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Erschienen in: Journal of NeuroVirology 4/2023

26.06.2023

HIV-1 subtype B Tat enhances NOTCH3 signaling in astrocytes to mediate oxidative stress, inflammatory response, and neuronal apoptosis

verfasst von: Lin Gao, Weixi Sun, Dongmei Zhang, Yanxing Shang, Li Li, Wenhua Tao, Lei Zhang, Hongbin Liu

Erschienen in: Journal of NeuroVirology | Ausgabe 4/2023

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Abstract

NOTCH receptors are relevant to multiple neurodegenerative diseases. However, the roles and mechanisms of NOTCH receptors in HIV-associated neurocognitive disorder (HAND) remain largely unclear. Transactivator of transcription (Tat) induces oxidative stress and inflammatory response in astrocytes, thereby leading to neuronal apoptosis in the central nervous system. We determined that NOTCH3 expression was upregulated during subtype B or C Tat expression in HEB astroglial cells. Moreover, bioinformatics analysis of the Gene Expression Omnibus (GEO) dataset revealed that NOTCH3 mRNA expression in the frontal cortex tissues of HIV encephalitis patients was higher than that of HIV control patients. Of note, subtype B Tat, rather than subtype C Tat, interacted with the extracellular domain of the NOTCH3 receptor, thus activating NOTCH3 signaling. Downregulation of NOTCH3 attenuated subtype B Tat-induced oxidative stress and reactive oxygen species generation. In addition, we demonstrated that NOTCH3 signaling facilitated subtype B Tat-activated NF-κB signaling pathway, thereby mediating pro-inflammatory cytokines IL-6 and TNF-α production. Furthermore, downregulation of NOTCH3 in HEB astroglial cells protected SH-SY5Y neuronal cells from astrocyte-mediated subtype B Tat neurotoxicity. Taken together, our study clarifies the potential role of NOTCH3 in subtype B Tat-induced oxidative stress and inflammatory response in astrocytes, which could be a novel therapeutic target for the relief of HAND.
Literatur
Zurück zum Zitat Heaton RK, Clifford DB, Franklin DR Jr, Woods SP, Ake C, Vaida F, Ellis RJ, Letendre SL, Marcotte TD, Atkinson JH, Rivera-Mindt M, Vigil OR, Taylor MJ, Collier AC, Marra CM, Gelman BB, McArthur JC, Morgello S, Simpson DM, McCutchan JA, Abramson I, Gamst A, Fennema-Notestine C, Jernigan TL, Wong J, Grant I; CHARTER Group (2010) HIV-associated neurocognitive disorders persist in the era of potent antiretroviral therapy: CHARTER study. Neurology 75:2087–2096. https://doi.org/10.1212/WNL.0b013e318200d727CrossRefPubMedPubMedCentral Heaton RK, Clifford DB, Franklin DR Jr, Woods SP, Ake C, Vaida F, Ellis RJ, Letendre SL, Marcotte TD, Atkinson JH, Rivera-Mindt M, Vigil OR, Taylor MJ, Collier AC, Marra CM, Gelman BB, McArthur JC, Morgello S, Simpson DM, McCutchan JA, Abramson I, Gamst A, Fennema-Notestine C, Jernigan TL, Wong J, Grant I; CHARTER Group (2010) HIV-associated neurocognitive disorders persist in the era of potent antiretroviral therapy: CHARTER study. Neurology 75:2087–2096. https://​doi.​org/​10.​1212/​WNL.​0b013e318200d727​CrossRefPubMedPubMedCentral
Zurück zum Zitat Puri RV, Yerrathota S, Home T, Idowu JY, Chakravarthi VP, Ward CJ, Singhal PC, Vanden Heuvel GB, Fields TA, Sharma M (2019) Notch4 activation aggravates NF-κB-mediated inflammation in HIV-1-associated nephropathy. Dis Model Mech 12:dmm040642. https://doi.org/10.1242/dmm.040642 Puri RV, Yerrathota S, Home T, Idowu JY, Chakravarthi VP, Ward CJ, Singhal PC, Vanden Heuvel GB, Fields TA, Sharma M (2019) Notch4 activation aggravates NF-κB-mediated inflammation in HIV-1-associated nephropathy. Dis Model Mech 12:dmm040642. https://​doi.​org/​10.​1242/​dmm.​040642
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Metadaten
Titel
HIV-1 subtype B Tat enhances NOTCH3 signaling in astrocytes to mediate oxidative stress, inflammatory response, and neuronal apoptosis
verfasst von
Lin Gao
Weixi Sun
Dongmei Zhang
Yanxing Shang
Li Li
Wenhua Tao
Lei Zhang
Hongbin Liu
Publikationsdatum
26.06.2023
Verlag
Springer International Publishing
Erschienen in
Journal of NeuroVirology / Ausgabe 4/2023
Print ISSN: 1355-0284
Elektronische ISSN: 1538-2443
DOI
https://doi.org/10.1007/s13365-023-01151-1

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