Reactive astrocytes promote proteostasis in Huntington's disease through the JAK2-STAT3 pathway.


Journal

Brain : a journal of neurology
ISSN: 1460-2156
Titre abrégé: Brain
Pays: England
ID NLM: 0372537

Informations de publication

Date de publication:
05 01 2023
Historique:
received: 10 05 2021
revised: 13 01 2022
accepted: 24 01 2022
pubmed: 18 3 2022
medline: 11 1 2023
entrez: 17 3 2022
Statut: ppublish

Résumé

Huntington's disease is a fatal neurodegenerative disease characterized by striatal neurodegeneration, aggregation of mutant Huntingtin and the presence of reactive astrocytes. Astrocytes are important partners for neurons and engage in a specific reactive response in Huntington's disease that involves morphological, molecular and functional changes. How reactive astrocytes contribute to Huntington's disease is still an open question, especially because their reactive state is poorly reproduced in experimental mouse models. Here, we show that the JAK2-STAT3 pathway, a central cascade controlling astrocyte reactive response, is activated in the putamen of Huntington's disease patients. Selective activation of this cascade in astrocytes through viral gene transfer reduces the number and size of mutant Huntingtin aggregates in neurons and improves neuronal defects in two complementary mouse models of Huntington's disease. It also reduces striatal atrophy and increases glutamate levels, two central clinical outcomes measured by non-invasive magnetic resonance imaging. Moreover, astrocyte-specific transcriptomic analysis shows that activation of the JAK2-STAT3 pathway in astrocytes coordinates a transcriptional program that increases their intrinsic proteolytic capacity, through the lysosomal and ubiquitin-proteasome degradation systems. This pathway also enhances their production and exosomal release of the co-chaperone DNAJB1, which contributes to mutant Huntingtin clearance in neurons. Together, our results show that the JAK2-STAT3 pathway controls a beneficial proteostasis response in reactive astrocytes in Huntington's disease, which involves bi-directional signalling with neurons to reduce mutant Huntingtin aggregation, eventually improving disease outcomes.

Identifiants

pubmed: 35298632
pii: 6550082
doi: 10.1093/brain/awac068
doi:

Substances chimiques

Huntingtin Protein 0

Types de publication

Journal Article Research Support, Non-U.S. Gov't

Langues

eng

Sous-ensembles de citation

IM

Pagination

149-166

Subventions

Organisme : French National Research Agency
ID : ANR-11-EQPX-0029
Organisme : Fondation Maladies Rares
Organisme : Association Huntington France
Organisme : Region Ile-de-France
Organisme : Fondation pour la Recherche Medicale fellowship
ID : ARF201909009244

Informations de copyright

© The Author(s) 2022. Published by Oxford University Press on behalf of the Guarantors of Brain. All rights reserved. For permissions, please e-mail: journals.permissions@oup.com.

Auteurs

Laurene Abjean (L)

Université Paris-Saclay, Commissariat à l'Energie Atomique et aux Energies Alternatives, Centre National de la Recherche Scientifique, MIRCen, Laboratoire des Maladies Neurodégénératives, 92265 Fontenay-aux-Roses, France.

Lucile Ben Haim (L)

Université Paris-Saclay, Commissariat à l'Energie Atomique et aux Energies Alternatives, Centre National de la Recherche Scientifique, MIRCen, Laboratoire des Maladies Neurodégénératives, 92265 Fontenay-aux-Roses, France.

Miriam Riquelme-Perez (M)

Université Paris-Saclay, Commissariat à l'Energie Atomique et aux Energies Alternatives, Centre National de la Recherche Scientifique, MIRCen, Laboratoire des Maladies Neurodégénératives, 92265 Fontenay-aux-Roses, France.
Université Paris-Saclay, Commissariat à l'Energie Atomique et aux Energies Alternatives, Centre National de Recherche en Génomique Humaine, 91057 Evry, France.

Pauline Gipchtein (P)

Université Paris-Saclay, Commissariat à l'Energie Atomique et aux Energies Alternatives, Centre National de la Recherche Scientifique, MIRCen, Laboratoire des Maladies Neurodégénératives, 92265 Fontenay-aux-Roses, France.

Céline Derbois (C)

Université Paris-Saclay, Commissariat à l'Energie Atomique et aux Energies Alternatives, Centre National de Recherche en Génomique Humaine, 91057 Evry, France.

Marie-Ange Palomares (MA)

Université Paris-Saclay, Commissariat à l'Energie Atomique et aux Energies Alternatives, Centre National de Recherche en Génomique Humaine, 91057 Evry, France.

Fanny Petit (F)

Université Paris-Saclay, Commissariat à l'Energie Atomique et aux Energies Alternatives, Centre National de la Recherche Scientifique, MIRCen, Laboratoire des Maladies Neurodégénératives, 92265 Fontenay-aux-Roses, France.

Anne-Sophie Hérard (AS)

Université Paris-Saclay, Commissariat à l'Energie Atomique et aux Energies Alternatives, Centre National de la Recherche Scientifique, MIRCen, Laboratoire des Maladies Neurodégénératives, 92265 Fontenay-aux-Roses, France.

Marie-Claude Gaillard (MC)

Université Paris-Saclay, Commissariat à l'Energie Atomique et aux Energies Alternatives, Centre National de la Recherche Scientifique, MIRCen, Laboratoire des Maladies Neurodégénératives, 92265 Fontenay-aux-Roses, France.

