Alzheimer's disease is characterized by the accumulation of amyloid-beta in plaques, aggregation of hyperphosphorylated tau in neurofibrillary tangles and neuroinflammation, together resulting in neurodegeneration and cognitive decline1. The NLRP3 inflammasome assembles inside of microglia on activation, leading to increased cleavage and activity of caspase-1 and downstream interleukin-1β release2. Although the NLRP3 inflammasome has been shown to be essential for the development and progression of amyloid-beta pathology in mice3, the precise effect on tau pathology remains unknown. Here we show that loss of NLRP3 inflammasome function reduced tau hyperphosphorylation and aggregation by regulating tau kinases and phosphatases. Tau activated the NLRP3 inflammasome and intracerebral injection of fibrillar amyloid-beta-containing brain homogenates induced tau pathology in an NLRP3-dependent manner. These data identify an important role of microglia and NLRP3 inflammasome activation in the pathogenesis of tauopathies and support the amyloid-cascade hypothesis in Alzheimer's disease, demonstrating that neurofibrillary tangles develop downstream of amyloid-beta-induced microglial activation.

Alzheimer's disease (AD) is characterized by the extracellular deposition of amyloid-β (Aβ), neurofibrillary tangle formation, and a microglial-driven inflammatory response. Chronic inflammatory activation compromises microglial clearance functions. Because peroxisome proliferator-activated receptor γ (PPARγ) agonists suppress inflammatory gene expression, we tested whether activation of PPARγ would also result in improved microglial Aβ phagocytosis. The PPARγ agonist pioglitazone and a novel selective PPARα/γ modulator, DSP-8658, currently in clinical development for the treatment of type 2 diabetes, enhanced the microglial uptake of Aβ in a PPARγ-dependent manner. This PPARγ-stimulated increase of Aβ phagocytosis was mediated by the upregulation of scavenger receptor CD36 expression. In addition, combined treatment with agonists for the heterodimeric binding partners of PPARγ, the retinoid X receptors (RXRs), showed additive enhancement of the Aβ uptake that was mediated by RXRα activation. Evaluation of DSP-8658 in the amyloid precursor protein/presenilin 1 mouse model confirmed an increased microglial Aβ phagocytosis in vivo , which subsequently resulted in a reduction of cortical and hippocampal Aβ levels. Furthermore, DSP-8658-treated mice showed improved spatial memory performance. Therefore, stimulation of microglial clearance by simultaneous activation of the PPARγ/RXRα heterodimer may prove beneficial in prevention of AD.

Microglia jointly degrade fibrillar

The P2X4 receptor is implicated in various pathological conditions, including neuropathic pain and cancer. This study reports the development of 1,4-naphthodiazepinedione-based P2X4 receptor antagonists aimed at both therapeutic applications and potential use as PET tracers for imaging P2X4 receptor expression in cancer. Structure–activity relationship studies aided by docking studies and molecular dynamics simulations led to a series of compounds with potent P2X4 receptor antagonism, promising in vitro inhibition of interleukin-1β release in THP-1 cells and suitability for radiolabeling with fluorine-18. The most potent compounds were further evaluated for their physicochemical properties, metabolic stability, and in vivo biodistribution using PET imaging in mice. While these antagonists exhibited strong receptor binding and serum stability, rapid in vivo metabolism limited their potential as PET tracers, highlighting the need for further structural optimization. This study advances the understanding of P2X4 receptor antagonism and underscores the challenges in developing effective PET tracers for this target.