Abstract Alzheimer’s disease (AD) is characterized by synaptic loss and neuronal network dysfunction. These network deficits are mediated by early alterations in neuronal firing rates that coincide with amyloid plaque accumulation. Mounting evidence supports that inhibitory networks are impaired in AD, but the mechanisms driving these inhibitory deficits are poorly understood. Here we use in vivo multiphoton calcium imaging to determine the relationship between amyloid accumulation and the spontaneous activity of excitatory neurons and inhibitory interneurons in an APP/PS1 mouse model of Alzheimer’s disease. We show that somatostatin-expressing (SOM) interneurons are hyperactive, while parvalbumin-expressing interneurons are hypoactive in APP/PS1 mice. Only SOM interneuron hyperactivity correlated with proximity to amyloid plaque. These inhibitory deficits were accompanied by decreased excitatory neurons activity and decreased pairwise activity correlations in APP/PS1 mice. Our study identifies cell-specific interneuronal firing deficits driven by amyloid pathology in APP/PS1 mice and provides new insights for targeting inhibitory circuits in Alzheimer’s disease.

Highlights•Short (s)TDP43 isoforms are created as a by-product of TDP43 autoregulation•sTDP43 is strictly regulated by NMD, the proteasome, and autophagy•sTDP43 is a potent inhibitor of TDP43 splicing activitySummaryThe nuclear RNA-binding protein TDP43 is integrally involved in the pathogenesis of amyotrophic lateral sclerosis (ALS) and frontotemporal lobar degeneration (FTLD). Previous studies uncovered N-terminal TDP43 isoforms that are predominantly cytosolic in localization, prone to aggregation, and enriched in susceptible spinal motor neurons. In healthy cells, however, these shortened (s)TDP43 isoforms are difficult to detect in comparison to full-length (fl)TDP43, raising questions regarding their origin and selective regulation. Here, we show that sTDP43 is created as a by-product of TDP43 autoregulation and cleared by nonsense-mediated RNA decay (NMD). sTDP43-encoding transcripts that escape NMD are rapidly degraded post-translationally via the proteasome and macroautophagy. Circumventing these regulatory mechanisms by overexpressing sTDP43 results in neurodegeneration via N-terminal oligomerization and impairment of flTDP43 splicing activity, in addition to RNA-binding-dependent gain-of-function toxicity. Collectively, these studies highlight endogenous mechanisms that tightly regulate sTDP43 expression and underscore the consequences of aberrant sTDP43 accumulation in disease.Graphical abstract