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Traffic-related air pollutants (TRAP-PM) promote neuronal amyloidogenesis through oxidative damage to lipid rafts.
Free Radical Biology and Medicine ( IF 7.1 ) Pub Date : 2019-12-26 , DOI: 10.1016/j.freeradbiomed.2019.12.023 Mafalda Cacciottolo 1 , Todd E Morgan 1 , Arian A Saffari 2 , Farimah Shirmohammadi 2 , Henry Jay Forman 1 , Costantinos Sioutas 2 , Caleb E Finch 3
Free Radical Biology and Medicine ( IF 7.1 ) Pub Date : 2019-12-26 , DOI: 10.1016/j.freeradbiomed.2019.12.023 Mafalda Cacciottolo 1 , Todd E Morgan 1 , Arian A Saffari 2 , Farimah Shirmohammadi 2 , Henry Jay Forman 1 , Costantinos Sioutas 2 , Caleb E Finch 3
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Traffic-related air pollution particulate matter (TRAP-PM) is associated with increased risk of Alzheimer Disease (AD). Rodent models respond to nano-sized TRAP-PM (nPM) with increased production of amyloid Aβ peptides, concurrently with oxidative damage. Because pro-Aβ processing of the amyloid precursor protein (APP) occurs on subcellular lipid rafts, we hypothesized that oxidative stress from nPM exposure would alter lipid rafts to favor Aβ production. This hypothesis was tested with J20 mice and N2a cells transgenic for hAPPswe (familial AD). Exposure of J20-APPswe mice to nPM for 150 h caused increased lipid oxidation (4-HNE) and increased the pro-amyloidogenic processing of APP in lipid raft fractions in cerebral cortex; the absence of these changes in cerebellum parallels the AD brain region selectivity for Aβ deposits. In vitro, nPM induced similar oxidative responses in N2a-APPswe cells, with dose-dependent production of NO, oxidative damage (4-HNE, 3NT), and lipid raft alterations of APP with increased Aβ peptides. The antioxidant N-acetyl-cysteine (NAC) attenuated nPM-induced oxidative damage and lipid raft alterations of APP processing. These findings identify neuronal lipid rafts as novel targets of oxidative damage in the pro-amyloidogenic effects of air pollution.
中文翻译：
交通相关空气污染物（TRAP-PM）通过对脂筏的氧化损伤促进神经元淀粉样蛋白生成。
与交通相关的空气污染颗粒物 (TRAP-PM) 与阿尔茨海默病 (AD) 的风险增加有关。啮齿动物模型对纳米级 TRAP-PM (nPM) 的反应会增加淀粉样 Aβ 肽的产生，同时还会造成氧化损伤。由于淀粉样前体蛋白 (APP) 的促 Aβ 加工发生在亚细胞脂筏上，因此我们假设 nPM 暴露引起的氧化应激会改变脂筏以有利于 Aβ 的产生。这一假设用 hAPPswe（家族性 AD）转基因 J20 小鼠和 N2a 细胞进行了测试。 J20-APPswe 小鼠暴露于 nPM 150 小时，导致脂质氧化 (4-HNE) 增加，并增加大脑皮层脂筏部分中 APP 的促淀粉样蛋白形成过程；小脑中没有这些变化与 AD 大脑区域对 Aβ 沉积物的选择性相似。在体外，nPM 在 N2a-APPswe 细胞中诱导类似的氧化反应，NO 的产生、氧化损伤（4-HNE、3NT）呈剂量依赖性，并且随着 Aβ 肽的增加，APP 的脂筏发生改变。抗氧化剂 N-乙酰半胱氨酸 (NAC) 可减轻 nPM 诱导的氧化损伤和 APP 加工的脂筏改变。这些发现将神经元脂筏确定为空气污染促淀粉样蛋白生成作用中氧化损伤的新目标。
更新日期：2019-12-27
中文翻译：
交通相关空气污染物（TRAP-PM）通过对脂筏的氧化损伤促进神经元淀粉样蛋白生成。
与交通相关的空气污染颗粒物 (TRAP-PM) 与阿尔茨海默病 (AD) 的风险增加有关。啮齿动物模型对纳米级 TRAP-PM (nPM) 的反应会增加淀粉样 Aβ 肽的产生，同时还会造成氧化损伤。由于淀粉样前体蛋白 (APP) 的促 Aβ 加工发生在亚细胞脂筏上，因此我们假设 nPM 暴露引起的氧化应激会改变脂筏以有利于 Aβ 的产生。这一假设用 hAPPswe（家族性 AD）转基因 J20 小鼠和 N2a 细胞进行了测试。 J20-APPswe 小鼠暴露于 nPM 150 小时，导致脂质氧化 (4-HNE) 增加，并增加大脑皮层脂筏部分中 APP 的促淀粉样蛋白形成过程；小脑中没有这些变化与 AD 大脑区域对 Aβ 沉积物的选择性相似。在体外，nPM 在 N2a-APPswe 细胞中诱导类似的氧化反应，NO 的产生、氧化损伤（4-HNE、3NT）呈剂量依赖性，并且随着 Aβ 肽的增加，APP 的脂筏发生改变。抗氧化剂 N-乙酰半胱氨酸 (NAC) 可减轻 nPM 诱导的氧化损伤和 APP 加工的脂筏改变。这些发现将神经元脂筏确定为空气污染促淀粉样蛋白生成作用中氧化损伤的新目标。
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