ムコリピドーシスIIニューロン細胞モデルのマルチオミク系分析は、神経変性と薬物代謝に関連する経路の関与を明らかにします

神経細胞型におけるリソソーム機能障害の分子的結果を定義することは、リソソーム障害に関連する多くの過小評価された表現型を理解するために必要な調査領域です。ここでは、さまざまな遺伝的およびプロテオミクスアプローチを使用してGnptab-knockout daoy髄芽腫細胞を特徴づけています。糖タンパク質の遺伝子発現と細胞表面の存在量の変化が、ムコリピドーシスII（ML II）を含むGNPTAB関連障害のある人の新たな神経学的問題を説明する方法に焦点を当てていることに焦点を当てています（ML II）および粘液脂質IIIα/β（MLIIIα/β）。特徴づけられた2つのノックアウトクローンは、マンノース6-リン酸依存性リソソームソート、リソソームコレステロールの蓄積、自己障害性障害のマーカーの増加による細胞内グリコシダーゼ活性の喪失を含む、この疾患のすべての生化学的特徴を実証しました。RNA配列決定により、薬物代謝と輸送に関与するいくつかのニューロンマーカーと遺伝子の転写産物の存在量の変化、および神経変性関連経路。プロテオミクスと組み合わせた選択的エキソ酵素標識（SEEL）を使用して、細胞表面糖タンパク質のプロファイルを使用して、ノックアウト細胞のいくつかの糖タンパク質の存在量の変化を示しました。ほとんどの顕著なのは、アミロイド前駆体タンパク質とアポリポタンパク質Bの存在量の増加であり、これらの細胞でのGnPTAB機能の喪失は、神経変性に関連するタンパク質の上昇に対応することを示しています。リソソーム疾患の病因とGNPTAB関連障害の新たな神経学的症状に関するこれらの発見の意味について説明します。

Defining the molecular consequences of lysosomal dysfunction in neuronal cell types remains an area of investigation that is needed to understand many underappreciated phenotypes associated with lysosomal disorders. Here we characterize GNPTAB-knockout DAOY medulloblastoma cells using different genetic and proteomic approaches, with a focus on how altered gene expression and cell surface abundance of glycoproteins may explain emerging neurological issues in individuals with GNPTAB-related disorders, including mucolipidosis II (ML II) and mucolipidosis IIIα/β (ML IIIα/β). The two knockout clones characterized demonstrated all the biochemical hallmarks of this disease, including loss of intracellular glycosidase activity due to impaired mannose 6-phosphate-dependent lysosomal sorting, lysosomal cholesterol accumulation, and increased markers of autophagic dysfunction. RNA sequencing identified altered transcript abundance of several neuronal markers and genes involved in drug metabolism and transport, and neurodegeneration-related pathways. Using selective exo-enzymatic labeling (SEEL) coupled with proteomics to profile cell surface glycoproteins, we demonstrated altered abundance of several glycoproteins in the knockout cells. Most striking was increased abundance of the amyloid precursor protein and apolipoprotein B, indicating that loss of GNPTAB function in these cells corresponds with elevation in proteins associated with neurodegeneration. The implication of these findings on lysosomal disease pathogenesis and the emerging neurological manifestations of GNPTAB-related disorders is discussed.