Genomische Struktur und Promotorcharakterisierung des humanen ADAM10-Gens

Das ADAM10-Gen kodiert für eine membrangebundene Disintegrin-Metalloproteinase, die das Amyloidvorläuferprotein spaltet. Im Mausmodell konnte bewiesen werden, dass die Überexpression von ADAM10 die Plaquebildung vermindern und das Langzeitgedächtnis verbessert. Aus diesem Grund ist es für einen möglichen Therapieansatz für die Alzheimer’sche Erkrankung erforderlich, die Organisation des humanen ADAM10-Gens und seines Promotors aufzuklären. Beim Vergleich der genomischen Sequenzen von humanem und murinem ADAM10 zeigte sich eine hohe Übereinstimmung. Beide Gene umfassen 160 kbp und bestehen aus 16 Exons. Die ersten 500 bp stromaufwärts vom Translationsstartpunkt zwischen dem Menschen, der Maus und der Ratte sind hoch konserviert. Diese Region beinhaltet spezifische regulatorische Elemente, die die ADAM10-Transkription modulieren. In den ersten 2179 bp stromaufwärts vom humanen ADAM10-Translationsstartpunkt fanden sich einige potentiellen Transkriptionsfaktor-bindungsstellen (Brn-2, SREBP, Oct-1, Creb1/cJun, USF, Maz, MZF-1, NFkB und CDPCR3HD). Es wurde eine charakteristische GC-Box und eine CAAT-Box, aber keine TATA-Box identifiziert. Nach Klonierung dieser 2179 bp großen Region wurde eine starke Promotoraktivität, insbesondere in neuronalen Zelllinien, gefunden. Bei der Analyse von Deletionskonstrukten wurde die Region zwischen -508 und -300 als essentiell für die Transkriptionsaktivierung bestimmt. Die Promotoraktivität wird zudem streng herunterreguliert, wenn in die Region 317 bp stromaufwärts vom Startpunkt der Translation eine Punktmutation eingeführt wird. Diese per Computeranalyse als USF-Bindungsstelle deklarierte Region spielt eine zentrale Rolle bei der ADAM10-Transkription. Im EMSA wurde eine Protein-DNA-Interaktion für diese Region gezeigt. Durch transienten Transfektionen in Schneider Drosophila Insektenzellen konnte nachgewiesen werden, dass die Überexpression von Sp1 und USp3 für die ADAM10-Promotoraktivität entscheidend ist. In EMSA-Studien bestätigte sich eine Protein-DNA-Interaktion für die Region -366 bp stromaufwärts vom Translationsstartpunkt. Die Punktmutation in der CAAT-Box veränderte die die Promotoraktivität nicht. Da weiterhin für diese potentielle Bindungsstelle kein Bindungsfaktor vorausgesagt wurde, scheint die CAAT-Box keine Bedeutung bei der Promotorregulation zu spielen. Schließlich fand sich im EMSA eine Protein-DNA-Interaktion für die Bindungsstelle 203 bp stromaufwärts vom Translationsstartpunkt. Diese in Computeranalysen als RXR-Bindungsstelle identifizierte Region ist ebenfalls von Bedeutung in der Promotorregulation. Auf der Suche nach Substanzen, die die ADAM10-Promotoraktivität beeinflussen, wurde ein negativer Effekt durch die apoptoseauslösende Substanz Camptothecin und ein positiver Effekt durch die zelldifferenzierungsauslösende Substanz all-trans Retinsäure festgestellt. Mit dieser Arbeit wurde die genomische Organisation des ADAM10-Gens zusammen mit dem zugehörigen Promotor aufgeklärt und ein neuer Regulationsmechanismus für die Hochregulation der Expression der alpha-Sekretase ADAM10 gefunden. Im Weiteren sollen nun die genauen Mechanismen bei der Hochregulation der alpha-Sekretase ADAM10 durch Retinsäure untersucht und durch Mikroarray-Analysen an RNA-Proben transgener Mäuse, welche ADAM10 überexpremieren, neue therapeutische Ansätze zur Behandlung der Alzheimer´schen Erkrankung identifiziert werden.

