticuerpo secundario diluyendo 4 μL de IgG anti-cabra (fluoróforo de 555 nm) en 1.000 μL de medios DRG calientes (dilución 1:250).
  9. Después del tercer lavado, vuelva a suspender los tubos "primarios" y "no primarios" en 500 μL de la solución de anticuerpos secundarios.
    NOTA: A partir de este momento, proteja los tubos de la luz envolviéndolos con papel de aluminio.
  10. Incubar los tubos con agitación suave durante 40 min a 37 °C.
  11. Lave las celdas repitiendo los pasos 3.5-3.6 para un total de tres lavados.
  12. Después del tercer lavado, vuelva a suspender las neuronas en 300 μL de tampón FACS. Transfiera las celdas resuspendidas a tubos de fondo redondo de poliestireno de 5 ml separados y colóquelos sobre hielo en un cubo de hielo con tapa para protegerlo de la luz.
  13. Coloque los tubos de fondo redondo pretratados que contienen tampón FACS del día anterior en el cubo de hielo con los tubos que contienen las celdas y continúe con el paso de clasificación FACS.

4. Separación de neuronas NMP positivas (NMP+) y NMP negativas (NMP-) mediante clasificación FACS

  1. Inmediatamente después de la alimentación con anticuerpos y el etiquetado de las neuronas DRG, lleve las células y los tubos recubiertos a un clasificador FACS.
  2. Agregue 7-aminoactinomicina D (7-AAD) (1: 1,000) a los tubos "primarios" y "no primarios". Incubar durante 10-30 min en hielo.
    NOTA: 7-AAD se utiliza para excluir las células muertas del proceso de clasificación.
  3. Retire el tampón FACS de los tubos que se recubrieron durante la noche y reemplácelos con 1 ml de tampón FACS nuevo. Estos tubos sirven como tubos de recolección para las neuronas clasificadas.
  4. Use el tubo etiquetado "sin primario" para establecer parámetros y compuertas para neuronas no marcadas.
  5. Aplique la activación de dispersión directa (FSC) para aislar células consistentes con el tamaño de las neuronas sensoriales. Los diámetros de las neuronas sensoriales varían de 10 a 50 μm.
  6. Aplique la compuerta de dispersión lateral (SSC) para excluir células muertas y desechos (dispersión lateral inferior) y para aislar eventos consistentes con la granularidad de las neuronas DRG (dispersión lateral más grande).
  7. Cargue el tubo "primario" y establezca los parámetros de compuerta según lo establecido con la muestra "no primaria" para detectar poblaciones neuronales no marcadas (NMP-) y 555-positivas (NMP+).
  8. Usando una boquilla de 100 μm y una presión de clasificación de 15-20 psi, clasifique las neuronas en 555+ y 555-.
  9. Proceda al análisis posterior de las neuronas clasificadas.

5. Secuenciación de ARN unicelular de neuronas NMP+ y NMP-

  1. Transfiera las celdas clasificadas a tubos de 1,5 ml y colóquelas en hielo. Transportar las células a un núcleo de secuenciación unicelular.
  2. Realice la secuenciación de ARN de una sola célula en las neuronas clasificadas NMP+ y NMP- a una profundidad de 30.000 a 100.000 lecturas por célula.
  3. Analice los datos de scRNA-seq utilizando varios programas de software disponibles gratuitamente para generar grupos de células de acuerdo con perfiles específicos de expresión génica. Para más detalles sobre los pasos de análisis y los programas utilizados anteriormente, consulte Villalón Landeros et al.20.
  4. Construya una lista de marcadores genéticos específicos para identificar poblaciones neuronales individuales utilizando bases de datos disponibles como https://painseq.shinyapps.io/harmonized_painseq_v2/ o https://kleintools.hms.harvard.edu/tools/springViewer_1_6_dev.html?datasets/Sharma2019/all
  5. Utilice la lista de marcadores genéticos específicos para identificar los grupos de células resultantes.
    NOTA: El análisis scRNA-seq realizado anteriormente fue realizado por una empresa consultora independiente (www.cmcherryconsulting.com).

