Abstract

 Protein-tyrosine kinases (PTKs) play an integral role in T cell activation. Stimulation of the T cell antigen receptor (TCR) results in tyrosine phosphorylation of a number of cellular substrates. One of these is the TCR ζ chain, which can mediate the transduction of extracellular stimuli into cellular effector functions. We have recently identified a 70 kd tyrosine phosphoprotein (ZAP-70) that associates with ζ and undergoes tyrosine phosphorylation following TCR stimulation. Here we report the isolation of a cDNA clone encoding ZAP-70. ZAP-70 represents a novel PTK and is expressed in T and natural killer cells. Moreover, tyrosine phosphorylation and association of ZAP-70 with ζ require the presence of src family PTKs and provide a potential mechanism by which the src family PTKs and ZAP-70 may interact to mediate TCR signal transduction.

The transcription factor NF-AT responds to Ca2+-calcineurin signals by translocating to the nucleus, where it participates in the activation of early immune response genes. Calcineurin dephosphorylates conserved serine residues in the amino terminus of NF-AT, resulting in nuclear import. Purification of the NF-AT kinase revealed that it is composed of a priming kinase activity and glycogen synthase kinase-3 (GSK-3). GSK-3 phosphorylates conserved serines necessary for nuclear export, promotes nuclear exit, and thereby opposes Ca2+-calcineurin signaling. Because GSK-3 responds to signals initiated by Wnt and other ligands, NF-AT family members could be effectors of these pathways.

Three cytoplasmic proteins, called catenins, bind to the cytoplasmic tail of the epithelial cell-cell adhesion molecule E-cadherin. The complementary DNA sequence was determined for the 92-kilodalton beta catenin of Xenopus laevis. The sequence is homologous to mammalian plakoglobin, a protein of desmosomal and zonula adherens cell junctions, and to the plakoglobin homolog in Drosophila melanogaster, the product of the segment polarity gene armadillo. A monoclonal antibody to bovine plakoglobin recognizes the analogous beta catenin in the Madin-Darby canine kidney (MDCK) cell line. Armadillo plakoglobin may link E-cadherin to the underlying actin cytoskeleton at cell-cell junctions; the E-cadherin-catenin protein complex may also participate in the transmission of developmental information.

Despite significant research efforts aimed at understanding the neurobiological underpinnings of psychiatric disorders, the diagnosis and the evaluation of treatment of these disorders are still based solely on relatively subjective assessment of symptoms. Therefore, biological markers which could improve the current classification of psychiatry disorders, and in perspective stratify patients on a biological basis into more homogeneous clinically distinct subgroups, are highly needed. In order to identify novel candidate biological markers for major depression and schizophrenia, we have applied a focused proteomic approach using plasma samples from a large case-control collection. Patients were diagnosed according to DSM criteria using structured interviews and a number of additional clinical variables and demographic information were assessed. Plasma samples from 245 depressed patients, 229 schizophrenic patients and 254 controls were submitted to multi analyte profiling allowing the evaluation of up to 79 proteins, including a series of cytokines, chemokines and neurotrophins previously suggested to be involved in the pathophysiology of depression and schizophrenia. Univariate data analysis showed more significant p-values than would be expected by chance and highlighted several proteins belonging to pathways or mechanisms previously suspected to be involved in the pathophysiology of major depression or schizophrenia, such as insulin and MMP-9 for depression, and BDNF, EGF and a number of chemokines for schizophrenia. Multivariate analysis was carried out to improve the differentiation of cases from controls and identify the most informative panel of markers. The results illustrate the potential of plasma biomarker profiling for psychiatric disorders, when conducted in large collections. The study highlighted a set of analytes as candidate biomarker signatures for depression and schizophrenia, warranting further investigation in independent collections.

Abstract The stress response is an essential mechanism that strives to maintain homeostasis, and its disruption is implicated in several psychiatric disorders. As a cellular response to stressors, autophagy is activated to regulate homeostasis through protein degradation and recycling. Secretory autophagy is a recently described pathway where autophagosomes fuse with the plasma membrane rather than lysosomes. In this study, we demonstrate that glucocorticoid-mediated stress enhances secretory autophagy, via the stress-responsive co-chaperone FK506-binding protein 51. We identified the matrix metalloproteinase 9 (MMP9) as one of the stress-induced secreted proteins. Using cellular assays and in vivo microdialysis, we further found that stress-enhanced MMP9 secretion increases the cleavage of pro-brain derived neurotrophic factor (proBDNF) to its mature form. BDNF is essential for adult synaptic plasticity and its pathway is associated with major depression and posttraumatic stress disorder. These findings unravel a novel mechanistic link between stress, stress adaptation and the development of psychiatric disorders, with possible therapeutic implications.

Circular RNAs (circRNAs) are a large class of noncoding RNAs. Despite the identification of thousands of circular transcripts, the biological significance of most of them remains unexplored, partly because of the lack of effective methods for generating loss-of-function animal models. In this study, we focused on circTulp4, an abundant circRNA derived from the Tulp4 gene that is enriched in the brain and synaptic compartments. By creating a circTulp4-deficient mouse model, in which we mutated the splice acceptor site responsible for generating circTulp4 without affecting the linear mRNA or protein levels, we were able to conduct a comprehensive phenotypic analysis. Our results demonstrate that circTulp4 is critical in regulating neuronal and brain physiology, modulating the strength of excitatory neurotransmission and sensitivity to aversive stimuli. This study provides evidence that circRNAs can regulate biologically relevant functions in neurons, with modulatory effects at multiple levels of the phenotype, establishing a proof of principle for the regulatory role of circRNAs in neural processes.

Abstract Alzheimer’s disease (AD) is the most common neurodegenerative disease. To date, its cause is unclear and there are no effective treatments or preventive measures. Despite there are accumulating evidences for the existence of AD pathological hallmarks in the brain of aging rhesus monkeys, it remains a mainstream notion that monkeys do not develop AD naturally. This is an important issue because it will determine how we use monkeys in AD studies. To settle down this issue, a group (n=10) of aged rhesus monkeys 26 years old or above went through a systematic AD screening procedure in this study. Three of these monkeys showed severe memory impairments (SMI) after evaluated with a classic working memory test. Further behavioral testing revealed that the SMI monkeys also exhibited apathy-like behavior, which is another core AD clinical symptom. In addition to the cognitive deficits, two of the three SMI monkeys developed all of the three AD pathological hallmarks, including neurofibrillary tangles, senile plaques and neuronal loss. According to the diagnostic criteria of human AD, the two SMI monkeys were clearly naturally occurring AD monkeys. These results suggest that AD is not a uniquely human disease and monkeys have great potential for the development of much needed etiological AD models, which are vital for better understanding of developmental process of AD and the base of identification of early diagnostic biomarkers and effective therapeutic targets of AD.