The role of NOD2/RIPK2 signaling in the pathogenesis of Parkinson's Disease

项目总结： -- 越来越多的证据表明，中枢神经系统(CNS)炎症反应是一种重要的病理生理学改变。 帕金森氏症(PD)的发病过程主要表现为小胶质细胞数量显著增加。 并检测促炎症细胞因子和趋化因子的水平，包括促炎症细胞因子和趋化因子。 当小胶质细胞被激活时释放出来，可能会加剧α-突触核蛋白(α-syn)的聚集和神经元的死亡。 最终推动了帕金森病的慢性进展。濒临死亡的人或死亡的多巴胺能神经元被释放出α--syn聚合体。 小胶质细胞可以被激活，从而导致小胶质细胞的激活。而这一过程反过来又有助于加速细胞生长。 神经退行性变过程的进展。因此，识别小胶质细胞中的分子靶点是可以实现的。 如果被调节以进一步抑制他们的炎症性免疫反应，可能还会为提高帕金森病的治疗水平提供新的治疗策略。 对于小胶质细胞介导的神经炎性疾病的潜在细胞调控机制，目前还缺乏足够的知识。 在刺激后的活动中，我们使用了α-？syn聚合体。以期获得对细胞的更全面和更深入的了解 α--syn聚合体的机制诱导了小胶质细胞的激活，我们使用α--syn进行了RNAseq分析。 预成纤维蛋白(α-telsyn-Pff)激活了小胶质细胞，经初步筛选，我们鉴定其为NOD2/RIPK2复合体。 关键的信号调节器在神经炎性反应中发挥作用，这是由于α--syn的聚集。在我们的初步临床研究中，我们发现了这一点。 α-ynn聚集体激活NOD2/RIPK2介导的小胶质细胞内的炎性反应，进一步加重神经元的损伤。 死亡是通过一系列信号转导事件来实现的，其中包括M1型小胶质细胞激活和A1型星形胶质细胞的毒性。 另一方面，通过分泌IL-1α、肿瘤坏死因子α和C1q等的转化，我们发现这是NOD2/RIPK2的主要耗竭因素。 复合体通过阻断小胶质细胞介导的星形胶质细胞在体外和体内的转化来保护神经元的死亡。 为了进一步确认和扩大我们的创新成果和初步调查结果，我们将在以下几个具体问题上系统地开展工作。 目的：(I)明确NOD2、RIPK2、mRNAs和蛋白质的水平，确定RIPK2的磷酸化水平。 在α--syn诱导的小鼠小胶质细胞变性模型和死后脑内的小胶质细胞模型中，(Ii)试图更好地描述其特征。 NOD2基因和α-ynn基因在小胶质细胞中的聚集体之间的相互作用定义了α-npff对NOD2基因的结合作用如何影响。 NOD2/RIPK2依赖于信号转导通路，包括RIPK2激活/泛素化途径、MAPKs途径和NFKB途径。 小胶质细胞中的激活(III)决定了小胶质细胞诱导的A1中NOD2/RIPK2信号通路的耗竭和效应。 星形胶质细胞的形成是由于α--syn的聚集体在体外和体内都是如此，我们和(Iv)致力于进一步确定药物阻断的潜在影响。 α中的NOD2/RIPK2信号转导通路通过对NOD2基因和RIPK2信号通路的基因消融，诱导了PPD模型的建立。 RIPK2的药理和抑制作用。细胞、神经化学、神经病理和行为研究进展。 体外实验和体内实验将被用来实现这些具体的实验目标。我们共同努力，加深了对药物的重要作用的理解。 Nod2/RIPK2依赖于α中的信号转导通路--Syn聚集体诱导的小胶质细胞活化，以及A1与星形胶质细胞的转换。 而DDA的神经元退行性变不仅将为研究神经退行性变的新的进展过程提供一种新颖的、机械性的新见解。 这些过程不仅存在于PPD中，而且最终也将导致PPD新的治疗药物战略的进一步开发。

PROJECT SUMMARY    Growing  evidence  suggest  that  central  nervous  system  (CNS)  inflammation  is  a  major  pathophysiological  process in Parkinson’s disease (PD). The inflammation is characterized by an increase in the number of microglia  and  in  the  levels  of  proinflammatory  cytokines  and  chemokines.  The  proinflammatory  cytokines,  which  are  released  when  microglia  are  activated,  could  exacerbate  α-­synuclein  (α-­syn)  aggregation  and  neuronal  death  ultimately driving the chronic progression of PD. Dying or dead dopaminergic neurons released α-­syn aggregates  can be taken up into the microglia, which leads to microglia activation. This in turn contributes to the accelerated  progression of neurodegenerative processes. Therefore, identification of molecular targets in microglia that can  be modulated to inhibit their inflammatory response may provide new strategy for the treatment of PD. However,  there  is  a  lack  of  knowledge  about  the  cellular  mechanisms  underlying  microglia-­mediated  neuroinflammatory  events  following  stimulation  with  α-­syn  aggregates.  To  gain  a  comprehensive  understanding  of  the  cellular  mechanisms  of  α-­syn  aggregates  induced  microglial  activation,  we  conducted  RNAseq  analysis  using  α-­syn  preformed fibrils (α-­syn PFF) activated microglia. From the screening, we identified NOD2/RIPK2 complex as a  key modulator in neuroinflammatory responses due to α-­syn aggregate. In our preliminary studies, we found that  α-­syn aggregates activate NOD2/RIPK2 mediated inflammatory responses in microglia to exacerbates neuronal  death through a series of signaling events, which included M1 microglial activation and toxic A1 type astrocytes  conversion by secreting IL-­1α, TNFα and C1q. On the other hand, we found that the depletion of NOD2/RIPK2  complex  protects  neuronal  death  via  blocking  microglia-­mediated  A1  astrocyte  conversion  in  vitro  and  in  vivo.  To further confirm and expand our novel preliminary findings, we will systematically pursue the following specific  aims: (i) to define the levels of NOD2, RIPK2 mRNAs and proteins and the levels of phosphorylation of RIPK2  in microglia in mouse models of α-­syn induced degeneration and PD postmortem brains, ii) to characterize the  interaction between NOD2 and α-­syn aggregates in microglia and define how α-­syn PFF binding to NOD2 affects  NOD2/RIPK2  dependent  signaling  pathways  including  RIPK2  activation/ubiquitination  and  MAPKs  and  NF-­kB  activation  in  microglia,  iii)  determine  the  depletion  effect  of  NOD2/RIPK2  signaling  in  microglia-­induced  A1  astrocytes formation due to α-­syn aggregates both in vitro and in vivo, and (iv) to determine the effects of blocking  of NOD2/RIPK2 signaling in α-­syn PFF induced model of PD through genetic ablation of NOD2 and RIPK2 and  pharmacological inhibition of RIPK2. Cellular, neurochemical, neuropathological and behavioral approaches in  vitro  and  in  vivo  will  be  used  to  achieve  these  specific  aims.  Taken  together,  understanding  the  role  of  NOD2/RIPK2  dependent  signaling  in  α-­syn  aggregates-­induced  microglial  activation,  A1  astrocyte  conversion  and DA neuronal death will not only provide novel mechanistic insights into the progression of neurodegenerative  processes in PD, but also ultimately lead to the development of new therapeutic strategies for PD.