Überexpression und Charakterisierung des extrazellulären Teils der humanen alpha-Sekretase ADAM10

„ÜBEREXPRESSION UND CHARAKTERISIERUNG DES EXTRAZELLULÄREN TEILS DER HUMANEN alpha-SEKRETASE ADAM10“ ALEXANDRA LEPTICH Im Rahmen dieser Arbeit wurden zwei enzymatisch aktive lösliche Proteinvarianten der humanen alpha-Sekretase ADAM10 in Insektenzellen exprimiert, gereinigt und charakterisiert. Dabei entsprach eine der löslichen ADAM10-Varianten dem extrazellulären Bereich des Typ-I-Membranproteins, d.h. ihr fehlte die Transmembran- und cytoplasmatische Domäne. Die zweite Variante stimmt mit einer im menschlichen Gehirn auf mRNA-Ebene nachgewiesenen Splicevariante überein, die zusätzlich noch durch das Fehlen der Cystein-reichen Domäne gekennzeichnet ist. Die alpha-Sekretase ADAM10 spielt eine wichtige Rolle bei der nicht-amyloidogenen Prozessierung des Amyloid-Vorläufer-Proteins (APP). Dabei erfolgt dessen Spaltung innerhalb der beta-Amyloidsequenz, so dass die Produktion von Abeta-Peptiden und damit die Bildung von Amyloid-Plaques während der Alzheimer’schen Erkrankung verhindert wird. Nach der Expression der beiden löslichen ADAM10-Proteine in Insektenzellen erfolgte die Reinigung der prozessierten und damit reifen Enzymform der jeweiligen ADAM10-Proteinvariante mittels Lektin-Affinitätschromatographie. Die anschließende Charakterisierung der beiden löslichen ADAM10-Proteine erfolgte durch einen auf HPLC-Analyse basierenden Enzymtest. Dabei wurden verschiedene sich von der beta-Amyloid-Sequenz ableitenden Peptidsubstrate in vitro eingesetzt, die zum einen den Aminosäuren 11-28 der Abeta-Sequenz, zum anderen dem kompletten Abeta40-Peptid entsprachen und damit die charakteristische alpha-Sekretasespaltstelle des Amyloid-Vorläufer-Proteins enthielten. Des Weiteren kamen jeweils entsprechende Peptidsubstrate zum Einsatz, die an den Positionen 21 und 22 der Abeta- Peptidsequenz vorkommenden Mutationen trugen. Die gewählten Abeta-Substrate konnten durch die löslichen Varianten der alpha-Sekretase ADAM10 an der alpha-Sekretasestelle gespalten werden. Dabei konnte bei den Abeta11-28-Peptiden deutlich die in der Literatur beschriebene Abhängigkeit der Spaltung von der a-helicalen Struktur des Substrats beobachtet werden, während bei den längeren Abeta40-Peptide diesbezüglich kein Zusammenhang hergestellt werden konnte. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass ADAM10 hauptsächlich als alpha-Sekretase wirkt, weniger als ein Abeta-degradierendes Enzym. Ferner konnte unter Verwendung entsprechender muriner und humaner Abeta-Peptide eine verstärkte Spaltung der murinen Substrate Abeta1-28 und Abeta1-40 durch den extrazellulären Teil von ADAM10 in vitro gezeigt werden. Dieser Versuch bestätigt die Annahme, dass es bei Nagetieren durch die Bevorzugung der nichtamyloidogenen Prozessierung von APP durch die alpha-Sekretase ADAM10 zu keiner Bildung von Amyloid-Plaques kommt. Ein Einfluss auf die Spaltung von membrangebundenem APP und damit der Bildung von neuroprotektivem sAPPalpha durch die löslichen ADAM10-Proteine konnte im Zellsystem nicht beobachtet werden. Vielmehr scheint hier die Membranverankerung von Enzym und Substrat eine wichtige Voraussetzung zu bilden. Des Weiteren konnten die löslichen ADAM10-Proteine durch ein für die Inhibierung von ADAM10 spezifische Hydroxamat-Derivat in ihrer enzymatischen Aktivität gehemmt werden. Die exprimierten ADAM10-Proteine weisen die charakteristischen Eigenschaften der alpha-Sekretase ADAM10 auf, wobei deutlich wurde, dass das Fehlen der Cystein-reichen Domäne keinen Einfluss auf die Fähigkeit der katalytischen Domäne zur Substrat- und Inhibitorbindung hatte. Auch die Stabilität des Enzyms wurde durch das Fehlen der Domäne nicht negativ beeinträchtigt. Eine wichtige Aufgabe stellt nun der Nachweis der löslichen ADAM10-Proteine sowie die Identifizierung ihrer potentiellen Substrate und deren Lokalisation in vivo dar.

