Lipid- and receptor-binding regions of apolipoprotein E4 fragments act in concert to cause mitochondrial dysfunction and neurotoxicity

Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America

Volumn 102, Issue 51, 2005, Pages 18694-18699

  Chang, Shengjun ^a   Ma, Tian Ran ^a   Miranda, R Dennis ^a,b   Balestra, Maureen E ^a   Mahley, Robert W ^a,b,c,d   Huang, Yadong ^a,b,c,d  

^a GLADSTONE INSTITUTE OF NEUROLOGICAL DISEASE   (United States)

^b GLADSTONE INSTITUTE OF CARDIOVASCULAR DISEASE   (United States)

^c UNIVERSITY OF CALIFORNIA   (United States)

^d UNIVERSITY OF CALIFORNIA   (United States)

Author keywords

Alzheimer's disease; Mitochondria; Proteolysis

Indexed keywords

ALANINE; APOLIPOPROTEIN E4; ARGININE; GLUTAMINE; ISOLEUCINE; LEUCINE; LYSINE; PHENYLALANINE; TAU PROTEIN; TRYPTOPHAN; VALINE;

ALZHEIMER DISEASE; AMINO ACID SEQUENCE; AMINO TERMINAL SEQUENCE; ANIMAL CELL; ARTICLE; CARBOXY TERMINAL SEQUENCE; CELL LINE; CONTROLLED STUDY; DISORDERS OF MITOCHONDRIAL FUNCTIONS; IMMUNOFLUORESCENCE; MOUSE; NEUROTOXICITY; NONHUMAN; PATHOGENESIS; PRIORITY JOURNAL; PROTEIN DEGRADATION; PROTEIN EXPRESSION; PROTEIN PHOSPHORYLATION; RECEPTOR BINDING; SEQUENCE ANALYSIS;

ALZHEIMER DISEASE; ANIMALS; APOLIPOPROTEIN E4; APOLIPOPROTEINS E; CELL LINE, TUMOR; CYTOSKELETON; LIPIDS; MICE; MITOCHONDRIA; MUTATION; NEURONS; PEPTIDE FRAGMENTS; RECEPTORS, LIPOPROTEIN;

ANIMALIA; MUS MUSCULUS;

EID: 29444436680     PISSN: 00278424     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1073/pnas.0508254102     Document Type: Article

References (71)