6. Cultivos primarios de neuronas NMP+ y NMP- enriquecidas

  1. El día antes del experimento, coloque cubreobjetos redondos de 12 mm en una placa de cultivo de 24 pocillos (1 cubreobjetos/pocillo) y lave con etanol al 70% durante 15 min. Luego, enjuague con agua estéril 3 veces y seque al aire en una campana de cultivo de tejidos estéril.
  2. Una vez que los cubreobjetos estén secos, cúbralos con 0,1 mg/ml de bromhidrato de poli-L-lisina (PLL) y colóquelos a 4 °C durante la noche.
  3. El día del experimento, retire el PLL, enjuague los cubreobjetos con agua estéril 3 veces y déjelos secar en una campana de cultivo de tejidos.
    NOTA: El PLL se puede guardar y reutilizar.
  4. Diluya 10 μL de laminina de 1 mg/mL en 125 μL de medios DRG y coloque 20-30 μL en el centro de cada cubreobjetos.
  5. Cubra los cubreobjetos con laminina durante al menos 40 minutos antes de usarlos.
  6. Transfiera las células clasificadas por FACS a un tubo de 1,5 ml y centrifugue a 200 × g durante 5 min para recolectar las células. Retire el sobrenadante y vuelva a suspender las neuronas en 50 μL de medio DRG caliente.
  7. Aspire la laminina del cubreobjetos y deje que se seque.
  8. Siembra 15-20 μL de neuronas resuspendidas en cada cubreobjetos. Mueva con cuidado la placa con cubreobjetos sembrados a una incubadora de cultivo de tejidos e incube durante al menos 30 minutos (no más de 1 h) para permitir que las células se adhieran.
  9. Vuelva a colocar la placa en una campana de cultivo de tejidos y agregue 1 ml de medio DRG tibio estéril a cada pocillo que contenga células en cubreobjetos.
    NOTA: Baje la punta de la pipeta hasta la esquina inferior del pocillo y dispense lentamente para evitar tocar el cubreobjetos y alterar las células. Agregar medios demasiado rápido puede crear turbulencias y desalojar células.
  10. Mantener los cultivos a 37 °C con 5% de CO2/95% de humedad con 75% de cambios de medios cada 2-3 días.