Die Prozessierung des humanen Amyloid-Vorläuferproteins im Verlauf der replikativen Seneszenz

Die Alterung stellt den größten Risikofaktor für die Entwicklung der Alzheimer Krankheit dar, wobei die biochemische Basis dieser Korrelation bisher nicht bekannt ist. Ein möglicherweise zentraler Mechanismus der Alzheimer Pathologie wird durch die Prozessierung von APP repräsentiert, die in der Synthese von Aβ resultiert. Der Einfluss zellulärer Alterung auf die Biochemie der APP-Prozessierung ist bislang weitestgehend ungeklärt. In der vorliegenden Arbeit wurde gezeigt, dass die Prozessierung von endogenem APP im Verlauf der Zellalterung humaner Fibroblasten progressiv verringert wird. Die Bildung der intrazellulären APP-Spaltfragmente (C99, C83 und AICD) nahm mit zunehmender Lebensspanne ab und war gleichfalls mit einer reduzierten Synthese von extrazellulären APP-Fragmenten (sAPP, sAPPα) verbunden. Weiterhin wurde nachgewiesen, dass die Reifung von APP in seneszenten Zellen selektiv reduziert war, und dass dies durch altersabhängig erhöhte zelluläre Cholesterolspiegel vermittelt wurde. Von den APP-prozessierenden Sekretasen waren die Proteinspiegel von Presenilin-1 und Nicastrin, beides Komponenten der γ-Sekretase, im Verlauf der Zellalterung graduell verringert. Dies hatte einen progressiven Rückgang der enzymatischen Aktivität der γ-Sekretase zur Folge, wodurch die Prozessierung von APP unmittelbar reduziert wurde. Die Proteinspiegel von ADAM10, einer α-Sekretase, sowie der β-Sekretase, BACE, wiesen keine Altersregulation auf, aber interessanterweise wurde eine erhöhte enzymatische Aktivität der β-Sekretase in seneszenten Zellen nachgewiesen. Die γ-Sekretase sowie BACE sind in Lipid Rafts lokalisiert, geordneten Membransubdomänen, die hohe Cholesterol- und Caveolin-1-Spiegel aufweisen. Obwohl das Gesamtniveau dieser strukturellen Komponenten von Lipid Rafts in seneszenten Zellen erhöht war, war die Assoziation beider Moleküle mit Lipid Rafts reduziert und sie akkumulierten in speziellen Organellen, die höchstwahrscheinlich Lipidkörper darstellen. Somit wurde gezeigt, dass Lipid Rafts im Zuge der Zellalterung disintegrieren beziehungsweise in ihrem Gesamtspiegel reduziert waren. Diese altersabhängige Membranmodifikation war mit einer veränderten Verteilung von Presenilin-1 und BACE zwischen der Lipid Raft und der Nicht Raft Fraktion der Membran verbunden, die möglicherweise das Potential dieser Enzyme zur Prozessierung von APP reduzierte. In einem zweiten Teil der Arbeit wurden transgene C. elegans konstruiert, die humanes APP exprimieren, das C-terminal an GFP gekoppelt war. Diese Würmer wiesen eine reduzierte Fertilität, Eilegedefekte und eine verzögerte post-embryonale Entwicklung auf, die möglicherweise auf eine Transgen-vermittelte Neurodegeneration zurückgeführt werden können. Durch erste Untersuchungen der Prozessierung des Transgens konnten Spaltfragmente nachgewiesen werden, die potentiell auf eine spezifische Spaltung von APP durch die endogenen Sekretasen schließen lassen. Somit werden die Prozessierung sowie die Reifung von APP durch die altersabhängige Modifikationen zellulärer Biochemie nachhaltig beeinflusst. Zukünftige Studien sollen zeigen, ob sich diese zellulären Zusammenhänge in den Gesamtorganismus C. elegans übertragen lassen. Des Weiteren sollen die altersabhängigen zellulären Veränderungen, insbesondere des Cholesterol-Metabolismus und der Sekretaseaktivitäten, weitergehend analysiert werden, um zusätzliche Erkenntnisse über altersassoziierte Regulationen möglicher therapeutischer Ziele der Alzheimer Erkrankung zu gewinnen.

