Prion disease is a neurodegenerative malady, which is believed to be transmitted via a prion protein in its abnormal conformation (PrP(Sc)). Previous studies have failed to demonstrate that prion disease could be induced in wild-type animals using recombinant prion protein (rPrP) produced in Escherichia coli. Here, we report that prion infectivity was generated in Syrian hamsters after inoculating full-length rPrP that had been converted into the cross-beta-sheet amyloid form and subjected to annealing. Serial transmission gave rise to a disease phenotype with highly unique clinical and neuropathological features. Among them were the deposition of large PrP(Sc) plaques in subpial and subependymal areas in brain and spinal cord, very minor lesioning of the hippocampus and cerebellum, and a very slow progression of disease after onset of clinical signs despite the accumulation of large amounts of PrP(Sc) in the brain. The length of the clinical duration is more typical of human and large animal prion diseases, than those of rodents. Our studies establish that transmissible prion disease can be induced in wild-type animals by inoculation of rPrP and introduce a valuable new model of prion diseases.

Abstract Alzheimer’s disease (AD) is devastating fatal neurodegenerative disease. An alternative to the amyloid cascade hypothesis is the hypothesis that a viral infection is key to the etiology of late-onset AD, with amyloid Aβ peptides playing a protective role. Contrary to previous work, in the current study the 5XFAD genotype failed to protect mice against infection with two strains of herpes simplex virus 1 (HSV-1), 17syn+ and McKrae. Moreover, the region- or cell-specific tropisms of HSV-1 were not affected by the 5XFAD genotype, arguing that host-pathogen interactions were not altered. In aged 5XFAD mice with abundant Aβ plaques, only small, statistically non-significant protection against acute HSV-1 infection was observed, yet no colocalization between HSV-1 and Aβ plaques was found. While the current study questions the antiviral role of APP or Aβ, it neither supports nor refutes the viral etiology hypothesis of late-onset AD.

Alzheimer’s disease (AD) pathogenesis is correlated with the membrane content of various lipid species, including cholesterol, whose interactions with amyloid precursor protein (APP) have been extensively explored. Amyloid-β peptides triggering AD are products of APP cleavage by secretases, which differ depending on the APP and secretase location relative to ordered or disordered membrane microdomains. We used high-resolution NMR to probe the interactions of the cholesterol analog with APP transmembrane domain in two membrane-mimicking systems resembling ordered or perturbed lipid environments (bicelles/micelles). In bicelles, spin-labeled sterol interacted with the peptide near the amphiphilic juxtamembrane region and N-terminal part of APP transmembrane helix, as described earlier for cholesterol. Upon transition into micellar environment, another interaction site appeared where sterol polar head was buried in the hydrophobic core near the hinge region. In MD simulations, sterol moved between three interaction sites, sliding along the polar groove formed by glycine residues composing the dimerization interfaces and flexible hinge of the APP transmembrane domain. Because the lipid environment modulates interactions, the role of lipids in the AD pathogenesis is defined by the state of the entire lipid subsystem rather than the effects of individual lipid species. Cholesterol can interplay with other lipids (polyunsaturated, gangliosides, etc.), determining the outcome of amyloid-β production cascades.