Neuronal Autophagy Regulates Presynaptic Neurotransmission by Controlling the Axonal Endoplasmic Reticulum.
Neuronal Autophagy Regulates Presynaptic Neurotransmission by Controlling the Axonal Endoplasmic Reticulum.
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DOI：
10.1016/j.neuron.2020.10.005
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发表时间：
2021-01-20
期刊：
影响因子：
16.2
通讯作者：
Haucke V
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Kuijpers M;Kochlamazashvili G;Stumpf A;Puchkov D;Swaminathan A;Lucht MT;Krause E;Maritzen T;Schmitz D;Haucke V
众所周知，神经元依靠自噬来去除有缺陷的蛋白质或细胞器，以维持突触神经传递并抵抗神经退行性变。尽管它对神经元健康很重要，但在没有蛋白毒性挑战的情况下，神经元自噬的生理底物在很大程度上仍然难以捉摸。我们使用条件性缺乏必需自噬蛋白 ATG5 的基因敲除小鼠和定量蛋白质组学来证明神经元自噬的丧失会导致轴突中管状内质网 (ER) 的选择性积累，从而导致兴奋性神经传递增加和体内出生后活力受损。兴奋性神经传递的增加被证明是通过轴突和突触前部位积累的兰尼碱受体从内质网储存的钙释放增加的结果。我们提出了一种模型，其中神经元自噬控制轴突内质网钙储存，从而调节健康神经元和大脑中的神经传递。神经元自噬控制轴突中的内质网 (ER) 神经元自噬的丧失导致兴奋性神经传递增加 神经传递增加是由于 ER 储存中钙释放增加所致 自噬对于神经系统功能至关重要。然而，其生理底物很大程度上未知。 Kuijpers 等人。使用条件性缺乏必需自噬蛋白 ATG5 的基因敲除小鼠和定量蛋白质组学，结合电生理学和功能成像实验，证明神经元自噬通过控制轴突内质网来调节突触前神经传递。
Neurons are known to rely on autophagy for removal of defective proteins or organelles to maintain synaptic neurotransmission and counteract neurodegeneration. In spite of its importance for neuronal health, the physiological substrates of neuronal autophagy in the absence of proteotoxic challenge have remained largely elusive. We use knockout mice conditionally lacking the essential autophagy protein ATG5 and quantitative proteomics to demonstrate that loss of neuronal autophagy causes selective accumulation of tubular endoplasmic reticulum (ER) in axons, resulting in increased excitatory neurotransmission and compromised postnatal viability in vivo. The gain in excitatory neurotransmission is shown to be a consequence of elevated calcium release from ER stores via ryanodine receptors accumulated in axons and at presynaptic sites. We propose a model where neuronal autophagy controls axonal ER calcium stores to regulate neurotransmission in healthy neurons and in the brain. Neuronal autophagy controls the endoplasmic reticulum (ER) in axons Loss of neuronal autophagy leads to increased excitatory neurotransmission Increased neurotransmission is due to elevated calcium release from ER stores Autophagy is crucial for nervous system function. However, its physiological substrates are largely unknown. Kuijpers et al. demonstrate, using knockout mice conditionally lacking the essential autophagy protein ATG5 and quantitative proteomics paired with electrophysiology and functional imaging experiments, that neuronal autophagy regulates presynaptic neurotransmission by controlling the axonal endoplasmic reticulum.
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DOI：
10.1083/jcb.201401070
发表时间：
2014-09-01
期刊：
The Journal of cell biology
影响因子：
--
作者：
Ashrafi G;Schlehe JS;LaVoie MJ;Schwarz TL
通讯作者：
Schwarz TL
影响因子：
16.2
作者：
Irie T;Trussell LO
通讯作者：
Trussell LO
影响因子：
64.8
作者：
Iwasato, T;Datwani, A;Itohara, S
通讯作者：
Itohara, S
影响因子：
9.8
作者：
Belevich I;Joensuu M;Kumar D;Vihinen H;Jokitalo E
通讯作者：
Jokitalo E
影响因子：
4.7
作者：
Ariosa, Aileen R.;Klionsky, Daniel J.
通讯作者：
Klionsky, Daniel J.