Dans une étude récente publiée dans Vieillissement naturel, les chercheurs caractérisent les effets de l’apolipoprotéine neuronale E4 (APOE4) sur la pathologie associée à la maladie d’Alzheimer (MA) chez des souris tauopathes exprimant APOE4.
Étude: L’élimination neuronale de l’APOE4 protège contre la gliose médiée par tau, la neurodégénérescence et les déficits de myéline. Crédit d’image : Marko Aliaksandr / Shutterstock.com
Sommaire
Qu’est-ce que l’APOE4 ?
APOE4 est un facteur génétique puissant qui augmente le risque de MA tardive. Le stress et les lésions tissulaires induisent l’expression de l’APOE dans les neurones. Des études antérieures ont rapporté que l’APOE4 neuronale est essentielle aux processus associés à la MA, tels que la perte de neurones inhibiteurs et de mémoire, ainsi que la phosphorylation des protéines tau.
Cependant, les données sur le rôle de l’APOE4 neuronale dans la physiopathologie à grande échelle de la maladie d’Alzheimer sont limitées. L’élucidation de la contribution précise de l’APOE4 neuronale dans la pathogenèse de la MA pourrait améliorer la compréhension des voies spécifiques à l’origine cellulaire entraînant les effets de l’APOE4 et probablement identifier de nouvelles cibles pour le développement de thérapies anti-APOE4.
À propos de l’étude
Dans la présente étude, les chercheurs évaluent les effets de l’élimination neuronale sélective de l’APOE4 sur les mécanismes physiopathologiques de la MA, notamment la gliose, la neurodégénérescence, la pathologie associée à tau, le dysfonctionnement neurologique et un déficit de myéline.
Des souris APOE4-KI (fE) floxées ont été croisées avec des souris PS19 qui ont été utilisées comme modèles murins de tauopathie, tandis que le promoteur hybride PS19-fE/neurone-specific synapsin-1 (Syn1-Cre) ou des souris PS19-fE ont été utilisés pour la analyse.
Pour quantifier l’expression de l’APOE4 humaine chez la souris, des lysats d’hippocampe murin ont été analysés à l’aide d’un dosage immuno-enzymatique (ELISA). En outre, un séquençage d’acide ribonucléique à noyau unique g (snRNA-seq) a été effectué.
Des souris âgées de dix mois ont été immunocolorées avec l’anticorps AT8 spécifique de p-tau pour déterminer si l’élimination neuronale de l’APOE affecte la pathologie tau. Les enchevêtrements neurofibrillaires ont été évalués par coloration à la thioflavine S (Thio-S) et une analyse Western blot a été effectuée pour déterminer l’expression de AT8 + p-tau dans l’hippocampe murin après extraction séquentielle de protéines tau hautement solubles et moins solubles.
Une protéine tau mutante P301S humaine codant pour le virus adéno-associé-2 (AAV2) (AAV2-tau-P301S) a été injectée dans les tissus de l’hippocampe d’animaux murins fE âgés de 10 mois, et la protéine tau s’est propagée de l’injecté à l’injecté. côté a été analysé.
Les neurones contenant Soma-positif-tau du côté non injecté ont été quantifiés pour évaluer la propagation neuronale de tau, tandis que les neurones du côté injecté ont été immunocolorés avec l’anticorps tau HT7 humain. Les volumes du ventricule postérolatéral et de l’hippocampe ont été analysés et la perte neuronale dans diverses régions de l’hippocampe a été quantifiée.
Les cellules ont été immunocolorées pour la protéine nucléaire neuronale (NeuN) et la caspase-3 clivée pour identifier les neurones hippocampiques post-mitotiques subissant l’apoptose. De plus, des analyses d’immunomarquage pour la protéine basique de la myéline (MBP), les cellules progénitrices des oligodendrocytes (OPC) et l’anti-Olig2 ont été effectuées.