7. Análisis de expresión de NMP específico del tipo de célula

  1. Prepare una placa de cultivo de 140 mm o una bandeja de tinción de inmunofluorescencia forrándola con un trozo grande de parafilm.
  2. Con unas pinzas estériles de 5/45, transfiera los cubreobjetos de la placa de cultivo de tejidos al parafilm de la bandeja de tinción, asegurándose de que el lado que contiene las neuronas DRG quede hacia arriba.
  3. Agregue 100 μL de medios DRG a cada cubreobjetos en la parapelícula para evitar que las células se sequen.
    NOTA: Agregue líquidos pipeteando lentamente justo sobre el borde del cubreobjetos.
  4. Diluya el anticuerpo primario anti-PSMA2 de cabra en medios DRG calientes a una dilución de 1:20.
  5. Con un aspirador equipado con una punta P10 sin filtrar, retire el medio del cubreobjetos lentamente aspirando desde el borde. Agregue 100 μL de solución de anticuerpos anti-PSMA2 de cabra a los cubreobjetos e incube a temperatura ambiente durante 40 min.
  6. Aspire con cuidado la solución de anticuerpos primarios de los cubreobjetos. Añadir 100 μL de PBS (a temperatura ambiente) e incubar durante 3 min a temperatura ambiente para lavar.
  7. Aspire PBS del cubreobjetos y repita la adición y aspiración de PBS para un total de tres lavados.
  8. Prepare un anticuerpo secundario anti-cabra (p. ej., 555 conjugado) en medios DRG calientes a una dilución de 1:250.
  9. Después del tercer lavado, agregue 100 μL del anticuerpo secundario diluido al cubreobjetos e incube a temperatura ambiente durante 40 min.
    NOTA: A partir de este paso, proteja las células de la luz.
  10. Aspire la solución de anticuerpos secundarios del cubreobjetos y lávela 3 veces como se describe en los pasos 7.6-7.7.
  11. Retire el último lavado de PBS y fije las células agregando 100 μL de solución fijadora que contenga 4% de paraformaldehído (PFA), 4% de sacarosa en 1x PBS. Incubar a temperatura ambiente durante 10 min.
  12. Aspirar el fijador y lavar 3 veces repitiendo los pasos 7.6-7.7.
  13. Permeabilizar las células añadiendo 100 μL de detergente no iónico al 0,1% (por ejemplo, Triton X-100) en 1x PBS e incubar a temperatura ambiente durante 5 min.
  14. Aspire la solución permeabilizante y lave 3 veces repitiendo los pasos 7.6-7.7.
  15. Añadir 100 μL de solución bloqueante compuesta por un 5% de FBS, un 5% de suero de burro en 1x PBS e incubar a temperatura ambiente durante 40 min.
  16. Preparar una mezcla de anticuerpos primarios específicos del tipo de célula neuronal DRG de acuerdo con las siguientes diluciones en la solución de bloqueo: péptido relacionado con el gen anticalcitonina de conejo (CGRP) (1:500); isolectina B4, conjugado de biotina (IB4) (1:50); pollo anti-NF-H (1:1000).
    NOTA: Estos anticuerpos no interfieren entre sí y se pueden sumar en la misma solución.
  17. Retire la solución de bloqueo y agregue la mezcla de anticuerpos primarios al cubreobjetos. Incubar a temperatura ambiente durante 45 min.
  18. Retire la solución de anticuerpos y lave 3 veces repitiendo los pasos 7.6-7.7.
  19. Prepare la solución de mezcla de anticuerpos secundaria diluyendo estreptavidina (p. ej., conjugada con 647), anti-conejo de burro (p. ej., conjugada con 488) y anti-pollo de burro (p. ej., conjugada con 405) a 1:500 cada uno.
  20. Retire el último lavado de PBS y agregue 100 μL de solución de anticuerpos secundarios a los cubreobjetos. Incubar a temperatura ambiente durante 45 min.
  21. Lavar 3 veces repitiendo los pasos 7.6-7.7.
  22. Opcional: Prepare la tinción nuclear a 1-10 μg/ml. Agregue 100 μL de solución de tinción nuclear, incube durante 30 s a temperatura ambiente y lave 2 veces con agua desionizada (diH2O) repitiendo los pasos 7.6-7.7.
  23. Aspire el último lavado del cubreobjetos y, con unas pinzas de punta fina, levante el cubreobjetos del parafilm. Seque el exceso de líquido tocando suavemente el borde del cubreobjetos con un pañuelo sin pelusa.
  24. Coloque una gota de 7 μl de medio de montaje en un portaobjetos de microscopio. Coloque suavemente el cubreobjetos sobre la gota del medio de montaje, asegurándose de que las celdas estén hacia abajo y en contacto con el medio.
  25. Coloque los portaobjetos de microscopio con cubreobjetos en un cajón o caja oscura y seca durante al menos 1 h para que se sequen y sellen el borde del cubreobjetos. Termine de sellar el borde de los cubreobjetos con esmalte de uñas de secado rápido y espere de 10 a 15 minutos antes de obtener imágenes.
  26. Diapositivas de imágenes utilizando un microscopio confocal fluorescente o de disco giratorio equipado con los filtros de luz adecuados para visualizar la fluorescencia azul, verde, roja y roja lejana.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

La capacidad de distinguir entre el NMP y los proteasomas intracelulares se basa en enfoques de etiquetado impermeables a la membrana. La alimentación con anticuerpos permite el uso de anticuerpos específicos de subunidades de proteasoma en neuronas vivas para etiquetar proteasomas accesibles solo desde el exterior de la célula. Debido a su tamaño e hidrofilia, los anticuerpos no pueden atravesar las membranas celulares intactas24. Las neuronas vivas mantienen la i...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Los proteasomas son esenciales en todas las células y se pueden encontrar en todos los compartimentos de la célula19. El reciente descubrimiento de un complejo de proteasoma especializado, el NMP, en las neuronas de los sistemas nerviosos central 25,26,27 y periférico 20 ha cambiado nuestra comprensión actual de la función de los proteasomas. Traba...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Los autores declaran que no tienen conflictos de intereses.

