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Enregistrement W4388692255 · doi:10.1101/2023.11.11.566270

Therapeutic targeting of immunometabolism in Alzheimer’s disease reveals a critical reliance on Hexokinase 2 dosage on microglial activation and disease progression

2023· preprint· en· W4388692255 sur OpenAlexfundno aff
Juan F. Codocedo, Claudia Mera-Reina, Peter Bor‐Chian Lin, Shweta S. Puntambekar, Brad T. Casali, Nur Jury, Pablo Martínez, Cristian A. Lasagna‐Reeves, Gary E. Landreth

Notice bibliographique

RevuebioRxiv (Cold Spring Harbor Laboratory) · 2023
Typepreprint
Langueen
DomaineNeuroscience
ThématiqueNeuroinflammation and Neurodegeneration Mechanisms
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesSchool of Medicine, Indiana UniversityNational Institutes of HealthUniversity of Illinois at Urbana-ChampaignPartenariat Canadien Contre Le CancerBrightFocus FoundationEli Lilly and Company
Mots-clésNeuroinflammationInflammasomeMicrogliaInflammationHaploinsufficiencyGlycolysisBiologyMitochondrionMitochondrial biogenesisCognitive declineNeurodegenerationCancer researchImmunologyNeuroscienceMedicineDiseaseCell biologyPhenotypeDementiaInternal medicineEndocrinologyGeneticsMetabolism

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Summary Microgliosis and neuroinflammation are prominent features of Alzheimer’s disease (AD). Disease-responsive microglia meet their increased energy demand by reprogramming metabolism, specifically, switching to favor glycolysis over oxidative phosphorylation. Thus, targeting of microglial immunometabolism might be of therapeutic benefit for treating AD, providing novel and often well understood immune pathways and their newly recognized actions in AD. We report that in the brains of 5xFAD mice and postmortem brains of AD patients, we found a significant increase in the levels of Hexokinase 2 (HK2), an enzyme that supports inflammatory responses by rapidly increasing glycolysis. Moreover, binding of HK2 to mitochondria has been reported to regulate inflammation by preventing mitochondrial dysfunction and NLRP3 inflammasome activation, suggesting that its inflammatory role extends beyond its glycolytic activity. Here we report, that HK2 antagonism selectively affects microglial phenotypes and disease progression in a gene-dose dependent manner. Paradoxically, complete loss of HK2 fails to improve AD progression by exacerbating inflammasome activity while its haploinsufficiency results in reduced pathology and improved cognition in the 5XFAD mice. We propose that the partial antagonism of HK2, is effective in slowed disease progression and inflammation through a non-metabolic mechanism associated with the modulation of NFKβ signaling, through its cytosolic target IKBα. The complete loss of HK2 affects additional inflammatory mechanisms associated to mitochondrial dysfunction. Highlights Hexokinase 2, the first and rate-limiting enzyme of glycolysis, is specifically upregulated in plaque-associated microglia of AD mice models and in the postmortem cortex of human AD patients. Microglia haploinsufficient in HK2 exhibit reduced amyloid burden and inflammation as well as improved cognition in a mouse model of AD. Paradoxically, the complete loss of HK2 results in opposite effects, by exacerbating inflammation. Lonidamine, an anticancer drug that inhibits HK2, mimics the salutary effects of HK2 haploinsufficiency in the 5xFAD mice, but only in males during the early stages of disease. HK2 deletion induced mitochondrial dysfunction associated to increased expression of inflammasome elements and IL-1β. HK2 partial antagonism exerts beneficial effects independent of its energetic or mitochondrial role, likely through cytosolic stabilization of IκBα and inhibition of the NF-κB pathway, leading to reduced proinflammatory gene expression.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: Expérimental (laboratoire)
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,002
Score d'incertitude au seuil0,006

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0020,000

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.

Tête enseignante Opus0,045
Tête enseignante GPT0,292
Écart entre enseignants0,247 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations5
Publié2023
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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