Interferon-γ (IFN-γ) exerts pleiotropic effects, including antiviral activity, stimulation of macrophages and natural killer cells, and increased expression of major histocompatibility complex antigens. Mice without the IFN-γ receptor had no overt anomalies, and their immune system appeared to develop normally. However, mutant mice had a defective natural resistance; they had increased susceptibility to infection by Listeria monocytogenes and vaccinia virus despite normal cytotoxic and T helper cell responses. Immunoglobulin isotype analysis revealed that IFN-γ is necessary for a normal antigen-specific immunoglobulin G2a response. These mutant mice offer the possibility for the further elucidation of IFN-γ-mediated functions by transgenic cell- or tissue-specific reconstitution of a functional receptor.

Benzodiazepine tranquilizers are used in the treatment of anxiety disorders. To identify the molecular and neuronal target mediating the anxiolytic action of benzodiazepines, we generated and analyzed two mouse lines in which the α2 or α3 GABA A (γ-aminobutyric acid type A) receptors, respectively, were rendered insensitive to diazepam by a knock-in point mutation. The anxiolytic action of diazepam was absent in mice with the α2(H101R) point mutation but present in mice with the α3(H126R) point mutation. These findings indicate that the anxiolytic effect of benzodiazepine drugs is mediated by α2 GABA A receptors, which are largely expressed in the limbic system, but not by α3 GABA A receptors, which predominate in the reticular activating system.

Alzheimer's disease (AD) is characterized by amyloid-beta (Abeta)-containing plaques, neurofibrillary tangles, and neuron and synapse loss. Tangle formation has been reproduced in P301L tau transgenic pR5 mice, whereas APP(sw)PS2(N141I) double-transgenic APP152 mice develop Abeta plaques. Cross-breeding generates triple transgenic ((triple)AD) mice that combine both pathologies in one model. To determine functional consequences of the combined Abeta and tau pathologies, we performed a proteomic analysis followed by functional validation. Specifically, we obtained vesicular preparations from (triple)AD mice, the parental strains, and nontransgenic mice, followed by the quantitative mass-tag labeling proteomic technique iTRAQ and mass spectrometry. Within 1,275 quantified proteins, we found a massive deregulation of 24 proteins, of which one-third were mitochondrial proteins mainly related to complexes I and IV of the oxidative phosphorylation system (OXPHOS). Notably, deregulation of complex I was tau dependent, whereas deregulation of complex IV was Abeta dependent, both at the protein and activity levels. Synergistic effects of Abeta and tau were evident in 8-month-old (triple)AD mice as only they showed a reduction of the mitochondrial membrane potential at this early age. At the age of 12 months, the strongest defects on OXPHOS, synthesis of ATP, and reactive oxygen species were exhibited in the (triple)AD mice, again emphasizing synergistic, age-associated effects of Abeta and tau in perishing mitochondria. Our study establishes a molecular link between Abeta and tau protein in AD pathology in vivo, illustrating the potential of quantitative proteomics.

Vigilance, anxiety, epileptic activity, and muscle tone can be modulated by drugs acting at the benzodiazepine (BZ) site of gamma-aminobutyric acid type A (GABAA) receptors. In vivo, BZ sites are potential targets for endogenous ligands regulating the corresponding central nervous system states. To assess the physiological relevance of BZ sites, mice were generated containing GABAA receptors devoid of BZ sites. Following targeted disruption of the gamma 2 subunit gene, 94% of the BZ sites were absent in brain of neonatal mice, while the number of GABA sites was only slightly reduced. Except for the gamma 2 subunit, the level of expression and the regional and cellular distribution of the major GABAA receptor subunits were unaltered. The single channel main conductance level and the Hill coefficient were reduced to values consistent with recombinant GABAA receptors composed of alpha and beta subunits. The GABA response was potentiated by pentobarbital but not by flunitrazepam. Diazepam was inactive behaviorally. Thus, the gamma 2 subunit is dispensable for the assembly of functional GABAA receptors but is required for normal channel conductance and the formation of BZ sites in vivo. BZ sites are not essential for embryonic development, as suggested by the normal body weight and histology of newborn mice. Postnatally, however, the reduced GABAA receptor function is associated with retarded growth, sensorimotor dysfunction, and drastically reduced life-span. The lack of postnatal GABAA receptor regulation by endogenous ligands of BZ sites might contribute to this phenotype.