Acknowledgements

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

EVL fue apoyado por fondos iniciales de la Facultad de Medicina Stritch de Chicago de la Universidad de Loyola. Nos gustaría agradecer a Robert Ladd por su consejo y asistencia con FACS.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
1 M de solución tampón HEPES, pH 7,3Calidad Biológica118-089-721Zona de influencia FACS
10x PBSThermo Fisher Scientific70011-044Zona de influencia FACS
Solución madre de paraformaldehído (PFA) al 16%; Grado EMEMS15710solución fijadora
1x solución salina tamponada con fosfato (PBS)Fisher Scientific10-010-023Lavados FACS
Tubo de poliestireno de fondo redondo de 5 mlFisher Scientific14-959-6Tubos FACS
7-aminoactinomicina D (7-AAD)InvitrogenA1310Etiquetas células muertas
Suplemento B27Thermo Fisher Scientific17504044medio de cultivo
Albúmina sérica bovinaMilliporeSigmaA9647; CAS: 9048-46-8BSA/TI/DMEM
El cloruro de calcio dihidratado (CaCl?-2H? O)MilliporeSigmaC7902Solución salina completa
Cadena pesada anti-neurofilamentos de pollo (NF-H)MilliporeSigmaAB5539anticuerpo
DMEM/F12 1:1Thermo Fisher Scientific11320033medio de cultivo; BSA/TI/DMEM
IgG anticabra burro (H+L) Alexa Fluor Plus 555Thermo Fisher ScientificReferencia A32816anticuerpo
Burro anti-conejo IgG (H+L) Alexa Fluor Plus 488Thermo Fisher ScientificReferencia A32790anticuerpo
DyLight 405 burro antipollosInmunoinvestigación de Jackson703-475-155anticuerpo
EDTAMilliporeSigmaE5134; CAS: 6381-92-6Soluciones de trabajo de papaína Liberase TM/Liberase TL
Suero fetal bovino (FBS)MilliporeSigmaReferencia A9647medio de cultivo/solución tampón/bloqueo FACS
Pipeta pasteur de vidrio, 9 pulgadasFisher Scientific1367820DValoración
Cabra anti-PSMA2Hecho en casaNAanticuerpo
HEPES en polvoMilliporeSigmaH4034Solución salina completa
HoechstThermo Fisher ScientificH21492mancha nuclear
Suero de caballoThermo Fisher Scientific26050070Solución de bloqueo
IB4, conjugado de biotinaMilliporeSigmaL2140anticuerpo
LamininaSigma-AldrichL2020-1MGplato de cultivo
L-glutaminaThermo Fisher Scientific25030081medio de cultivo
Trituración de liberasa baja (TL)MilliporeSigma54010200001Solución madre Liberase TL
Trituración de liberasa moderada (TM)MilliporeSigma5401119001Solución madre Liberase TM
El cloruro de magnesio hexahidratado (MgCl?-6H? O)MilliporeSigmaM2393Solución salina completa
Medios de montajeSouthernBiotech0100-01Fluoromount-G
PapaínaWorthington# de catálogo: 9001-73-4Solución de trabajo Liberase TL-papain
Penicilina/estreptomicinaMilliporeSigma15140122medio de cultivo/tampón FACS
Bromhidrato de poli-L-lisina (PLL)MilliporeSigmaP4707plato de cultivo
Cloruro de potasio (KCl)MilliporeSigmaP5405Solución salina completa
Conejo anti-CGRPInmunoestrella24112anticuerpo
cloruro de sodio (NaCl)MilliporeSigmaS9888; CAS: 7647-14-5Solución salina completa
SorbitolMilliporeSigma56755-MSolución salina completa
Conjugado de estreptavidina Alexa Fluor 647Thermo Fisher ScientificS21374anticuerpo
SacarosaSigma-AldrichS0389-500Gsolución fijadora
Inhibidor de tripsinaMilliporeSigmaT9253; CAS: 9035-91-8BSA/TI/DMEM

