Leveraging amino acid sensors as therapeutic targets for tauopathies and related dementias
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Background Tauopathies including Alzheimer’s disease (AD) comprise of over 27 neurodegenerative diseases. Our group has uncovered a unique interaction between uncoupling of amino acid sensors and tauopathies. L‐Arginine metabolism impacts multiple processes that seemingly show considerable influence upon tau biology. Several protein sensors have been identified that sense arginine within the lysosomal lumen, cytoplasm and signal to the mechanistic target of rapamycin complex 1 (mTORC1). GPRC6a, g‐protein coupled receptor also senses arginine levels but also signals to mTORC1. We posit that GPRC6a remains tonically active through extracellular arginine. GPRC6a signaling increases during tauopathies and thereby promotes hyper‐mTORC1 activation and impairs autophagy flux. Method We performed PCR‐array analysis, biochemical analysis for gene transcripts and protein expression for Alzheimer’s disease brain tissue and aged matched controls. We performed a series of mechanistic studies on GPRC6a and tau biology using siRNA, shRNA, drug pharmacology in cell culture models and (PS19 tau mice) or wild‐type littermates. RNA seq was performed on GPRC6a knockout mice crossed with PS19 mice. Result Our work indicates dysregulation of gene transcripts for arginine sensors, components of mTORC1 signaling in Alzheimer’s disease (AD) brains and mice with tauopathy. AD brains and tau PS19 mice showed increased GPRC6a, CASTOR1 and SLC38A9 signifying dysfunction in arginine sensing. Tau PS19 mice showed increased total and extracellular arginine in the brain, which further increased with neuronal activity. GPRC6a gene repression or novel allosteric antagonists decreased mTORC1 activation and reduced tau burden. Conversely, GPRC6a overexpression increased mTORC1 and tau accumulation. Knockout mice for GPRC6a crossed with PS19 tau transgenic mice reversed tau‐induced mRNA signatures in the brain via RNA seq. Microglia and neurometabolism were most affected in GPRC6a knockout mice signifying a critical role for arginine sensors in microglia during tau deposition. Importantly, novel allosteric antagonists to GPRC6a increased microglia phagocytosis and index. Conclusion Our work identifies a new pathway activated in AD and models of tauopathy yet provides the discovery of a new class of agents that govern microglia function, autophagy and neurometabolism. These data provide new therapeutic strategies for proteinopathies that exploit nutrient sensing dysfunction in AD.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».