Sandrine Betuing, Anabelle Planques, Françoise Piguet, Gaëtan Despres, Jocelyne Caboche, Christiane Pagès, Nicolas Heck, Lara Moumné, Nathalie Cartier, Amelie Hu, Laurie Galvan, Antonin Lamaziere, Susanne Bolte, Lydie Boussicault, Sandro Alves, Patrick Aubourg, Neurosciences Paris Seine (NPS), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Thérapie génique, Génomique et Epigénomique (U 1169), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Paris-Saclay, Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC), Développement et Neuropharmacologie / Development and Neuropharmacology, Centre interdisciplinaire de recherche en biologie (CIRB), Collège de France (CdF (institution))-Université Paris sciences et lettres (2020-....) (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Collège de France (CdF (institution))-Université Paris sciences et lettres (2020-....) (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Institut des sciences du végétal (ISV), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratory of Experimental Neurology, Université libre de Bruxelles (ULB), Neurobiologie des processus adaptatifs (NPA), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Center for Neurobehavioral Genetics, Semel Institute, University of California, Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire (IGBMC), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), AP-HP Hôpital Bicêtre (Le Kremlin-Bicêtre), Neurogénétique moléculaire, Université d'Évry-Val-d'Essonne (UEVE)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Neuroscience Paris Seine (NPS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC), Université Paris-Saclay-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11), Development and Neuropharmacology, Center for Interdisciplinary Research in Biology (INSERM CNRS 7141), Collège de France (CdF), Université Libre de Bruxelles [Bruxelles] (ULB), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Labex MemoLife, École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Collège de France (CdF (institution))-Ecole Superieure de Physique et de Chimie Industrielles de la Ville de Paris (ESPCI Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Labex MemoLife, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), University of California (UC), d'Eggis, Gilles, École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Ecole Superieure de Physique et de Chimie Industrielles de la Ville de Paris (ESPCI Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Collège de France (CdF (institution))-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Collège de France (CdF (institution))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Labex MemoLife, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Collège de France (CdF (institution))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Sorbonne Université (SU)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Institut de Biologie Paris-Seine
Huntington's disease is an autosomal dominant neurodegenerative disease caused by abnormal polyglutamine expansion in huntingtin (Exp-HTT) leading to degeneration of striatal neurons. Altered brain cholesterol homeostasis has been implicated in Huntington's disease, with increased accumulation of cholesterol in striatal neurons yet reduced levels of cholesterol metabolic precursors. To elucidate these two seemingly opposing dysregulations, we investigated the expression of cholesterol 24-hydroxylase (CYP46A1), the neuronal-specific and rate-limiting enzyme for cholesterol conversion to 24S-hydroxycholesterol (24S-OHC). CYP46A1 protein levels were decreased in the putamen, but not cerebral cortex samples, of post-mortem Huntington's disease patients when compared to controls. Cyp46A1 mRNA and CYP46A1 protein levels were also decreased in the striatum of the R6/2 Huntington's disease mouse model and in SThdhQ111 cell lines. In vivo, in a wild-type context, knocking down CYP46A1 expression in the striatum, via an adeno-associated virus-mediated delivery of selective shCYP46A1, reproduced the Huntington's disease phenotype, with spontaneous striatal neuron degeneration and motor deficits, as assessed by rotarod. In vitro, CYP46A1 restoration protected SThdhQ111 and Exp-HTT-expressing striatal neurons in culture from cell death. In the R6/2 Huntington's disease mouse model, adeno-associated virus-mediated delivery of CYP46A1 into the striatum decreased neuronal atrophy, decreased the number, intensity level and size of Exp-HTT aggregates and improved motor deficits, as assessed by rotarod and clasping behavioural tests. Adeno-associated virus-CYP46A1 infection in R6/2 mice also restored levels of cholesterol and lanosterol and increased levels of desmosterol. In vitro, lanosterol and desmosterol were found to protect striatal neurons expressing Exp-HTT from death. We conclude that restoring CYP46A1 activity in the striatum promises a new therapeutic approach in Huntington's disease., SCOPUS: ar.j, info:eu-repo/semantics/published