Enhanced prefrontal nicotinic signaling as evidence of active compensation in Alzheimer’s disease models
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: Cognitive reserve allows for resilience to neuropathology, potentially through active compensation. Here, we examine ex vivo electrophysiological evidence for active compensation in Alzheimer's disease (AD) focusing on the cholinergic innervation of layer 6 in prefrontal cortex. Cholinergic pathways are vulnerable to neuropathology in AD and its preclinical models, and their modulation of deep layer prefrontal cortex is essential for attention and executive function. METHODS: We functionally interrogated cholinergic modulation of prefrontal layer 6 pyramidal neurons in two preclinical models: a compound transgenic AD mouse model that permits optogenetically-triggered release of endogenous acetylcholine and a transgenic AD rat model that closely recapitulates the human trajectory of AD. We then tested the impact of therapeutic interventions to further amplify the compensated responses and preserve the typical kinetic profile of cholinergic signaling. RESULTS: In two AD models, we found potentially compensatory upregulation of functional cholinergic responses above non-transgenic controls after onset of pathology. To identify the locus of this enhanced cholinergic signal, we dissected key pre- and post-synaptic components with pharmacological strategies. We identified a significant and selective increase in post-synaptic nicotinic receptor signalling on prefrontal cortical neurons. To probe the additional impact of therapeutic intervention on the adapted circuit, we tested cholinergic and nicotinic-selective pro-cognitive treatments. Inhibition of acetylcholinesterase further enhanced endogenous cholinergic responses but greatly distorted their kinetics. Positive allosteric modulation of nicotinic receptors, by contrast, enhanced endogenous cholinergic responses and retained their rapid kinetics. CONCLUSIONS: We demonstrate that functional nicotinic upregulation occurs within the prefrontal cortex in two AD models. Promisingly, this nicotinic signal can be further enhanced while preserving its rapid kinetic signature. Taken together, our work suggests that compensatory mechanisms are active within the prefrontal cortex that can be harnessed by nicotinic receptor positive allosteric modulation, highlighting a new direction for cognitive treatment in AD neuropathology.
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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 | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
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.
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 ».