The extracellular accumulation of amyloid β (Aβ) fragments of amyloid precursor protein (APP) in brain parenchyma is a pathological hallmark of Alzheimer’s disease (AD). APP can be cleaved into Aβ on late endosomes/multivesicular bodies (MVBs). E3 ubiquitin ligases have been linked to Aβ production, but specific E3 ligases associated with APP ubiquitination that may affect targeting of APP to endosomes have not yet been described. Using cultured cortical neurons isolated from rat pups, we reconstituted APP movement into the internal vesicles (ILVs) of MVBs. Loss of endosomal sorting complexes required for transport (ESCRT) components inhibited APP movement into ILVs and increased endosomal Aβ42 generation, implying a requirement for APP ubiquitination. We identified an ESCRT-binding and APP-interacting endosomal E3 ubiquitin ligase, ubiquitination factor E4B (UBE4B), that regulates APP ubiquitination. Depleting UBE4B in neurons inhibited APP ubiquitination and internalization into MVBs, resulting in increased endosomal Aβ42 levels and increased neuronal secretion of Aβ42. When we examined AD brains, we found levels of the UBE4B-interacting ESCRT component, hepatocyte growth factor–regulated tyrosine kinase substrate (Hrs), were significantly decreased in AD brains. These data suggest that ESCRT components critical for membrane protein sorting in the endocytic pathway are altered in AD. These results indicate that the molecular machinery underlying endosomal trafficking of APP, including the ubiquitin ligase UBE4B, regulates Aβ levels and may play an essential role in AD progression.

脑实质中淀粉样前体蛋白 (APP) 的淀粉样蛋白 β (Aβ) 片段的细胞外积聚是阿尔茨海默病 (AD) 的病理标志。APP 可以在晚期内体/多泡体 (MVB) 上裂解为 Aβ。E3 泛素连接酶与 Aβ 的产生有关，但与 APP 泛素化相关的特定 E3 连接酶可能会影响 APP 靶向内体，但尚未描述。使用从大鼠幼崽中分离出的培养皮层神经元，我们将 APP 运动重建到 MVB 的内部囊泡 (ILV) 中。运输 (ESCRT) 成分所需的内体分选复合物的缺失抑制了 APP 进入 ILV 并增加了内体 Aβ42 的生成，这意味着需要 APP 泛素化。我们鉴定了一种 ESCRT 结合和 APP 相互作用的内体 E3 泛素连接酶，泛素化因子 E4B (UBE4B)，调节 APP 泛素化。消耗神经元中的 UBE4B 会抑制 APP 泛素化和内化到 MVB，导致内体 Aβ42 水平增加和 Aβ42 神经元分泌增加。当我们检查 AD 大脑时，我们发现与 UBE4B 相互作用的 ESCRT 成分、肝细胞生长因子调节的酪氨酸激酶底物 (Hrs) 的水平在 AD 大脑中显着降低。这些数据表明，在内吞途径中对膜蛋白分选至关重要的 ESCRT 成分在 AD 中发生了改变。这些结果表明，APP 内体运输的分子机制，包括泛素连接酶 UBE4B，调节 Aβ 水平，并可能在 AD 进展中发挥重要作用。消耗神经元中的 UBE4B 会抑制 APP 泛素化和内化到 MVB，导致内体 Aβ42 水平增加和 Aβ42 神经元分泌增加。当我们检查 AD 大脑时，我们发现与 UBE4B 相互作用的 ESCRT 成分、肝细胞生长因子调节的酪氨酸激酶底物 (Hrs) 的水平在 AD 大脑中显着降低。这些数据表明，在内吞途径中对膜蛋白分选至关重要的 ESCRT 成分在 AD 中发生了改变。这些结果表明，APP 内体运输的分子机制，包括泛素连接酶 UBE4B，调节 Aβ 水平，并可能在 AD 进展中发挥重要作用。消耗神经元中的 UBE4B 会抑制 APP 泛素化和内化到 MVB，导致内体 Aβ42 水平增加和 Aβ42 神经元分泌增加。当我们检查 AD 大脑时，我们发现与 UBE4B 相互作用的 ESCRT 成分、肝细胞生长因子调节的酪氨酸激酶底物 (Hrs) 的水平在 AD 大脑中显着降低。这些数据表明，在内吞途径中对膜蛋白分选至关重要的 ESCRT 成分在 AD 中发生了改变。这些结果表明，APP 内体运输的分子机制，包括泛素连接酶 UBE4B，调节 Aβ 水平，并可能在 AD 进展中发挥重要作用。我们发现与 UBE4B 相互作用的 ESCRT 成分、肝细胞生长因子调节的酪氨酸激酶底物 (Hrs) 的水平在 AD 大脑中显着降低。这些数据表明，在内吞途径中对膜蛋白分选至关重要的 ESCRT 成分在 AD 中发生了改变。这些结果表明，APP 内体运输的分子机制，包括泛素连接酶 UBE4B，调节 Aβ 水平，并可能在 AD 进展中发挥重要作用。我们发现与 UBE4B 相互作用的 ESCRT 成分、肝细胞生长因子调节的酪氨酸激酶底物 (Hrs) 的水平在 AD 大脑中显着降低。这些数据表明，在内吞途径中对膜蛋白分选至关重要的 ESCRT 成分在 AD 中发生了改变。这些结果表明，APP 内体运输的分子机制，包括泛素连接酶 UBE4B，调节 Aβ 水平，并可能在 AD 进展中发挥重要作用。