Regulation der BDNF-Expression in Endothelzellen

Das Neurotrophin BDNF ist ein protektiver Faktor, der das Wachstum, die Differenzierung und das Überleben neuronaler Zellen fördert. Neben der neuronalen Expression wird BDNF auch peripher exprimiert, so auch in Endothelzellen. Dort stimuliert BDNF die Angiogenese und fördert das Endothelzellüberleben. Eine Regulation der BDNF-Expression unter pathologischen Bedingungen wie Epilepsie, M. Alzheimer, M. Parkinson, Depression und Ischämie ist bereits mehrfach beschrieben worden. Literaturdaten zeigen veränderte BDNF-Expressionen unter pathologischen Bedingungen zeitgleich mit einem erhöhten Spiegel des Tumornekrosefaktors (TNF-a) bzw. einer Aktivierung der Proteinkinase C (PKC). Ob ein erhöhter TNF-a-Spiegel bzw. die Aktivierung der PKC Ursache der veränderten BDNF-Expression ist, ist bisher noch nicht bekannt. In der vorliegenden Arbeit konnte gezeigt werden, dass sowohl TNF-a als auch eine Aktivierung der PKC in peripheren Endothelzellen die BDNF-Expression konzentrations- und zeitabhängig reduziert. Im Fall von TNF-a wird diese Reduktion über den TNF-a-Rezeptor 1 (TNFR1) vermittelt und auf dem Niveau der Transkription reguliert. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass BDNF die Angiogenese-Aktivität von humanen Umbilikalvenen-Endothelzellen (HUVEC) in Abhängigkeit der BDNF-Rezeptoren TrkB und p75NTR stimuliert. TNF-a hingegen reduziert die Angiogenese in HUVEC. Bei der Regulation der BDNF-Expression durch den PKC-aktivierenden Phorbolester Phorbol-12-Myristat-13-Acetat (PMA) konnte eine Beteiligung der PKC-Isoformen d gezeigt werden. Die Verminderung der BDNF-Expression durch PKC-Aktivierung konnte durch Inhibitoren der PKC d aufgehoben werden. PMA hatte keine destabilisierende Wirkung auf die BDNF-mRNA. Auch hier wird BDNF durch PMA auf dem Niveau der Transkription reguliert. Weiterhin ist bisher eine pharmakologische Regulation der BDNF-Expression noch nicht näher untersucht worden. Erstmalig konnte eine Wirkung des b1-Adrenorezeptorblockers Nebivolol auf die BDNF-mRNA-Expression beobachtet werden. Nebivolol erhöht die BDNF-Expression in zerebralen Endothelzellen in vitro und im Mäuseherzen in vivo. Hierbei handelt es sich um eine substanzspezifische Wirkung von Nebivolol, die NO-unabhängig verläuft und nicht über den b3-Adrenozeptor vermittelt wird. Teile der klinisch beobachteten protektiven Wirkungen von Nebivolol könnten auf eine erhöhte BDNF-Expression zurückgeführt werden.

Effect of hypoxia and hyperglycemia on cell bioenergetics

Mitochondria have a central role in energy supply in cells, ROS production and apoptosis and have been implicated in several human disease and mitochondrial dysfunctions in hypoxia have been related with disorders like Type II Diabetes, Alzheimer Disease, inflammation, cancer and ischemia/reperfusion in heart. When oxygen availability becomes limiting in cells, mitochondrial functions are modulated to allow biologic adaptation. Cells exposed to a reduced oxygen concentration readily respond by adaptive mechanisms to maintain the physiological ATP/ADP ratio, essential for their functions and survival. In the beginning, the AMP-activated protein kinase (AMPK) pathway is activated, but the responsiveness to prolonged hypoxia requires the stimulation of hypoxia-inducible factors (HIFs). In this work we report a study of the mitochondrial bioenergetics of primary cells exposed to a prolonged hypoxic period . To shine light on this issue we examined the bioenergetics of fibroblast mitochondria cultured in hypoxic atmospheres (1% O2) for 72 hours. Here we report on the mitochondrial organization in cells and on their contribution to the cellular energy state. Our results indicate that prolonged hypoxia cause a significant reduction of mitochondrial mass and of the quantity of the oxidative phosphorylation complexes. Hypoxia is also responsible to damage mitochondrial complexes as shown after normalization versus citrate synthase activity. HIF-1α plays a pivotal role in wound healing, and its expression in the multistage process of normal wound healing has been well characterized, it is necessary for cell motility, expression of angiogenic growth factor and recruitment of endothelial progenitor cells. We studied hypoxia in the pathological status of diabetes and complications of diabetes and we evaluated the combined effect of hyperglycemia and hypoxia on human dermal fibroblasts (HDFs) and human dermal micro-vascular endothelial cells (HDMECs) that were grown in high glucose, low glucose concentrations and mannitol as control for the osmotic challenge.