Martine Guillermier (M)

Université Paris-Saclay, Commissariat à l'Energie Atomique et aux Energies Alternatives, Centre National de la Recherche Scientifique, MIRCen, Laboratoire des Maladies Neurodégénératives, 92265 Fontenay-aux-Roses, France.

Mylène Gaudin-Guérif (M)

Université Paris-Saclay, Commissariat à l'Energie Atomique et aux Energies Alternatives, Centre National de la Recherche Scientifique, MIRCen, Laboratoire des Maladies Neurodégénératives, 92265 Fontenay-aux-Roses, France.

Gwennaëlle Aurégan (G)

Université Paris-Saclay, Commissariat à l'Energie Atomique et aux Energies Alternatives, Centre National de la Recherche Scientifique, MIRCen, Laboratoire des Maladies Neurodégénératives, 92265 Fontenay-aux-Roses, France.

Nisrine Sagar (N)

Université Paris-Saclay, Commissariat à l'Energie Atomique et aux Energies Alternatives, Centre National de la Recherche Scientifique, MIRCen, Laboratoire des Maladies Neurodégénératives, 92265 Fontenay-aux-Roses, France.

Cameron Héry (C)

Université Paris-Saclay, Commissariat à l'Energie Atomique et aux Energies Alternatives, Centre National de la Recherche Scientifique, MIRCen, Laboratoire des Maladies Neurodégénératives, 92265 Fontenay-aux-Roses, France.

Noëlle Dufour (N)

Université Paris-Saclay, Commissariat à l'Energie Atomique et aux Energies Alternatives, Centre National de la Recherche Scientifique, MIRCen, Laboratoire des Maladies Neurodégénératives, 92265 Fontenay-aux-Roses, France.

Noémie Robil (N)

GenoSplice technology, 75013 Paris, France.

Mehdi Kabani (M)

Université Paris-Saclay, Commissariat à l'Energie Atomique et aux Energies Alternatives, Centre National de la Recherche Scientifique, MIRCen, Laboratoire des Maladies Neurodégénératives, 92265 Fontenay-aux-Roses, France.

Ronald Melki (R)

Université Paris-Saclay, Commissariat à l'Energie Atomique et aux Energies Alternatives, Centre National de la Recherche Scientifique, MIRCen, Laboratoire des Maladies Neurodégénératives, 92265 Fontenay-aux-Roses, France.

Pierre De la Grange (P)

GenoSplice technology, 75013 Paris, France.

Alexis P Bemelmans (AP)

Université Paris-Saclay, Commissariat à l'Energie Atomique et aux Energies Alternatives, Centre National de la Recherche Scientifique, MIRCen, Laboratoire des Maladies Neurodégénératives, 92265 Fontenay-aux-Roses, France.

Gilles Bonvento (G)

Université Paris-Saclay, Commissariat à l'Energie Atomique et aux Energies Alternatives, Centre National de la Recherche Scientifique, MIRCen, Laboratoire des Maladies Neurodégénératives, 92265 Fontenay-aux-Roses, France.

Jean-François Deleuze (JF)

Université Paris-Saclay, Commissariat à l'Energie Atomique et aux Energies Alternatives, Centre National de Recherche en Génomique Humaine, 91057 Evry, France.

Philippe Hantraye (P)

Université Paris-Saclay, Commissariat à l'Energie Atomique et aux Energies Alternatives, Centre National de la Recherche Scientifique, MIRCen, Laboratoire des Maladies Neurodégénératives, 92265 Fontenay-aux-Roses, France.

Julien Flament (J)

Université Paris-Saclay, Commissariat à l'Energie Atomique et aux Energies Alternatives, Centre National de la Recherche Scientifique, MIRCen, Laboratoire des Maladies Neurodégénératives, 92265 Fontenay-aux-Roses, France.

Eric Bonnet (E)

Université Paris-Saclay, Commissariat à l'Energie Atomique et aux Energies Alternatives, Centre National de Recherche en Génomique Humaine, 91057 Evry, France.

Solène Brohard (S)

Université Paris-Saclay, Commissariat à l'Energie Atomique et aux Energies Alternatives, Centre National de Recherche en Génomique Humaine, 91057 Evry, France.

Robert Olaso (R)

Université Paris-Saclay, Commissariat à l'Energie Atomique et aux Energies Alternatives, Centre National de Recherche en Génomique Humaine, 91057 Evry, France.

Emmanuel Brouillet (E)

Université Paris-Saclay, Commissariat à l'Energie Atomique et aux Energies Alternatives, Centre National de la Recherche Scientifique, MIRCen, Laboratoire des Maladies Neurodégénératives, 92265 Fontenay-aux-Roses, France.

Maria-Angeles Carrillo-de Sauvage (MA)

Université Paris-Saclay, Commissariat à l'Energie Atomique et aux Energies Alternatives, Centre National de la Recherche Scientifique, MIRCen, Laboratoire des Maladies Neurodégénératives, 92265 Fontenay-aux-Roses, France.

Carole Escartin (C)

Université Paris-Saclay, Commissariat à l'Energie Atomique et aux Energies Alternatives, Centre National de la Recherche Scientifique, MIRCen, Laboratoire des Maladies Neurodégénératives, 92265 Fontenay-aux-Roses, France.

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