1. Mahley, R. W. (1988) Science 240, 622-630.
2. Mahley, R. W. & Huang, Y. (1999) Curr. Opin. Lipidol. 10, 207-217.
3. Huang, Y. & Mahley, R. W. (1999) in Plasma Lipids and Their Role in Disease, eds. Barter, P. J. & Rye, K.-A. (Harwood, Amsterdam), pp. 257-284.
4. Mahley, R. W. & Rall, S. C., Jr., (2000) Annu. Rev. Genomics Hum. Genet. 1, 507-537.
5. Strittmatter, W. J., Saunders, A. M., Schmechel, D., Pericak-Vance, M., Enghild, J., Salvesen, G. S. & Roses, A. D. (1993) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 90, 1977-1981.
6. Roses, A. D. (1994) J. Neuropathol. Exp. Neurol. 53, 429-437.
7. Corder, E. H., Saunders, A. M., Strittmatter, W. J., Schmechel, D. E., Gaskell, P. C., Small, G. W., Roses, A. D., Haines, J. L. & Pericak-Vance, M. A. (1993) Science 261, 921-923.
8. Farrer, L. A., Cupples, L. A., Haines, J. L., Hyman, B., Kukull, W. A., Mayeux, R., Myers, R. H., Pericak-Vance, M. A., Risch, N. & Van Duijn, C. M. (1997) J. Am. Med. Assoc. 278, 1349-1356.
9. Strittmatter, W. J., Weisgraber, K. H., Huang, D. Y., Dong, L.-M., Salvesen, G. S., Pericak-Vance, M., Schmechel, D., Saunders, A. M., Goldgaber, D. & Roses, A. D. (1993) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 90, 8098-8102.
10. Ma, J., Yee, A., Brewer, H. B., Jr., Das, S. & Potter, H. (1994) Nature 372, 92-94.
11. Wisniewski, T., Castaño, E. M., Golabek, A., Vogel, T. & Frangione, B. (1994) Am. J. Pathol. 145, 1030-1035.
12. LaDu, M. J., Falduto, M. T., Manelli, A. M., Reardon, C. A., Getz, G. S. & Frail, D. E. (1994) J. Boil. Chem. 269, 23403-23406.
13. Holtzman, D. M., Bales, K. R., Tenkova, T., Fagan, A. M., Parsadanian, M., Sartorius, L. J., Mackey, B., Olney, J., McKeel, D., Wozniak, D. & Paul, S. M. (2000) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 97, 2892-2897.
14. Bales, K. R., Verina, T., Cummins, D. J., Du, Y., Dodel, R. C., Saura, J., Fishman, C. E., DeLong, C. A., Piccardo, P., Petegnief, V., et al. (1999) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 96, 15233-15238.
15. Irizarry, M. C., Cheung, B. S., Rebeck, G. W., Paul, S. M., Bales, K. R. & Hyman, B. T. (2000) Acta. Neuropathol. 100, 451-458.
16. Buttini, M., Yu, G.-Q., Shockley, K., Huang, Y., Jones, B., Masliah, E., Mallory, M., Yeo, T., Longo, F. M. & Mucke, L. (2002) J. Neurosci. 22, 10539-10548.
17. Buttini, M., Orth, M., Bellosta, S., Akeefe, H., Pitas, R. E., Wyss-Coray, T., Mucke, L. & Mahley, R. W. (1999) J. Neurosci. 19, 4867-4880.
18. Miyata, M. & Smith, J. D. (1996) Nat. Genet. 14, 55-61.
19. Gibson, G. E., Haroutunian, V., Zhang, H., Park, L. C. H., Shi, Q., Lesser, M., Mohs, R. C., Sheu, R. K.-F. & Blass, J. P. (2000) Ann. Neurol. 48, 297-303.
20. Ohta, S., Ohsawa, I., Kamino, K., Ando, F. & Shimokata, H. (2004) Ann. N.Y. Acad. Sci. 1011, 36-44.
21. Kamino, K., Nagasaka, K., Imagawa, M., Yamamoto, H., Yoneda, H., Ueki, A., Kitamura, S., Namekata, K., Miki, T. & Ohta, S. (2000) Biochem. Biophys. Res. Commun. 273, 192-196.
22. Herz, J. & Beffert, U. (2000) Nat. Rev. Neurosci. 1, 51-58.
23. Strittmatter, W. J., Saunders, A. M., Goedert, M., Weisgraber, K. H., Dong, L.-M., Jakes, R., Huang, D. Y., Pericak-Vance, M., Schmechel, D. & Roses, A. D. (1994) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 91, 11183-11186.
