Glutamatergic neurotransmission, important for learning and memory, is disrupted in different ways in patients with Alzheimer's disease (AD) and frontotemporal dementia (FTD) tauopathies. We have previously reported that two tau transgenic mouse models, L1 and L66, produce different phenotypes resembling AD and FTD, respectively. The AD-like L1 model expresses the truncated core aggregation domain of the AD paired helical filament (PHF) form of tau (tau296-390) whereas the FTD-like L66 model expresses full-length tau carrying two mutations at P301S/G335D. We have used synaptosomes isolated from these mice to investigate K

ABSTRACT Background The prevalence of Alzheimer’s Disease (AD) is greater in women compared to men, but the reasons for this remain unknown. This sex difference has been widely neglected in experimental studies using transgenic mouse models of AD. Objective Here, we studied behaviour and molecular pathology of 5-month-old 5XFAD mice, which express mutated human amyloid precursor protein and presenilin-1 on a C57BL/6J background, vs. their wild-type littermate controls, to compared both sex- and genotype-dependent differences. Methods A novel behavioural paradigm was utilised (OF-NO-SI), comprising activity measures (Open Field, OF) arena, followed by Novel Object exploration (NO) and Social Interaction (SI) of a sex-matched conspecific. Each segment consisted of two repeated trials to assess between-trial habituation. Subsequently, brain pathology (amyloid load, stress response and inflammation markers, synaptic integrity, trophic support) was assessed using qPCR and Western blotting. Results Female 5XFAD mice had higher levels of human APP and beta-amyloid (Aβ) and heightened inflammation vs males. These markers correlated with hyperactivity observed in both sexes, yet only female 5XFAD mice presented with deficits in object and social exploration. Male animals had higher expression of stress markers and neurotrophic factors irrespective of genotype, this correlated with cognitive performance. Conclusion The impact of sex on AD-relevant phenotypes is in line with human data and emphasises the necessity of appropriate study design and reporting. Differential molecular profiles observed in male vs. female mice offer insights into possible protective mechanisms, and hence treatment strategies.

Abstract One aspect of reproducibility in preclinical research that is frequently overlooked is the physical condition in which physiological, pharmacological or behavioural recordings are conducted. In this study, the physical conditions of mice were altered through the attachments of wireless electrophysiological recording devices (Neural Activity Tracker-1, NAT-1). NAT-1 devices are miniaturised multichannel devices with on-board memory for direct high-resolution recording of brain activity for >48 hrs. Such devices may limit the mobility of animals and affect their behavioural performance due to the added weight (total weight of approximately 3.4 g). Mice were additionally treated with saline (control), N-methyl-D-aspartate (NMDA) receptor antagonist MK801 (0.85 mg/kg), or the muscarinic acetylcholine receptor blocker scopolamine (0.65 mg/kg) to allow exploration of the effect of NAT-1 attachments in pharmacologically treated mice. We found only minimal differences in behavioural outcomes with NAT-1 attachments in standard parameters of locomotor activity widely reported for the open field test between drug-treatments. Hypoactivity was globally observed as a consistent outcome in MK801-treated subjects and hyperactivity in scopolamine groups regardless of NAT-1 attachments. These data collectively confirm the reproducibility for combined behavioural, pharmacological and physiological endpoints even in the presence of lightweight wireless data loggers. The NAT-1 therefore constitutes a pertinent tool for investigating brain activity in e.g. drug discovery, models of neuropsychiatric and/or neurodegenerative diseases with minimal effects on pharmacological and behavioural outcomes.

Abstract Metabolic disorders such as diabetes and obesity are linked to neurodegenerative diseases, with evidence of decreased brain glucose metabolism and insulin resistance in patients with dementia. Given the rising prevalence of age-related diseases, lifestyle adjustments and nutritional interventions are gaining interest. Dietary methionine restriction (MR) is a nutritional intervention that enhances insulin sensitivity and delays ageing-associated metabolic alterations. Since the potential impact of MR on neurodegenerative diseases like dementia is not fully understood, we here examined the metabolic and behavioural phenotypes of a murine tauopathy model (rTg4510), which overexpresses human P301L mutated tau, and assessed the impact of an 8-week dietary MR. The rTg4510 mice and wild type (WT) littermates were assessed at 6 and 12 months of age. While rTg4510 mice displayed progressive behavioural and motor impairments at 6 and 12 months of age, MR led to significant benefits in the aged 12-month-old cohort, improving motor coordination and learning, short-term memory, and social recognition. These effects were accompanied by increased glycolysis in the hippocampus and higher FGF21 levels in the cortex. These benefits occurred in the absence of alterations in glucose metabolism/adiposity in this model. Overall, our results support the positive impact of MR on rTg4510 mice, suggesting this as a potential therapeutic intervention to delay and/or improve the progression in tau-related disease.

