PS1/ガンマセクレターゼは、アルツハイマー病におけるグルタミン酸輸送体EAAT2/GLT-1の不正なシャペロンとして作用します

アミロイド-β（Aβ）ペプチドの生成に関与するγ-セクレターゼの触媒サブユニットであるプレセニリン1（PS1）とGLT-1の触媒サブユニットとの間の最近発見された相互作用と、脳内の主要なグルタミン酸輸送体（ヒトのEAAT2）はそうかもしれません。アルツハイマー病（AD）の2つの重要な病理学的側面の間の機械的リンクを提供します：異常なAβカクランスとニューロンネットワーク多動性。現在の研究では、FRETベースのアプローチである蛍光寿命イメージング顕微鏡（FLIM）を採用して、散発性AD（SAD）患者の脳組織におけるネイティブ環境におけるPS1/GLT-1の相互作用を特徴付けました。前頭側頭葉変性（FTLD）、または認知度のない年齢患者の患者の組織と比較して、悲しい脳におけるPS1とGLT-1の間の相互作用が有意に少なかった。PS1は、FTLDではなく、SADで病原性の「閉じた」立体構造を採用することが示されているため、相互作用に対するPS1立体構造の変化の影響を評価しました。家族性AD（FAD）PS1変異は、「弛緩した」立体構造を誘導し、それぞれ相互作用を減少させて増加させる、悲しい脳およびガンマセクレターゼモジュレーター（GSM）と同様の「閉じた」PS1立体構造を誘導します。これは、PS1立体構造がGLT-1との相互作用に直接的な影響を及ぼしているように見えることを示しています。さらに、ビオチニル化/ストレプトアビジンプルダウン、ウエスタンブロッティング、シクロヘキシミドチェイスアッセイを使用して、PS1の存在がGLT-1細胞表面発現とGLT-1ホモマルチマー形成を増加させたが、GLT-1タンパク質の安定性に影響しなかったと判断しました。一緒に、現在の発見は、新しく説明されたPS1/GLT-1相互作用がPS1をシャペロン活性に与え、GLT-1輸送を細胞表面に調節し、タンパク質の二量体系系状態を安定化することを示唆しています。減少したPS1/GLT-1の相互作用は、相互作用のこれらの機能がADで適切に機能しない可能性があることを示唆しています。

The recently discovered interaction between presenilin 1 (PS1), a catalytic subunit of γ-secretase responsible for the generation of amyloid-β(Aβ) peptides, and GLT-1, the major glutamate transporter in the brain (EAAT2 in the human) may provide a mechanistic link between two important pathological aspects of Alzheimer's disease (AD): abnormal Aβoccurrence and neuronal network hyperactivity. In the current study, we employed a FRET-based approach, fluorescence lifetime imaging microscopy (FLIM), to characterize the PS1/GLT-1 interaction in its native environment in the brain tissue of sporadic AD (sAD) patients. There was significantly less interaction between PS1 and GLT-1 in sAD brains, compared to tissue from patients with frontotemporal lobar degeneration (FTLD), or non-demented age-matched controls. Since PS1 has been shown to adopt pathogenic "closed" conformation in sAD but not in FTLD, we assessed the impact of changes in PS1 conformation on the interaction. Familial AD (fAD) PS1 mutations which induce a "closed" PS1 conformation similar to that in sAD brain and gamma-secretase modulators (GSMs) which induce a "relaxed" conformation, reduced and increased the interaction, respectively. This indicates that PS1 conformation seems to have a direct effect on the interaction with GLT-1. Furthermore, using biotinylation/streptavidin pull-down, western blotting, and cycloheximide chase assays, we determined that the presence of PS1 increased GLT-1 cell surface expression and GLT-1 homomultimer formation, but did not impact GLT-1 protein stability. Together, the current findings suggest that the newly described PS1/GLT-1 interaction endows PS1 with chaperone activity, modulating GLT-1 transport to the cell surface and stabilizing the dimeric-trimeric states of the protein. The diminished PS1/GLT-1 interaction suggests that these functions of the interaction may not work properly in AD.