Caspase-3 Cleaves Extracellular Vesicle Proteins During Auditory Brainstem Development.
Caspase-3 Cleaves Extracellular Vesicle Proteins During Auditory Brainstem Development.
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DOI：
10.3389/fncel.2020.573345
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发表时间：
2020
影响因子：
5.3
通讯作者：
Cramer KS
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Weghorst F;Mirzakhanyan Y;Samimi K;Dhillon M;Barzik M;Cunningham LL;Gershon PD;Cramer KS
声音定位需要极其精确的听觉脑干回路的发育，其分子机制在很大程度上尚不清楚。我们之前证明了小鸡听觉脑干发育中蛋白酶 caspase-3 的非凋亡活性的新要求。在这里，我们使用质谱法来鉴定小鸡听觉脑干发育过程中 caspase-3 的蛋白水解底物。这些听觉脑干 caspase-3 底物富含先前显示可被 caspase-3 裂解的蛋白质，尤其是在非凋亡环境中。功能注释分析显示，我们的 caspase-3 底物还富含与多种蛋白质类别相关的蛋白质，包括细胞外囊泡 (EV) 中发现的蛋白质、在细胞间通讯中发挥作用的膜结合纳米颗粒。从听觉脑干中分离出的 EV 蛋白质组高度富集了我们的 caspase-3 底物。此外，我们还发现了两种在轴突引导中具有已知功能的 caspase-3 底物，即神经细胞粘附分子 (NCAM) 和神经元胶质细胞粘附分子 (Ng-CAM)，它们在听觉脑干 EV 中发现，并与裂解的 caspase-3 一起在听觉通路中表达。总而言之，这些数据表明了一种新的发育机制，其中 caspase-3 通过细胞外囊泡 (EV) 蛋白的蛋白水解切割影响听觉脑干回路的形成。
Sound localization requires extremely precise development of auditory brainstem circuits, the molecular mechanisms of which are largely unknown. We previously demonstrated a novel requirement for non-apoptotic activity of the protease caspase-3 in chick auditory brainstem development. Here, we used mass spectrometry to identify proteolytic substrates of caspase-3 during chick auditory brainstem development. These auditory brainstem caspase-3 substrates were enriched for proteins previously shown to be cleaved by caspase-3, especially in non-apoptotic contexts. Functional annotation analysis revealed that our caspase-3 substrates were also enriched for proteins associated with several protein categories, including proteins found in extracellular vesicles (EVs), membrane-bound nanoparticles that function in intercellular communication. The proteome of EVs isolated from the auditory brainstem was highly enriched for our caspase-3 substrates. Additionally, we identified two caspase-3 substrates with known functions in axon guidance, namely Neural Cell Adhesion Molecule (NCAM) and Neuronal-glial Cell Adhesion Molecule (Ng-CAM), that were found in auditory brainstem EVs and expressed in the auditory pathway alongside cleaved caspase-3. Taken together, these data suggest a novel developmental mechanism whereby caspase-3 influences auditory brainstem circuit formation through the proteolytic cleavage of extracellular vesicle (EV) proteins.
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10.1111/j.2517-6161.1995.tb02031.x
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