References

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Cartelli, D., Cavaletti, G., Lauria, G., Meregalli, C. Ubiquitin proteasome system and microtubules are master regulators of central and peripheral nervous system axon degeneration. Cells. 11 (8), 1358(2022).
  2. Fortun, J., et al. Impaired proteasome activity and accumulation of ubiquitinated substrates in a hereditary neuropathy model. J Neurochem. 92 (6), 1531-1541 (2005).
  3. Thibaudeau, T. A., Smith, D. M. A practical review of proteasome pharmacology. Pharmacol Rev. 71 (2), 170-197 (2019).
  4. Türker, F., Cook, E. K., Margolis, S. S. The proteasome and its role in the nervous system. Cell Chem Biol. 28 (7), 903-917 (2021).
  5. VerPlank, J. J. S., Lokireddy, S., Feltri, M. L., Goldberg, A. L., Wrabetz, L. Impairment of protein degradation and proteasome function in hereditary neuropathies. Glia. 66 (2), 379-395 (2018).
  6. Moss, A., et al. A role of the ubiquitin-proteasome system in neuropathic pain. J Neurosci. 22 (4), 1363-1372 (2002).
  7. Meregalli, C., et al. Bortezomib-induced painful neuropathy in rats: a behavioral, neurophysiological and pathological study. Eur J Pain. 14 (4), 343-350 (2010).
  8. Meregalli, C. An overview of bortezomib-induced neurotoxicity. Toxics. 3 (3), 294-303 (2015).
  9. Velasco, R., Alberti, P., Bruna, J., Psimaras, D., Argyriou, A. A. Bortezomib and other proteosome inhibitors-induced peripheral neurotoxicity: from pathogenesis to treatment. J Peripher Nerv Syst. 24 (Suppl 2), S52-S62 (2019).
  10. Cavaletti, G., et al. Bortezomib-induced peripheral neurotoxicity: a neurophysiological and pathological study in the rat. Exp Neurol. 204 (1), 317-325 (2007).
  11. Cata, J. P., et al. Quantitative sensory findings in patients with bortezomib-induced pain. J Pain. 8 (4), 296-306 (2007).
  12. Meng, L., et al. Peripheral neuropathy during concomitant administration of proteasome inhibitors and factor Xa inhibitors: identifying the likelihood of drug-drug interactions. Front Pharmacol. 13, 757415(2022).
  13. Mina, S. A., et al. Post-marketing analysis of peripheral neuropathy burden with new-generation proteasome inhibitors using the FDA adverse event reporting system. Turk J Hematol. 38 (3), 218-221 (2021).
  14. Holzer, A. -K., Suciu, I., Karreman, C., Goj, T., Leist, M. Specific attenuation of purinergic signaling during bortezomib-induced peripheral neuropathy in vitro. Int J Mol Sci. 23 (7), 3734(2022).
  15. Meng, L., et al. a potent and selective proteasome inhibitor, exhibits in vivo antiinflammatory activity. Proc Natl Acad Sci U S A. 96 (18), 10403-10408 (1999).
  16. Maupin-Furlow, J. Proteasomes and protein conjugation across domains of life. Nat Rev Microbiol. 10 (2), 73-82 (2012).
  17. Coux, O., Tanaka, K., Goldberg, A. L. Structure and functions of the 20S and 26S proteasomes. Annu Rev Biochem. 65 (1), 801-847 (1996).
  18. Groll, M., et al. Structure of 20S proteasome from yeast at 2.4 Å resolution. Nature. 386 (6624), 463-471 (1997).
  19. Pines, J., Lindon, C. Proteolysis: anytime, any place, anywhere. Nat Cell Biol. 7 (8), 731-735 (2005).
  20. Landeros, E. V., et al. The nociceptive activity of peripheral sensory neurons is modulated by the neuronal membrane proteasome. Cell Rep. 43 (4), 114058(2024).
  21. Qi, L., et al. A mouse DRG genetic toolkit reveals morphological and physiological diversity of somatosensory neuron subtypes. Cell. 187 (6), 1508-1526.e16 (2024).
  22. Sharif, B., Ase, A. R., Ribeiro-da-Silva, A., Séguéla, P. Differential coding of itch and pain by a subpopulation of primary afferent neurons. Neuron. 106 (6), 940-951.e4 (2020).
  23. Krueger, E. R., Church, T. R., Brennan, A., Türker, F., Landeros, E. V. Protocol to study neuronal membrane proteasome function in mouse peripheral sensory neurons. STAR Protoc. 6 (1), 103552(2025).
  24. Chiu, M. L., Goulet, D. R., Teplyakov, A., Gilliland, G. L. Antibody structure and function: the basis for engineering therapeutics. Antibodies. 8 (4), 55(2019).
  25. Ramachandran, K. V., et al. Activity-dependent degradation of the nascentome by the neuronal membrane proteasome. Mol Cell. 71 (1), 169-177.e6 (2018).
  26. He, H. -Y., et al. Neuronal membrane proteasomes regulate neuronal circuit activity in vivo and are required for learning-induced behavioral plasticity. Proc Natl Acad Sci U S A. 120 (3), e2216537120(2023).
  27. Paradise, V., et al. ApoE isoforms differentially regulate neuronal membrane proteasomes to shift the threshold for pathological aggregation of endogenous tau. bioRxiv. , (2022).
  28. Banker, G., Goslin, K. Culturing nerve cells. , 2nd edn, MIT Press. (1998).

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Neuronal Membrane ProteasomeSomatosensory NeuronsSensory Neuron SignalingDorsal Root GangliaAntibody FeedingFlow CytometryCell Type SpecificitySingle Cell RNA SequencingProteasome InhibitionPain Sensation

Related Articles