Epigenetic signature in persons with Down Syndrome

Persons affected by Down Syndrome show a heterogeneous phenotype that includes developmental defects and cognitive and haematological disorders. Premature accelerated aging and the consequent development of age associated diseases like Alzheimer Disease (AD) seem to be the cause of higher mortality late in life of DS persons. Down Syndrome is caused by the complete or partial trisomy of chromosome 21, but it is not clear if the molecular alterations of the disease are triggered by the specific functions of a limited number of genes on chromosome 21 or by the disruption of genetic homeostasis due the presence of a trisomic chromosome. As epigenomic studies can help to shed light on this issue, here we used the Infinium HumanMethilation450 BeadChip to analyse blood DNA methylation patterns of 29 persons affected by Down syndrome (DSP), using their healthy siblings (DSS) and mothers (DSM) as controls. In this way we obtained a family-based model that allowed us to monitor possible confounding effects on DNA methylation patterns deriving from genetic and environmental factors. We showed that defects in DNA methylation map in genes involved in developmental, neurological and haematological pathways. These genes are enriched on chromosome 21 but localize also in the rest of the genome, suggesting that the trisomy of specific genes on chromosome 21 induces a cascade of events that engages many genes on other chromosomes and results in a global alteration of genomic function. We also analysed the methylation status of three target regions localized at the promoter (Ribo) and at the 5’ sequences of 18S and 28S regions of the rDNA, identifying differently methylated CpG sites. In conclusion, we identified an epigenetic signature of Down Syndrome in blood cells that sustains a link between developmental defects and disease phenotype, including segmental premature aging.

Computational selection of inhibitors of Abeta aggregation and neuronal toxicity.

Alzheimer's disease (AD) is characterized by the cerebral accumulation of misfolded and aggregated amyloid-beta protein (Abeta). Disease symptoms can be alleviated, in vitro and in vivo, by 'beta-sheet breaker' pentapeptides that reduce plaque load. However the peptide nature of these compounds, made them biologically unstable and unable to penetrate membranes with high efficiency. The main goal of this study was to use computational methods to identify small molecule mimetics with better drug-like properties. For this purpose, the docked conformations of the active peptides were used to identify compounds with similar activities. A series of related beta-sheet breaker peptides were docked to solid state NMR structures of a fibrillar form of Abeta. The lowest energy conformations of the active peptides were used to design three dimensional (3D)-pharmacophores, suitable for screening the NCI database with Unity. Small molecular weight compounds with physicochemical features and a conformation similar to the active peptides were selected, ranked by docking and biochemical parameters. Of 16 diverse compounds selected for experimental screening, 2 prevented and reversed Abeta aggregation at 2-3microM concentration, as measured by Thioflavin T (ThT) fluorescence and ELISA assays. They also prevented the toxic effects of aggregated Abeta on neuroblastoma cells. Their low molecular weight and aqueous solubility makes them promising lead compounds for treating AD.

The dementia cognitive fluctuation scale, a new psychometric test for clinicians to identify cognitive fluctuations in people with dementia.

OBJECTIVES Cognitive fluctuation (CF) is a common feature of dementia and a core diagnostic symptom for dementia with Lewy bodies (DLB). CF remains difficult to accurately and reliably detect clinically. This study aimed to develop a psychometric test that could be used by clinicians to facilitate the identification of CF and improve the recognition and diagnosis of DLB and Parkinson disease, and to improve differential diagnosis of other dementias. METHODS We compiled a 17-item psychometric test for identifying CF and applied this measure in a cross-sectional design. Participants were recruited from the North East of England, and assessments were made in individuals' homes. We recruited people with four subtypes of dementia and a healthy comparison group, and all subjects were administered this pilot scale together with other standard ratings. The psychometric properties of the scale were examined with exploratory factor analysis. We also examined the ability of individual items to identify CF to discriminate between dementia subtypes. The sensitivity and specificity of discriminating items were explored along with validity and reliability analyses. RESULTS Participants comprised 32 comparison subjects, 30 people with Alzheimer disease, 30 with vascular dementia, 29 with DLB, and 32 with dementia associated with Parkinson disease. Four items significantly discriminated between dementia groups and showed good levels of sensitivity (range: 78.6%-80.3%) and specificity (range: 73.9%-79.3%). The scale had very good levels of test-retest (Cronbach's alpha: 0.82) and interrater (0.81) reliabilities. The four items loaded onto three different factors. These items were: 1) marked differences in functioning during the daytime; 2) daytime somnolence; 3) daytime drowsiness; and 4) altered levels of consciousness during the day. CONCLUSIONS We identified four items that provide valid, sensitive, and specific questions for reliably identifying CF and distinguishing the Lewy body dementias from other major causes of dementia (Alzheimer disease and vascular dementia).

