Background Reduced TOR signaling has been shown to significantly increase lifespan in a variety of organisms [1], [2], [3], [4]. It was recently demonstrated that long-term treatment with rapamycin, an inhibitor of the mTOR pathway[5], or ablation of the mTOR target p70S6K[6] extends lifespan in mice, possibly by delaying aging. Whether inhibition of the mTOR pathway would delay or prevent age-associated disease such as AD remained to be determined. Methodology/Principal Findings We used rapamycin administration and behavioral tools in a mouse model of AD as well as standard biochemical and immunohistochemical measures in brain tissue to provide answers for this question. Here we show that long-term inhibition of mTOR by rapamycin prevented AD-like cognitive deficits and lowered levels of Aβ42, a major toxic species in AD[7], in the PDAPP transgenic mouse model. These data indicate that inhibition of the mTOR pathway can reduce Aβ42 levels in vivo and block or delay AD in mice. As expected from the inhibition of mTOR, autophagy was increased in neurons of rapamycin-treated transgenic, but not in non-transgenic, PDAPP mice, suggesting that the reduction in Aβ and the improvement in cognitive function are due in part to increased autophagy, possibly as a response to high levels of Aβ. Conclusions/Significance Our data suggest that inhibition of mTOR by rapamycin, an intervention that extends lifespan in mice, can slow or block AD progression in a transgenic mouse model of the disease. Rapamycin, already used in clinical settings, may be a potentially effective therapeutic agent for the treatment of AD.

Background: Inactivation of the adenomatous polyposis coli (APC) tumor suppressor protein is responsible for both inherited and sporadic forms of colon cancer. Growth control by APC may relate to its ability to downregulate β-catenin post-translationally. In cancer, mutations in APC ablate its ability to regulate β-catenin, and mutations in β-catenin prevent its downregulation by wild-type APC. Moreover, signaling by the protein product of the wnt-1 proto-oncogene upregulates β-catenin and promotes tumorigenesis in mice. In a Xenopus developmental system, Wnt-1 signaling was inhibited by Axin, the product of the murine fused gene. This suggests a possible link between Axin, the Wnt-1 signaling components β-catenin and glycogen synthase kinase 3β (GSK3β), and APC.Results: Human Axin (hAxin) binds directly to β-catenin, GSK3β, and APC in vitro, and the endogenous proteins are found in a complex in cells. Binding sites for Axin were mapped to a region of APC that is typically deleted due to cancer-associated mutations in the APC gene. Overexpression of hAxin strongly promoted the downregulation of wild-type β-catenin in colon cancer cells, whereas mutant oncogenic β-catenin was unaffected. The downregulation was increased by deletion of the APC-binding domain from Axin, suggesting that APC may function to derepress Axin activity. In addition, hAxin dramatically facilitated the phosphorylation of APC and β-catenin by GSK3βin vitro.Conclusions: Axin acts as a scaffold upon which APC, β-catenin and GSK3β assemble to coordinate the regulation of β-catenin signaling.

Members of the regulators of G protein signaling (RGS) family stimulate the intrinsic guanosine triphosphatase (GTPase) activity of the alpha subunits of certain heterotrimeric guanine nucleotide-binding proteins (G proteins). The guanine nucleotide exchange factor (GEF) for Rho, p115 RhoGEF, has an amino-terminal region with similarity to RGS proteins. Recombinant p115 RhoGEF and a fusion protein containing the amino terminus of p115 had specific activity as GTPase activating proteins toward the alpha subunits of the G proteins G12 and G13, but not toward members of the Gs, Gi, or Gq subfamilies of Galpha proteins. This GEF may act as an intermediary in the regulation of Rho proteins by G13 and G12.

Signaling pathways that link extracellular factors to activation of the monomeric guanosine triphosphatase (GTPase) Rho control cytoskeletal rearrangements and cell growth. Heterotrimeric guanine nucleotide–binding proteins (G proteins) participate in several of these pathways, although their mechanisms are unclear. The GTPase activities of two G protein α subunits, Gα 12 and Gα 13 , are stimulated by the Rho guanine nucleotide exchange factor p115 RhoGEF. Activated Gα 13 bound tightly to p115 RhoGEF and stimulated its capacity to catalyze nucleotide exchange on Rho. In contrast, activated Gα 12 inhibited stimulation by Gα 13 . Thus, p115 RhoGEF can directly link heterotrimeric G protein α subunits to regulation of Rho.