24. Tesseur, I., Van Dorpe, J., Spittaels, K., Van den Haute, C., Moechars, D. & Van Leuven, F. (2000) Am. J. Pathol. 156, 951-964.
25. Huang, Y., Liu, X. Q., Wyss-Coray, T., Brecht, W. J., Sanan, D. A. & Mahley, R. W. (2001) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 98, 8838-8843.
26. Ljungberg, M. C., Dayanandan, R., Asuni, A., Rupniak, T. H., Anderton, B. H. & Lovestone, S. (2002) NeuroReport 13, 867-870.
27. Harris, F. M., Brecht, W. J., Xu, Q., Tesseur, I., Kekonius, L., Wyss-Coray, T., Fish, J. D., Masliah, E., Hopkins, P. C, Scearce-Levie, K., et al. (2003) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 100, 10966-10971.
28. Brecht, W. J., Harris, F. M., Chang, S., Tesseur, I., Yu, G.-Q., Xu, Q., Fish, J. D., Wyss-Coray, T., Buttini, M., Mucke, L., Mahley, R. W. & Huang, Y. (2004) J. Neurosci. 24, 2527-2534.
29. Raber, J., Wong, D., Buttini, M., Orth, M., Bellosta, S., Pitas, R. E., Mahley, R. W. & Mucke, L. (1998) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 95, 10914-10919.
30. Raber, J., Bongers, G., LeFevour, A., Buttini, M. & Mucke, L. (2002) J. Neurosci. 22, 5204-5209.
31. Ji, Z.-S., Miranda, R. D., Newhouse, Y. M., Weisgraber, K. H., Huang, Y. & Mahley, R. W. (2002) J. Biol. Chem. 277, 21821-21828.
32. Cataldo, A. M., Barnett, J. L., Pieroni, C. & Nixon, R. A. (1997) J. Neurosci. 17, 6142-6151.
33. Cataldo, A. M., Peterhoff, C. M., Troncoso, J. C., Gomez-Isla, T., Hyman, B. T. & Nixon, R. A. (2000) Am. J. Pathol 157, 277-286.
34. Grbovic, O. M., Mathews, P. M., Jiang, Y., Schmidt, S. D., Dinakar, R., Summers-Terio, N. B., Ceresa, B. P., Nixon, R. A. & Cataldo, A. M. (2003) J. Biol. Chem. 278, 31261-31268.
35. Beffert, U. & Poirier, J. (1996) Ann. N.Y. Acad. Sci. 777, 166-174.
36. Beisiegel, U., Schneider, W. J., Goldstein, J. L., Anderson, R. G. W. & Brown, M. S. (1981) J. Biol. Chem. 256, 11923-11931.
37. Diedrich, J. F., Minnigan, H., Carp, R. I., Whitaker, J. N., Race, R., Frey, W., II & Haase, A. T. (1991) J. Virol. 65, 4759-4768.
38. Han, S.-H., Einstein, G., Weisgraber, K. H., Strittmatter, W. J., Saunders, A. M., Pericak-Vance, M., Roses, A. D. & Schmechel, D. E. (1994) J. Neuropathol. Exp. Neurol. 53, 535-544.
39. Bao, F., Arai, H., Matsushita, S., Higuchi, S. & Sasaki, H. (1996) NeuroReport 7, 1733-1739.
40. Metzger, R. E., LaDu, M. J., Pan, J. B., Getz, G. S., Frail, D. E. & Falduto, M. T. (1996) J. Neuropathol. Exp. Neurol. 55, 372-380.
41. Xu, P.-T., Schmechel, D., Qiu, H.-L., Herbstreith, M., Rothrock-Christian, T., Eyster, M., Roses, A. D. & Gilbert, J. R. (1999) Neurobiol. Dis. 6, 63-75.
42. Xu, P.-T., Gilbert, J. R., Qiu, H.-L., Ervin, J., Rothrock-Christian, T. R., Hulette, C. & Schmechel, D. E. (1999) Am. J. Pathol. 154, 601-611.
43. Xu, P.-T., Gilbert, J. R., Qiu, H.-L., Rothrock-Christian, T., Settles, D. L., Roses, A. D. & Schmechel, D. E. (1998) Neurosci. Lett. 246, 65-68.
44. Xu, P.-T., Schmechel, D., Rothrock-Christian, T., Burkhart, D. S., Qiu, H.-L., Popko, B., Sullivan, P., Maeda, N., Saunders, A. M., Roses, A. D. & Gilbert, J. R. (1996) Neurobiol. Dis. 3, 229-245.
45. Aoki, K., Uchihara, T., Sanjo, N., Nakamura, A., Ikeda, K., Tsuchiya, K. & Wakayama, Y. (2003) Stroke (Dallas) 34, 875-880.
