N-ethylmaleimide-sensitive factor interacts with the serotonin transporter and modulates its trafficking: implications for pathophysiology in autism

Traduction: G.M.

Mol Autism. 2014 May 10;5:33. doi: 10.1186/2040-2392-5-33. eCollection 2014.

Le facteur sensible N -éthylmaléimide  interagit avec le transporteur de la sérotonine et module son trafic : implications pour la physiopathologie de l'autisme

Iwata K¹, Matsuzaki H², Tachibana T³, Ohno K⁴, Yoshimura S³, Takamura H⁵, Yamada K⁵, Matsuzaki S⁶, Nakamura K⁷, Tsuchiya KJ⁸, Matsumoto K⁸, Tsujii M⁹, Sugiyama T¹⁰, Katayama T⁶, Mori N¹¹.

• ¹Research Center for Child Mental Development, University of Fukui, Fukui, Japan ; Department of Development of Functional Brain Activities, United Graduate School of Child Development, Osaka University, Kanazawa University, Hamamatsu University School of Medicine, Chiba University and University of Fukui, Fukui, Japan.
• ²Research Center for Child Mental Development, University of Fukui, Fukui, Japan ; Department of Development of Functional Brain Activities, United Graduate School of Child Development, Osaka University, Kanazawa University, Hamamatsu University School of Medicine, Chiba University and University of Fukui, Fukui, Japan ; Research Center for Child Mental Development, Hamamatsu University School of Medicine, Hamamatsu, Japan.
• ³Department of Bioengineering, Graduate School of Engineering, Osaka City University, Osaka, Japan.
• ⁴Department of Anatomy, Hamamatsu University School of Medicine, Hamamatsu, Japan.
• ⁵Department of Molecular Brain Science, United Graduate School of Child Development, Osaka University, Kanazawa University, Hamamatsu University School of Medicine, Chiba University and University of Fukui, Suita, Osaka, Japan ; Molecular Research Center for Children's Mental Development, United Graduate School of Child Development, Osaka University, Suita, Osaka, Japan.
• ⁶Department of Molecular Brain Science, United Graduate School of Child Development, Osaka University, Kanazawa University, Hamamatsu University School of Medicine, Chiba University and University of Fukui, Suita, Osaka, Japan.
• ⁷Department of Psychiatry, Hamamatsu University School of Medicine, Hamamatsu, Japan.
• ⁸Research Center for Child Mental Development, Hamamatsu University School of Medicine, Hamamatsu, Japan.
• ⁹Research Center for Child Mental Development, Hamamatsu University School of Medicine, Hamamatsu, Japan ; Faculty of Contemporary Sociology, Chukyo University, Toyota, Japan.
• ¹⁰Department of Child and Adolescent Psychiatry, Hamamatsu University School of Medicine, Hamamatsu, Japan.
• ¹¹Research Center for Child Mental Development, Hamamatsu University School of Medicine, Hamamatsu, Japan ; Department of Psychiatry, Hamamatsu University School of Medicine, Hamamatsu, Japan.

 CONTEXTE

Des variations dans la fonction du transporteur de sérotonine ( SERT ) ont été impliquées dans l'autisme . La fonction SERT est influencée par le nombre de molécules de transport présentes à la surface de la cellule , qui est régulé par divers mécanismes cellulaires, y compris les interactions avec d'autres protéines. Ainsi , nous avons cherché de nouvelles protéines de liaison SERT et cherché à savoir si l'expression d'une telle protéine a été affectée chez les sujets avec autisme .

MÉTHODES

De nouvelles protéines de liaison SERT ont été examinées par un système déroulant (pull-down) . Les altérations de la fonction SERT et de l'expression de la membrane sur le knockdown (Le knockdown de gène se rapporte à une technique expérimentale grâce à laquelle l'expression d'un ou plusieurs des gènes d'une organisation est réduite) de la nouvelle protéine de liaison SERT ont été étudiés dans des cellules HEK293-hSERT . L'interaction endogène de SERT avec la protéine a été évaluée dans des cerveaux de souris .Les altérations de l'expression des ARNm de SERT ( SLC6A4 ) et de la protéine de liaison SERT dans les cerveaux post- mortem et les lymphocytes de patients avec autisme ont été comparés à des contrôles non cliniques.

RÉSULTATS

Le facteur sensible N -éthylmaléimide ( NSF ) a été identifié comme une nouvelle protéine SERT de liaison.
NSF a été co-localisée avec le SERT dans la membrane plasmique , et le knockdown NSF conduit à une diminution de l'expression de SERT au niveau des membranes cellulaires et à la diminution de la fonction d'absorption SERT . 
NSF a été co-localisé de façon endogène avec SERT et interagit avec le SERT . Tandis que l'expression de SLC6A4 n'a pas changé de manière significative , l'expression de NSF a tendance à être réduite dans le cerveau post- mortem , et a été significativement réduite dans les lymphocytes de sujets autistes , qui sont corrélés avec la sévérité des symptômes cliniques .

CONCLUSIONS

Ces données montrent clairement que NSF interagit avec le SERT dans des conditions physiologiques et est nécessaire pour le trafic membranaire de SERT et pour la fonction d'absorption . Un rôle possible pour la NSF dans la physiopathologie de l'autisme grâce à la modulation de trafic de SERT , est suggéré .

 PMID: 24834316

Abstract

BACKGROUND:

Changes in serotonin transporter (SERT) function have been implicated in autism. SERT function is influenced by the number of transporter molecules present at the cell surface, which is regulated by various cellular mechanisms including interactions with other proteins. Thus, we searched for novel SERT-binding proteins and investigated whether the expression of one such protein was affected in subjects with autism.

METHODS:

Novel SERT-binding proteins were examined by a pull-down system. Alterations of SERT function and membrane expression upon knockdown of the novel SERT-binding protein were studied in HEK293-hSERT cells. Endogenous interaction of SERT with the protein was evaluated in mouse brains. Alterations in the mRNA expression of SERT (SLC6A4) and the SERT-binding protein in the post-mortem brains and the lymphocytes of autism patients were compared to nonclinical controls.

RESULTS:

N-ethylmaleimide-sensitive factor (NSF) was identified as a novel SERT-binding protein. NSF was co-localized with SERT at the plasma membrane, and NSF knockdown resulted in decreased SERT expression at the cell membranes and decreased SERT uptake function. NSF was endogenously co-localized with SERT and interacted with SERT. While SLC6A4 expression was not significantly changed, NSF expression tended to be reduced in post-mortem brains, and was significantly reduced in lymphocytes of autistic subjects, which correlated with the severity of the clinical symptoms.

CONCLUSIONS:

These data clearly show that NSF interacts with SERT under physiological conditions and is required for SERT membrane trafficking and uptake function. A possible role for NSF in the pathophysiology of autism through modulation of SERT trafficking, is suggested.