Étude de la régulation de la b-sécrétase BACE1 et du complexe g-sécrétase dépendant des présénilines dans la maladie d'Alzheimer (rôle du peptide amyloïde et de la voie NFkB)

La présence de plaques séniles au niveau cérébral constitue l'une des marques histopathologiques caractéristiques de la maladie d'Alzheimer. Elles sont constituées du peptide amyloïde Ab, issu du clivage séquentiel d'une protéine transmembranaire, la bAPP par deux enzymes, la b- et la g-sécrétase. En conditions pathologiques, le peptide Ab neurotoxique de 42 acides aminés (Ab42), plus long et plus hydrophobe que celui de 40 acides animés (Ab40), augmente, conduisant ainsi à la formation des plaques séniles et à une dégénérescence neuronale. Plusieurs stratégies thérapeutiques s'intéressent donc aux enzymes impliquées dans la production de ce peptide. Lors de ma thèse, je me suis intéressée plus particulièrement à la régulation transcriptionnelle de la b-sécrétase BACE1 par deux acteurs de la maladie : le peptide amyloïde et le facteur de transcription NFkB. En effet, la voie NFkB est activée dans l'inflammation cérébrale autour des plaques séniles par le peptide amyloïde et plusieurs gènes impliqués dans la maladie d'Alzheimer dont BACE1 présentent des sites consensus pour NFkB. J'ai pu démontrer qu'à des concentrations supra-physiologiques du peptide Ab42 mais pas le Ab40, augmentait l'activité transcriptionnelle de BACE1 et que ce processus était bloqué par un inhibiteur pharmacologique de la voie NFkB. La régulation de la y-sécrétase, un complexe multiprotéique composé des protéines Aph1, Pen2, des présénilines et de la nicastrine, par Ab et NFkB, a aussi été examinée. L'effet de la suppression d'Ab et de la modulation de la voie NFkB a été évalué sur l'expression de ces protéines ainsi que la transactivation de leur promoteur. Une régulation de l'activité transcriptionnelle et de l'expression de BACES1 dépendante de la y-sécrétase a été observée dans les cellules invalidées pour les présénilines. L'hypothèse que d'autres substrats de la y-sécrétase dont le clivage produit un fragment intracellulaire ayant la propriété de moduler la transcription, pouvaient être impliqué dans la régulation de l'activité transcriptionnelle de BACES1 a donc été examinée. Les résultats présentés dans ce manuscrit montrent que les fragments ECTF2, NCTF2 et NICD issus respectivement de l'E-Cadhérine, la N-Cadhérine et Noch semblent être de nouveaux modulateurs de l'activité transcriptionnelle de BCES1. Ces résultats impliquent que la y-sécrétase module la transactivation du promoteur de BACE1 via la coupure de divers substrats. Ce dialogue fonctionnel entre les deux sécrétases pourrait expliquer l'emballement moléculaire conduisant à la dégénérescence observée aux stades tardifs de la maladie.NICE-BU Sciences (060882101) / SudocSudocFranceF

De novo and long-term l-Dopa induce both common and distinct striatal gene profiles in the hemiparkinsonian rat.

International audienceWe compared for the first time the effects of de novo versus long-term l-Dopa treatment inducing abnormal involuntary movement on striatal gene profiles and related bio-associations in the 6-hydroxydopamine rat model of Parkinson's disease. We examined the pattern of striatal messenger RNA expression over 4854 genes in hemiparkinsonian rats treated acutely or chronically with l-Dopa, and subsequently verified some of the gene alterations by in situ hybridization or real-time quantitative PCR. We found that de novo and long-term l-Dopa share common gene regulation features involving phosphorylation, signal transduction, secretion, transcription, translation, homeostasis, exocytosis and synaptic transmission processes. We also found that the transcriptomic response is enhanced by long-term l-Dopa and that specific biological alterations are underlying abnormal motor behavior. Processes such as growth, synaptogenesis, neurogenesis and cell proliferation may be particularly relevant to the long-term action of l-Dopa

Dual Leucine Zipper Kinase Is Constitutively Active in the Adult Mouse Brain and Has Both Stress-Induced and Homeostatic Functions

Dual leucine zipper kinase (DLK, Map3k12) is an axonal protein that governs the balance between degeneration and regeneration through its downstream effectors c-jun N-terminal kinase (JNK) and phosphorylated c-jun (p-c-Jun). In peripheral nerves DLK is generally inactive until induced by injury, after which it transmits signals to the nucleus via retrograde transport. Here we report that in contrast to this mode of regulation, in the uninjured adult mouse cerebellum, DLK constitutively drives nuclear p-c-Jun in cerebellar granule neurons, whereas in the forebrain, DLK is similarly expressed and active, but nuclear p-c-Jun is undetectable. When neurodegeneration results from mutant human tau in the rTg4510 mouse model, p-c-Jun then accumulates in neuronal nuclei in a DLK-dependent manner, and the extent of p-c-Jun correlates with markers of synaptic loss and gliosis. This regional difference in DLK-dependent nuclear p-c-Jun accumulation could relate to differing levels of JNK scaffolding proteins, as the cerebellum preferentially expresses JNK-interacting protein-1 (JIP-1), whereas the forebrain contains more JIP-3 and plenty of SH3 (POSH). To characterize the functional differences between constitutive- versus injury-induced DLK signaling, RNA sequencing was performed after DLK inhibition in the cerebellum and in the non-transgenic and rTg4510 forebrain. In all contexts, DLK inhibition reduced a core set of transcripts that are associated with the JNK pathway. Non-transgenic forebrain showed almost no other transcriptional changes in response to DLK inhibition, whereas the rTg4510 forebrain and the cerebellum exhibited distinct differentially expressed gene signatures. In the cerebellum, but not the rTg4510 forebrain, pathway analysis indicated that DLK regulates insulin growth factor-1 (IGF1) signaling through the transcriptional induction of IGF1 binding protein-5 (IGFBP5), which was confirmed and found to be functionally relevant by measuring signaling through the IGF1 receptor. Together these data illuminate the complex multi-functional nature of DLK signaling in the central nervous system (CNS) and demonstrate its role in homeostasis as well as tau-mediated neurodegeneration