46. Dupont-Wallois, L., Soulié, C., Sergeant, N., Wavrant-de Wrieze, N., Chartier-Harlin, M.-C, Delacourte, A. & Caillet-Boudin, M.-L. (1997) Neurobiol. Dis. 4, 356-364.
47. Ferreira, S., Dupire, M.-J., Delacourte, A., Najib, J. & Caillet-Boudin, M.-L. (2000) Exp. Neurol. 166, 415-421.
48. Harris, F. M., Tesseur, L, Brecht, W. J., Xu, Q., Mullendorff, K., Chang, S., Wyss-Coray, T., Mahley, R. W. & Huang, Y. (2004) J. Boil. Chem. 279, 3862-3868.
49. Huang, Y., Weisgraber, K. H., Mucke, L. & Mahley, R. W. (2004) J. Mol. Neurosci. 23, 189-204.
50. Narayanaswami, V. & Ryan, R. O. (2000) Biochim. Biophys. Acta 1483, 15-36.
51. Du, X., Stoops, J. D., Mertz, J. R., Stanley, C. M. & Dixon, J. L. (1998) J. Cell Biol. 141, 585-599.
52. Berridge, M. V. & Tan, A. S. (1993) Arch. Biochem. Biophys. 303, 474-482.
53. Kalbácová, M., Vrbacky, M., Drahota, Z. & Melková, Z. (2003) Cytometry 52A, 110-116.
54. Weisgraber, K. H. (1994) Adv. Protein Chem. 45, 249-302.
55. Tolar, M., Marques, M. A., Harmony, J. A. K. & Crutcher, K. A. (1997) J. Neurosci. 17, 5678-5686.
56. Tolar, M., Keller, J. N., Chan, S., Mattson, M. P., Marques, M. A. & Crutcher, K. A. (1999) J. Neurosci. 19, 7100-7110.
57. Frankel, A. D. & Pabo, C. O. (1988) Cell 55, 1189-1193.
58. Green, M. & Loewenstein, P. M. (1988) Cell 55, 1179-1188.
59. Schwarze, S. R., Ho, A., Vocero-Akbani, A. & Dowdy, S. F. (1999) Science 285, 1569-1572.
60. Cao, G., Pei, W., Ge, H., Liang, Q., Luo, Y., Sharp, F. R., Lu, A., Ran, R., Graham, S. H. & Chen, J. (2002) J. Neurosci. 22, 5423-5431.
61. Fawell, S., Seery, J., Daikh, Y., Moore, C., Chen, L. L., Pepinsky, B. & Barsoum, J. (1994) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 91, 664-668.
62. Miura, S.-I, Okamoto, T., Via, D. P. & Saku, K. (2002) Circ. J. 66, 1054-1056.
63. Liu, K., Ou, J., Saku, K., Jimi, S., Via, D. P., Sparrow, J. T., Zhang, B., Pownall, H. J., Smith, L. C. & Arakawa, K. (1999) Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. 19, 2207-2213.
64. Cho, H. S., Hyman, B. T., Greenberg, S. M. & Rebeck, G. W. (2001) J. Neuropathol. Exp. Neurol. 60, 342-349.
65. Ghosh, S. S., Swerdlow, R. H., Miller, S. W., Sheeman, B., Parker, W. D., Jr. & Davis, R. E. (1999) Ann. N.Y. Acad. Sci. 893, 176-191.
66. Trimmer, P. A., Swerdlow, R. H., Parks, J. K., Keeney, P., Bennett, J. P., Jr., Miller, S. W., Davis, R. E. & Parker, W. D., Jr. (2000) Exp. Neurol. 162, 37-50.
67. Hirai, K., Aliev, G., Nunomura, A., Fujioka, H., Russell, R. L., Atwood, C. S., Johnson, A. B., Kress, Y., Vinters, H. V., Tabaton, M., et al. (2001) J. Neurosci. 21, 3017-3023.
68. Small, G. W., Mazziotta, J. C., Collins, M. T., Baxter, L. R., Phelps, M. E., Mandelkern, M. A., Kaplan, A., La Rue, A., Adamson, C. F. & Chang, L. (1995) J. Am. Med. Assoc. 273, 942-947.
69. Small, G. W., Ercoli, L. M., Silverman, D. H. S., Huang, S.-C, Komo, S., Bookheimer, S. Y., Lavretsky, H., Miller, K., Siddarth, P., Rasgon, N. L., et al. (2000) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 97, 6037-6042.
70. Reiman, E. M., Caselli, R. J., Chen, K., Alexander, G. E., Bandy, D. & Frost, J. (2001) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 98, 3334-3339.
71. Reiman, E. M., Chen, K., Alexander, G. E., Caselli, R. J., Bandy, D., Osborne, D., Saunders, A. M. & Hardy, J. (2004) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 101, 284-289.