Neuronal cellular accumulation of amyloid beta peptide (Aβ) has been implicated in the pathogenesis of Alzheimer's disease (AD). Intracellular accumulation of Aβ42, a toxic form of Aβ, was observed as an early event in AD patients. However, its contribution and the cellular mechanism of cell death remained unclear. We herein revealed the mechanism by which Aβ42 incorporated into cells leads to cell death by using chemically synthesized Aβ42 variants. The Aβ42 variant Aβ42 (E22P) which has an increased tendency to oligomerize, accumulated in lysosomes at an earlier stage than wild-type Aβ42, leading to higher ROS production and lysosomal membrane oxidation, and resulting in cell death. On the other hand, Aβ42 (E22V), which is incapable of oligomerization, did not accumulate in cells or affect the cell viability. Moreover, intracellular localization of EGFP-Galectin-3, a β-galactoside binding lectin, showed that accumulation of oligomerized Aβ42 in lysosomes caused lysosomal membrane permeabilization (LMP). Overexpression of lysosome-localized LAMP1-fused peroxiredoxin 1 and treatment with U18866A, an inhibitor of cholesterol export from lysosomes that causes an increase in lysosomal membrane stability, attenuated Aβ42-mediated LMP and cell death. Our findings show that lysosomal ROS generation by toxic conformer of Aβ led to cell death via LMP, and suggest that these events are potential targets for AD prevention.Key words: Amyloid-beta (Aβ), Cell death, Lysosome, Lysosomal membrane permeabilization, Reactive oxygen species (ROS).

中文翻译：

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合成的Aβ42通过溶酶体破裂引起细胞内氧化损伤，导致细胞死亡。

淀粉样蛋白β肽（Aβ）在神经元细胞中的蓄积与阿尔茨海默氏病（AD）的发病机制有关。在AD患者中，观察到Aβ42的细胞内积累是Aβ的一种毒性形式，这是早期事件。然而，其贡献和细胞死亡的细胞机制仍不清楚。我们在本文中揭示了通过使用化学合成的Aβ42变体将掺入细胞中的Aβ42导致细胞死亡的机制。与野生型Aβ42相比，Aβ42变体Aβ42（E22P）具有更高的寡聚趋势，并在溶酶体中积聚，从而导致更高的ROS产生和溶酶体膜氧化，并导致细胞死亡。另一方面，不能寡聚化的Aβ42（E22V）没有在细胞内蓄积或影响细胞生存力。而且，β-半乳糖苷结合凝集素EGFP-Galectin-3在细胞内的定位表明，溶酶体中低聚Aβ42的积累导致溶酶体膜通透性（LMP）。溶酶体定位的LAMP1融合的过氧化物酶1的过表达和U18866A的治疗，U18866A是溶酶体胆固醇输出的抑制剂，导致溶酶体膜稳定性增加，减弱了Aβ42介导的LMP和细胞死亡。我们的发现表明，Aβ毒性构象体产生的溶酶体ROS通过LMP导致细胞死亡，并表明这些事件是AD预防的潜在靶标。关键词：β-淀粉样蛋白（Aβ），细胞死亡，溶酶体，溶酶体膜通透性，活性氧（ROS）。结果表明，低聚的Aβ42在溶酶体中的积累引起溶酶体膜通透性（LMP）。溶酶体定位的LAMP1融合的过氧化物酶1的过表达和U18866A的治疗，U18866A是溶酶体胆固醇输出的抑制剂，导致溶酶体膜稳定性增加，减弱了Aβ42介导的LMP和细胞死亡。我们的发现表明，Aβ毒性构象体产生的溶酶体ROS通过LMP导致细胞死亡，并表明这些事件是AD预防的潜在靶标。关键词：β淀粉样蛋白（Aβ），细胞死亡，溶酶体，溶酶体膜通透性，活性氧（ROS）。结果表明，低聚的Aβ42在溶酶体中的积累引起溶酶体膜通透性（LMP）。溶酶体定位的LAMP1融合的过氧化物酶1的过表达和U18866A的治疗，U18866A是溶酶体胆固醇输出的抑制剂，导致溶酶体膜稳定性增加，减弱了Aβ42介导的LMP和细胞死亡。我们的发现表明，Aβ毒性构象体产生的溶酶体ROS通过LMP导致细胞死亡，并表明这些事件是AD预防的潜在靶标。关键词：β-淀粉样蛋白（Aβ），细胞死亡，溶酶体，溶酶体膜通透性，活性氧（ROS）。溶酶体胆固醇输出的抑制剂，导致溶酶体膜稳定性增加，Aβ42介导的LMP减弱和细胞死亡。我们的发现表明，Aβ毒性构象体产生的溶酶体ROS通过LMP导致细胞死亡，并表明这些事件是AD预防的潜在靶标。关键词：β-淀粉样蛋白（Aβ），细胞死亡，溶酶体，溶酶体膜通透性，活性氧（ROS）。溶酶体胆固醇输出的抑制剂，导致溶酶体膜稳定性增加，Aβ42介导的LMP减弱和细胞死亡。我们的发现表明，Aβ毒性构象体产生的溶酶体ROS通过LMP导致细胞死亡，并表明这些事件是AD预防的潜在靶标。关键词：β淀粉样蛋白（Aβ），细胞死亡，溶酶体，溶酶体膜通透性，活性氧（ROS）。