APP is a critical protein in spermatogenesis

Abstract

The Amyloid precursor protein (APP) and Tau protein are related to histopathological hallmarks of Alzheimer’s disease, a progressive and complex neurodegenerative disease. APP is a type 1 integral transmembrane glycoprotein. There are two predominant proteolytic processing pathways of APP, the nonamyloidogenic pathway, and the amyloidogenic pathway. Tau is one of the microtubule-associated proteins, and its binding affinity for microtubules is regulated by phosphorylation of serine and threonine residues. APP and Tau protein expression has also been reported in the testis. However, their function and posttranslational modifications in the testis have not been established. Thus, we analyzed the expression of these two proteins and their phosphorylation patterns during spermatogenesis using wild-type mice and rats as models. Through immunohistochemistry we revealed that APP, Tau protein, Serine/Threonine Protein Phosphatase (PP) 1α and PP1γ are expressed throughout spermatogenesis. APP and Tau are phosphorylated during meiosis. In contrast to total-APP localization, phosphorylated APP at Thr668 was specially localized in spermatocyte nuclei. These results suggest that phosphorylation of APP and Tau protein contribute to spermatogenesis, especially in meiosis. However, further research is required to validate our results and unravel the specific function of APP and Tau protein during spermatogenesis and meiosis.

A proteína precursora de amilóide (PPA) e a proteína Tau estão relacionadas com os marcos histológicos da doença de Alzheimer, uma doença neurodegenerativa progressiva e complexa. A PPA é uma glicoproteína integral transmembranar que tem duas predominantes vias de processamento proteolítico, a via não-amiloidogénica e a via amiloidogénica. A proteína Tau encontra-se associada aos microtúbulos, sendo a afinidade dessa ligação regulada pela fosforilação de resíduos de serina e treonina. A expressão da PPA e da proteína Tau também já foi reportada no testículo. No entanto, ainda não foram estabelecidas as suas funções e modificações pós-traducionais neste tecido. Assim, analisamos a expressão destas duas proteínas e o seu padrão de fosforilação durante a espermatogénese usando como modelos murganhos e ratos wild-type. Através de imuno-histoquímica revelamos que a PPA, a proteína Tau, a proteína serina/treonina fosfatase (PP) 1α e a PP1γ são expressas em toda a espermatogénese. Fosforilação da PPA e da proteína Tau foi detetada durante a meiose. Em contraste com a localização da PPA-total, a PPA fosforilada na treonina 668 está especialmente localizada no núcleo dos espermatócitos. Estes resultados sugerem que a fosforilação da PPA e da proteína Tau contribui para a espermatogénese, especialmente na meiose. No entanto, são necessários estudos futuros para validar os nossos resultados e desvendar a função específica da PPA e da proteína Tau durante a espermatogénese e na meiose.