L’excitabilité du réseau neuronal dans le site hippocampique cornu ammonis-1 (CA-1) des souris PS19-fE4 et PS19-fE3 a été mesurée. L’astrogliose et la microgliose murines ont été évaluées, et l’expression différentielle des gènes et des analyses différentielles des voies ont été effectuées.
Résultats de l’étude
L’élimination sélective de l’APOE4 des neurones a entraîné des réductions significatives de la pathologie tau, de la gliose, de la neurodégénérescence, de l’hyperexcitabilité neuronale et des déficits en myéline. L’élimination de l’APOE4 neuronale a considérablement réduit les sous-populations de neurones, d’oligodendrocytes, d’astrocytes et de microglies associées à la maladie neurodégénérative, dont l’accumulation était corrélée à la gravité de la pathologie tau, de la neurodégénérescence et des déficits de myéline.
Les animaux murins PS19-fE4/Syn1-Cre ont présenté une diminution de 20 % de l’expression d’APOE4 par rapport aux animaux murins PS19-fE4, indiquant ainsi que l’APOE4 neuronale comprend 20 à 30 % de l’expression totale d’APOE4 dans les tissus corticaux et hippocampiques.
De même, les animaux murins PS19-fE3/Syn1-Cre ont démontré une diminution de 25 % de l’expression d’APOE4 par rapport aux homologues PS19-fE3. Les animaux PS19-fE4/Syn1-Cre ont présenté une réduction de 81 % de la tauopathie par rapport au modèle PS19-fE4.
L’élimination de l’APOE4 neuronale a entraîné des réductions significatives du nombre de cellules comprenant l’enchevêtrement neurofibrillaire (NFT) dans les tissus hippocampiques des animaux murins PS19-fE4 par rapport à leurs homologues S19-fE3. Les animaux murins PS19-fE3 et PS19-fE4/Syn1-Cre présentaient des niveaux significativement réduits de la protéine p-tau moins soluble.
Ces résultats indiquent que l’APOE4 neuronale affecte probablement l’expression de tau en favorisant l’agrégation, la propagation et la phosphorylation de tau et que l’APOE4 neuronale est fortement à l’origine des pathologies associées à tau.
L’immunomarquage avec une protéine fluorescente anti-verte (GFP) a montré la localisation de la GFP sur les neurones hippocampiques du côté injecté. L’APOE4 neuronale a conduit la pathologie tau en stimulant la propagation de tau et/ou p-tau entre les régions interconnectées du cerveau.
L’APOE4 dans les neurones a favorisé l’apoptose des neurones postmitotiques et entraîné un dysfonctionnement neuronal dans le contexte de la tauopathie. À l’inverse, l’élimination de l’APOE4 des neurones protégeait contre la neurodégénérescence médiée par tau et atténuait la perte de volumes et de neurones de l’hippocampe.
L’APOE4 neuronale joue un rôle clé dans l’épuisement des oligodendrocytes et des OPC de l’hippocampe et dans l’apparition de déficits en myéline. L’élimination de l’APOE4 neuronal a diminué l’expression du gène marqueur neuronal associé à la maladie (nE4-DA) promu par l’APOE4, tandis que les sous-populations d’oligodendrocytes, de neurones, de dendrites, de microglies et d’astrocytes associées à la maladie ont favorisé l’APOE4.
En revanche, les amas neuronaux, les oligodendrocytes, les astrocytes et la microglie protecteurs de la maladie ont été enrichis. L’étendue de la microgliose et de l’astrogliose a été réduite par l’élimination de l’APOE4 des neurones.
conclusion
Dans l’ensemble, les résultats de l’étude ont montré que l’APOE4 neuronale favorise le développement des pathologies de la MA. Ainsi, l’élimination de l’APOE4 des neurones pourrait atténuer les altérations neurodégénératives progressives se produisant dans le modèle de pathologie tau induite par l’APOE4 au niveau cellulaire et tissulaire.