Reporting standards for studies of diagnostic test accuracy in dementia: The STARDdem Initiative.

OBJECTIVE To provide guidance on standards for reporting studies of diagnostic test accuracy for dementia disorders. METHODS An international consensus process on reporting standards in dementia and cognitive impairment (STARDdem) was established, focusing on studies presenting data from which sensitivity and specificity were reported or could be derived. A working group led the initiative through 4 rounds of consensus work, using a modified Delphi process and culminating in a face-to-face consensus meeting in October 2012. The aim of this process was to agree on how best to supplement the generic standards of the STARD statement to enhance their utility and encourage their use in dementia research. RESULTS More than 200 comments were received during the wider consultation rounds. The areas at most risk of inadequate reporting were identified and a set of dementia-specific recommendations to supplement the STARD guidance were developed, including better reporting of patient selection, the reference standard used, avoidance of circularity, and reporting of test-retest reliability. CONCLUSION STARDdem is an implementation of the STARD statement in which the original checklist is elaborated and supplemented with guidance pertinent to studies of cognitive disorders. Its adoption is expected to increase transparency, enable more effective evaluation of diagnostic tests in Alzheimer disease and dementia, contribute to greater adherence to methodologic standards, and advance the development of Alzheimer biomarkers.

Estimates of life expectancy gains from reducing/eliminating major causes of death in the USA: An update analysis for population in 2001--2008

Evaluation of the impact of a disease on life expectancy is an important part of public health. Potential gains in life expectancy (PGLE) that can properly take into account the competing risks are an effective indicator for measuring the impact of the multiple causes of death. This study aimed to measure the PGLEs from reducing/eliminating the major causes of death in the USA from 2001 to 2008. To calculate the PGLEs due to the elimination of specific causes of death, the age-specific mortality rates for heart disease, malignant neoplasms, Alzheimer disease, kidney diseases and HIV/AIDS and life table constructing data were obtained from the National Center for Health Statistics, and the multiple decremental life tables were constructed. The PGLEs by elimination of heart disease, malignant neoplasms or HIV/AIDS continued decreasing from 2001 to 2008, but the PGLE by elimination of Alzheimer's disease or kidney diseases revealed increased trends. The PGLEs (by years) for all race, male, female, white, white male, white female, black, black male and black female at birth by complete elimination of heart disease 2001–2008 were 0.336–0.299, 0.327–0.301, 0.344–0.295, 0.360–0.315, 0.349–0.317, 0.371–0.316,0.278–0.251, 0.272–0.255, and 0.282–0.246 respectively. Similarly, the PGLEs (by years) for all race, male, female, white, white male, white female, black, black male and black female at birth by complete elimination of malignant neoplasms, Alzheimer's disease, kidney disease or HIV/AIDS 2001–2008 were also uncovered, respectively. Most diseases affect specific population, such as, HIV/AIDS tends to have a greater impact on people of working age, heart disease and malignant neoplasms have a greater impact on people over 65 years of age, but Alzheimer's disease and kidney diseases have a greater impact on people over 75 years of age. To measure the impact of these diseases on life expectancy in people of working age, partial multiple decremental life tables were constructed and the PGLEs were computed by partial or complete elimination of various causes of death during the working years. Thus, the results of the study outlined a picture of how each single disease could affect the life expectancy in age-, race-, or sex-specific population in USA. Therefore, the findings would not only assist to evaluate current public health improvements, but also provide useful information for future research and disease control programs.^

