ER-phagie, sécrétion de RTN3 dépendante de VAMP7 et croissance des neurites

Auteurs

José Wojnacki, Sébastien Nola, Philippe Bun, Béatrice Cholley, Francesca Filippini, Mary T. Pressé, Joanna Lipecka, Sin Man Lam, Julie N’guyen, Axelle Simon, Amine Ouslimani, Guanghou Shui, Claudio Marcelo Fader, Maria Isabel Colombo, Ida Chiara Guerrera and Thierry Galli. Contacts: Thierry Galli thierry.galli@inserm.fr

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Année de publication

2020

Journal

Cell Reports

Résumé de l'article

Dans cet article nous montrons que la croissance axonale est affectée par une déprivation en nutriments et des drogues qui activent (Rapamycine, Resvératrol, Torine-1) ou inhibent (Spautin-1) l’autophagie. La déprivation, obtenue en diluant les acides aminés, les vitamines et le supplément N2 du milieu de culture neuronal, stimule la croissance axonale. Les activateurs d’autophagie stimulent la croissance axonale, sans affecter la polarisation axonale. Paradoxalement, Spautin-1 stimule également la croissance axonale mais d’une manière radicalement différente puisqu’elle inhibe également la polarisation axonale avec des neurones traités présentant plusieurs axones au lieu d’un seul. Mettant à profit les cellules PC12, un modèle de cellules de type neuronal qui peuvent être facilement manipulées génétiquement, nous avons caractérisé les cellules invalidées pour VAMP7 et ATG5. VAMP7, un SNARE vésiculaire des endosomes tardifs sécrétoire, a en effet été précédemment montré pour médier la croissance des neurites évoqués par le NGF dans les cellules PC12. VAMP7 avait aussi été impliqué dans l’autophagie, en particulier chez la mouche où VAMP8 n’est pas présent. ATG5 est une composante précoce essentielle de la macroautophagie. Les cellules VAMP7 KO montrent une diminution tandis que les cellules ATG5 KO montrent une croissance accrue des neurites. La rapamycine n’augmente que la croissance du neurite le plus long et cet effet n’est pas observé dans les cellules VAMP7 KO. L’analyse par lipidomique et protéomique du contenu cellulaire et du sécrétome, la validation des cibles par western blot et l’exploration de l’effet de l’expression cellulaire d’un anticorps synthétique anti-VAMP7 et du domaine amino-terminal Longin de VAMP7 nous conduisent alors au concept que des éléments du reticulum endoplasmique destinés à être dégradés par reticulophagie sont également libérés dans des vésicules extracellulaires. Cette voie de sécrétion, que nous appelons ‘secretory ER-phagy’ (SERP), permet la libération de molécules liées à la réticulophagie telles que réticulons 1, 3 et 4, atlastines 1 et 3, Calcoco 1 et LC3-II. La SERP est augmentée lorsque la réticulophagie dégradative est bloquée, par exemple en éliminant ATG5 ou en altérant le pH lysosomal par l’inhibiteur de la V-ATPase, filomycineA1. La SERP est fortement inhibée en éliminant VAMP7. L’expression d’un anticorps synthétique VAMP7 empêche la croissance axonale induite par la déprivation et l’expression du domaine Longin affecte fortement la localisation subcellulaire du réticulon 3 sous Rapamycine. En conclusion, nous proposons que SERP dépendante de VAMP7 est un mécanisme crucial dans la croissance des neurites.

Image d'illustration

Role of VAMP7-Dependent Secretion of Reticulon 3 in Neurite Growth