Abstract

 Defects in β-catenin regulation contribute to the neoplastic transformation of mammalian cells. Dysregulation of β-catenin can result from missense mutations that affect critical sites of phosphorylation by glycogen synthase kinase 3β (GSK3β). Given that phosphorylation can regulate targeted degradation of β-catenin by the proteasome, β-catenin might interact with an E3 ubiquitin ligase complex containing an F-box protein, as is the case for certain cell cycle regulators. Accordingly, disruption of the Drosophila F-box protein Slimb upregulates the β-catenin homolog Armadillo. We reasoned that the human homologs of Slimb – β-TrCP and its isoform β-TrCP2 (KIAA0696) – might interact with β-catenin. We found that the binding of β-TrCP to β-catenin was direct and dependent upon the WD40 repeat sequences in β-TrCP and on phosphorylation of the GSK3β sites in β-catenin. Endogenous β-catenin and β-TrCP could be coimmunoprecipitated from mammalian cells. Overexpression of wild-type β-TrCP in mammalian cells promoted the downregulation of β-catenin, whereas overexpression of a dominant-negative deletion mutant upregulated β-catenin protein levels and activated signaling dependent on the transcription factor Tcf. In contrast, β-TrCP2 did not associate with β-catenin. We conclude that β-TrCP is a component of an E3 ubiquitin ligase that is responsible for the targeted degradation of phosphorylated β-catenin.

Proteins that associate with the GTP-bound forms of the Ras superfamily of proteins are potential effector targets for these molecular switches. A 195 kDa protein was purified from cell lysates by affinity chromatography on immobilized cdc42Hs-GTP and a corresponding cDNA was isolated. Sequence analysis revealed localized identities to calponin, the WW domain, unconventional myosins and to the rasGAP-related domain (GRD) contained in IRA, NF-1, SAR1 and rasGAP. p195 was found to be identical to IQGAP1, a protein previously reported to bind ras. Purified recombinant p195/IQGAP1 bound to and inhibited the GTPase activity of cdc42Hs and rac whereas no interaction with ras was detected. The C-terminal half of IQGAP1 containing the GRD bound to cdc42 and rac in a GRD-dependent fashion, but a smaller fragment containing only the GRD did not. Cdc42 was also co-immunoprecipitated from cell lysates with antibody specific to p195/IQGAP1. Calmodulin also co-immunoprecipitated with p195/IQGAP1 and was found to associate with fragments containing the IQ domain. Expression of a cDNA fragment encoding the GRD inhibited the CDC24/CDC42 pathway in yeast, but no effect on ras was observed. In mammalian cells, both endogenous and ectopically expressed p195/IQGAP1 were localized to lamellipodia and ruffling cell membranes, where co-localization with actin was apparent. These results suggest that IQGAP1 is an effector target for cdc42Hs and may mediate the effects of this GTPase on cell morphology.

Abstract Endometriosis is an invasive disease, and a leading cause of pain, infertility and disability among women, with an incidence 10 fold that of cancer. A more complete understanding of disease pathogenesis is essential for the development of non-surgical diagnostic assays and non-hormonal therapeutics. Avoidance of immune clearance and implantation of endometrial tissue on peritoneal surfaces are features of endometriosis lesion formation that overlap with cancer metastasis. Connexins, and the gap junctions they form, have been implicated in cancer progression, and may be associated endometriosis pathophysiology. Single cell transcriptomic profiling of endometrial epithelial and stromal cells from women with endometriosis reveals a striking and progressive shift in expression of connexins and related regulatory and junctional genes. We demonstrate that gap junction coupling between endometrial cells and the peritoneal mesothelium is dramatically induced, specifically in endometriosis patients, and is required for invasion by inducing breakdown of the mesothelial barrier function.