ABSTRACT Cholesterol turnover and CYP46A1 regulation are reported to be crucial for memory functions. An increasing body of evidence shows that CYP46A1 activation is able to reduce Alzheimer’s Disease (AD) pathological processes. In this study we report for the first time that CYP46A1 overexpression and increase of 24S-hydroxycholesterol (24OH) induces sex-specific changes in synaptic functions in aged mice, being beneficial in females while detrimental in males. The positive effects on cognition in aged CYP46A1 overexpressing female mice were accompanied by morphological changes in dendritic spines and enhancement of estrogen receptor signaling in hippocampus. In aged males, CYP46A1 overexpression leads to anxiety-like behavior and worsening of spatial memory, followed by decreased dendritic spine density and higher 5α-dihydrotestosterone (DHT) levels in hippocampus. Further, analysis of cerebrospinal fluid (CSF) from AD, mild cognitive impairment and healthy patients revealed that 24OH was negatively associated to markers of neurodegeneration in women but not in men. Based on our results, CYP46A1 activation may represent a pharmacological target that could specifically enhance brain estrogen receptor signaling in women at risk of developing AD. Finally, this study highlights the importance of taking into account the sex-dimension in both preclinical and clinical studies of neurodegenerative diseases like AD.

Late-onset Alzheimers disease (LOAD, onset age > 60 years) is the most prevalent dementia in the elderly, and risk is partially driven by genetics. Many of the loci responsible for this genetic risk were identified by genome-wide association studies (GWAS). To identify additional LOAD risk loci, we performed the largest GWAS to date (89,769 individuals), analyzing both common and rare variants. We confirm 20 previous LOAD risk loci and identify four new genome-wide loci (IQCK, ACE, ADAM10, and ADAMTS1). Pathway analysis of these data implicates the immune system and lipid metabolism, and for the first time tau binding proteins and APP metabolism. These findings show that genetic variants affecting APP and Abeta processing are not only associated with early-onset autosomal dominant AD but also with LOAD. Analysis of AD risk genes and pathways show enrichment for rare variants (P = 1.32 x 10-7) indicating that additional rare variants remain to be identified.