The primeval function of the mammalian hippocampus (HPC) remains uncertain. Implicated in learning and memory, spatial navigation, and neuropsychological disorders, evolutionary theory suggests that the HPC evolved from a primeval chemosensory epithelium. Internal sensing deficits in patients with HPC lesions argue that internal sensing may be conserved in higher vertebrates. We studied the expression of 250 endocrine receptors in mouse brain. Key findings are (i) the proportions and levels of endocrine receptor expression in the HPC are significantly higher than in all other comparable brain regions. (ii) Surprisingly, the distribution of endocrine receptor expression within mouse HPC was found to be highly structured: receptors signaling 'challenge' are segregated in dentate gyrus (DG), whereas those signaling 'sufficiency' are principally found in cornu ammonis (CA) regions. Selective expression of endocrine receptors in the HPC argues that internal sensing remains a core feature of hippocampal function. Further, we report that ligands of DG receptors predominantly inhibit both synaptic potentiation and neurogenesis, whereas CA receptor ligands conversely promote both synaptic potentiation and neurogenesis. These findings suggest that the hippocampus acts as an integrator of body status, extending its role in context-dependent memory encoding from 'where' and 'when' to 'how I feel'. Implications for anxiety and depression are discussed.

Abstract Laboratory workflows and preclinical models have become increasingly diverse and complex. Confronted with the dilemma of assessing a multitude of information with ambiguous relevance for their specific experiments, scientists run the risk of overlooking critical factors that can influence the planning, conduct and results of studies and that should have been considered a priori . Negligence of such crucial information may result in sub-optimal study design and study execution, bringing into question the validity of generated outcomes. As a corollary, a lot of resources are wasted on biomedical research that turns out to be irreproducible and not sufficiently robust for further project development. To address this problem, we present ‘PEERS’ ( P latform for the E xchange of E xperimental R esearch S tandards), an open-access online platform that is built to aid scientists in determining which experimental factors and variables are most likely to affect the outcome of a specific test, model or assay and therefore ought to be considered during the design, execution and reporting stages. The PEERS database is categorized into in vivo and in vitro experiments and provides lists of factors derived from scientific literature that have been deemed critical for experimentation. Most importantly, the platform is based on a structured and transparent system for rating the strength of evidence related to each identified factor and its relevance for a specific method/model. In this context, the rating procedure will not solely be limited to the PEERS working group but will also allow for a community-based grading of evidence. To generate a proof-of-concept that the PEERS approach is feasible, we focused on a set of in vitro and in vivo methods from the neuroscience field, which are presented in this article. On the basis of the Open Field paradigm in rodents, we describe the selection of factors specific to each experimental setup and the rating system, but also discuss the identification of additional general items that transcend categories and individual tests. Moreover, we present a working format of the PEERS prototype with its structured information framework for embedding data and critical back end/front end user functionalities. Here, PEERS not only offers users the possibility to search for information to facilitate experimental rigor, but also draws on the engagement of the scientific community to actively expand the information contained within the platform through a standardized approach to data curation and knowledge engineering. As the database grows and benefits become more apparent, we will expand the scope of PEERS to any area of applied biomedical research. Collectively, by helping scientists to search for specific factors relevant to their experiments, and to share experimental knowledge in a standardized manner, PEERS will serve as the ultimate exchange and analysis tool to enhance data validity and robustness as well as the reproducibility of preclinical research. PEERS offers a vetted, independent tool by which to judge the quality of information available on a certain test or model, identifies knowledge gaps and provides guidance on the key methodological considerations that should be prioritized to ensure that preclinical research is conducted to the highest standards and best practice.