Lempel-Ziv complexity in schizophrenia: A MEG study

Objective The neurodevelopmental–neurodegenerative debate is a basic issue in the field of the neuropathological basis of schizophrenia (SCH). Neurophysiological techniques have been scarcely involved in such debate, but nonlinear analysis methods may contribute to it. Methods Fifteen patients (age range 23–42 years) matching DSM IV-TR criteria for SCH, and 15 sex- and age-matched control subjects (age range 23–42 years) underwent a resting-state magnetoencephalographic evaluation and Lempel–Ziv complexity (LZC) scores were calculated. Results Regression analyses indicated that LZC values were strongly dependent on age. Complexity scores increased as a function of age in controls, while SCH patients exhibited a progressive reduction of LZC values. A logistic model including LZC scores, age and the interaction of both variables allowed the classification of patients and controls with high sensitivity and specificity. Conclusions Results demonstrated that SCH patients failed to follow the “normal” process of complexity increase as a function of age. In addition, SCH patients exhibited a significant reduction of complexity scores as a function of age, thus paralleling the pattern observed in neurodegenerative diseases. Significance Our results support the notion of a progressive defect in SCH, which does not contradict the existence of a basic neurodevelopmental alteration. Highlights ► Schizophrenic patients show higher complexity values as compared to controls. ► Schizophrenic patients showed a tendency to reduced complexity values as a function of age while controls showed the opposite tendency. ► The tendency observed in schizophrenic patients parallels the tendency observed in Alzheimer disease patients.

Alterations of cross-frequency coupling in MEG resting state recordings in Mild Cognitive Impairment patients

The default mode network (DMN) has received growing attention in recent years because it seems to be involved in the neuropathology of psychiatric and neurodegenerative disorders such as autism, schizophrenia and Alzheimer Disease. It has been defined as a task negative network, beca use the activity of all its brain regions is increased during the resting state and suspended during external or goal directed tasks.

Brain dynamics of mild cognitive impairment during face encoding

Brain oscillations are closely correlated with human information processing and fundamental aspects of cognition. Previous literature shows that due to the relation between brain oscillations and memory processes, spectral dynamics during such tasks are good candidates to study and characterize memory related pathologies. Mild cognitive impairment (MCI), defined as a clinical condition characterized by memory impairment and/ or deterioration of additional cognitive domains, is considered a preliminary stage in the dementia process. In consequence, the study of its brain patterns could help to achieve an early diagnosis of Alzheimer Disease.

Mild cognitive impairment subtypes: An MEG study

Previous studies of the dementia continuum have characterized the early disruption of the brain oscillatory activity at the stage of Mild cognitive impairment (MCI). Reduction in power in posterior regions in the alpha band has been one of the landmarks of the Alzheimer Disease accompanied by the anteriorization of the theta band power. However, little is known about the neurophysiological differences between single and multidomain MCI patients.Our goal is to study the differences in oscillatory magnetic activity between amnestic single and multidomain MCI. This will allow us to test whether the effect of the impairment in a single cognitive domain or in a more widespread functional impairment can be reflected in specific neurophysiological profiles.

Both apolipoprotein E and A-I genes are present in a nonmammalian vertebrate and are highly expressed during embryonic development

Apolipoprotein E (apoE) is associated with several classes of plasma lipoproteins and mediates uptake of lipoproteins through its ability to interact with specific cell surface receptors. Besides its role in cardiovascular diseases, accumulating evidence has suggested that apoE could play a role in neurodegenerative diseases, such as Alzheimer disease. In vertebrates, apoA-I is the major protein of high-density lipoprotein. ApoA-I may play an important role in regulating the cholesterol content of peripheral tissues through the reverse cholesterol transport pathway. We have isolated cDNA clones that code for apoE and apoA-I from a zebrafish embryo library. Analysis of the deduced amino acid sequences showed the presence of a region enriched in basic amino acids in zebrafish apoE similar to the lipoprotein receptor-binding region of human apoE. We demonstrated by whole-mount in situ hybridization that apoE and apoA-I genes are highly expressed in the yolk syncytial layer, an extraembryonic structure implicated in embryonic and larval nutrition. ApoE transcripts were also observed in the deep cell layer during blastula stage, in numerous ectodermal derivatives after gastrulation, and after 3 days of development in a limited number of cells both in brain and in the eyes. Our data indicate that apoE can be found in a nonmammalian vertebrate and that the duplication events, from which apoE and apoA-I genes arose, occurred before the divergence of the tetrapod and teleost ancestors. Zebrafish can be used as a simple and useful model for studying the role of apolipoproteins in embryonic and larval nutrition and of apoE in brain morphogenesis and regeneration.