Genetic Ablation of Tau Mitigates Cognitive Impairment Induced by Type 1 Diabetes

Abstract

Patients affected by diabetes show an increased risk of developing Alzheimer disease (AD). Similarly, patients with AD show impaired insulin function and glucose metabolism. However, the underlying molecular mechanisms connecting these two disorders are still not well understood. Herein, we investigated the microtubule-associated protein tau as a new link between AD and diabetes. To determine whether diabetes causes cognitive decline by a tau-dependent mechanism, we treated non-transgenic (Ntg) and tau-knockout mice with streptozotocin, causing type 1 diabetes-like disease (T1D). Interestingly, although induction of T1D in Ntg mice led to cellular and behavioral deficits, it did not do so in tau-knockout mice. Thus, data suggest that tau is a fundamental mediator of the induction of cognitive impairments in T1D. Tau dysregulation, which causes a reduction in synaptic protein levels, may be responsible for the cognitive decline observed in Ntg streptozotocin-treated mice. Concomitantly, we demonstrate the novel finding that depletion of endogenous tau mitigates behavioral impairment and synaptic deficits induced in T1D-like mice. Overall, our data reveal that tau is a key molecular factor responsible for the induction of cognitive deficits observed in T1D and represents a potential therapeutic target for diabetes and patients with AD.

Inhibition of inflammation by astaxanthin alleviates cognition deficits in diabetic mice

“…DE is one of the most common diabetic complications in both type 1 and type 2 diabetes mellitus [3][4][5]. Present study show that hippocampus and frontal cortex are the important pathological centers in diabetes-induced behavior deficits development and progression [6,7].…”

Potential Neuroprotective Effects of Adiponectin in Alzheimer’s Disease

“…Peripheral administration of STZ in mice reduced cerebral pAkt and pGSK3β Ser9 levels, and exacerbated Tau pathology, synaptic proteins reduction and memory deficits. However, STZ-treated Tau knockout mice had reduced phenotypes, indicating that insulin deficiency and reduced insulin signaling is a cause of Tau-mediated cognitive impairments [23]. …”

Tauopathy and cognitive impairment in experimental diabetes mellitus

“…Подразумева-ется, что недостаток инсулина, равно как и прочие ней-роспецифические факторы, играют существенную роль, воздействуя на нейротрансмиттерную и нейрональную интеграцию [31]. Результаты исследования S. Abbondante (2014) показали, что значительное снижение активации GSK-3 коррелирует с количеством инсулиновых ре-цепторов, которые широко экспрессируются в головном мозге [32,33,34]. Данные C.G.…”

“…Интересно отметить, что генетическое удаление тау-белка предотвращает на-рушение памяти. Кроме того, абляции белка смягчают течение диабет-индуцированных когнитивных наруше-ний [52,53]. Взятые вместе, эти данные свидетельствуют о том, что при СД происходит гиперфосфорилирование тау-протеина вследствие нарушения сигналов инсулина в головном мозге, которое вносит свой вклад в когнитив-ные нарушения.…”

“…GSK-3 занимает важное место в ре-гуляции процессов нейропластичности и нейронального морфогенеза [18]. Одним из недавних открытий явля-ется участие GSK-3 в синаптической пластичности, необходимой для регуляции процессов памяти, обуче-ния [19,20,21].…”