一种新型报告小鼠揭示星形胶质细胞来源的细胞外囊泡货物在神经元线粒体处富集

《The FASEB Journal》：A Novel Reporter Mouse for Astrocyte-Derived Extracellular Vesicles Reveals Enrichment of Cargo at Neuronal Mitochondria

　　

摘要

细胞外囊泡（EVs）介导不同类型细胞间脂质、蛋白质和核酸的传递。我们此前已表明，星形胶质细胞来源的EVs在体外可调节神经元线粒体。内源性星形胶质细胞EVs在体内是否与神经元线粒体结合仍不清楚。为解决这一问题，我们构建了一种EV报告小鼠Aldh1l1-Cre; CD9-tGFP^fl/fl，该小鼠可对星形胶质细胞来源的CD9阳性EVs进行荧光标记。在脑组织中验证了CD9-tGFP的星形胶质细胞特异性表达，其中CD9-tGFP阳性颗粒占所分离EVs总数的13.2%?±?1.6%。在原代胶质细胞培养中，CD9-tGFP仅限于星形胶质细胞，定位于囊泡区室和细胞突起（丝状伪足和纤毛）；89.3%?±?2.2%的星形胶质细胞来源的EVs呈CD9-tGFP阳性。在大脑皮层、海马和小脑中，CD9-tGFP主要检测于星形胶质细胞突起中，并与谷氨酸天冬氨酸转运体1（GLAST1）和胶质纤维酸性蛋白（GFAP）共标记，与层粘连蛋白阳性毛细血管和钙调节蛋白阳性神经元形成接触。在毛细血管和神经元内部检测到了CD9-tGFP标记的EVs，STED显微镜显示其与神经元线粒体部分共定位。活细胞旋转盘共聚焦成像和AI辅助邻近分析证实了神经元细胞摄取CD9-tGFP EVs以及体外线粒体处货物富集。通过分离线粒体的免疫印迹和成像，确立了体内与EV来源的CD9-tGFP的物理结合，突触线粒体上CD9-tGFP点状密度高出3倍。综上所述，这些发现验证了Aldh1l1-Cre; CD9-tGFP^fl/fl报告小鼠作为在体内追踪星形胶质细胞来源EVs的工具，并提供了货物在突触线粒体处优先富集的证据。

图形摘要

一种用于星形胶质细胞来源细胞外囊泡的新型报告小鼠揭示了货物在神经元线粒体处的富集。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。

数据可用性声明

支持本研究结果的数据可在本文章的"材料与方法"、"结果"和支持信息中获取。CD9-tGFP^fl/fl和Aldh1l1-Cre小鼠品系可从杰克逊实验室获取。自定义Python脚本将在Zenodo上公开存档，并可在合理请求时从通讯作者处获取。在同行评审期间，原始成像数据和未裁剪的免疫印迹图可在合理请求时从通讯作者处获取。