Optineurin (OPTN) mutations are linked to amyotrophic lateral sclerosis (ALS) and normal tension glaucoma (NTG), but a relevant animal model is lacking, and the molecular mechanisms underlying neurodegeneration are unknown. We find that OPTN C-terminus truncation (OPTN∆C) causes late-onset neurodegeneration of retinal ganglion cells (RGCs), optic nerve (ON), and spinal cord motor neurons, preceded by a decrease of axonal mitochondria in mice. We discover that OPTN directly interacts with both microtubules and the mitochondrial transport complex TRAK1/KIF5B, stabilizing them for proper anterograde axonal mitochondrial transport, in a C-terminus dependent manner. Furthermore, overexpressing OPTN/TRAK1/KIF5B prevents not only OPTN truncation-induced, but also ocular hypertension-induced neurodegeneration, and promotes robust ON regeneration. Therefore, in addition to generating animal models for NTG and ALS, our results establish OPTN as a facilitator of the microtubule-dependent mitochondrial transport necessary for adequate axonal mitochondria delivery, and its loss as the likely molecular mechanism of neurodegeneration.
- MeSH
- amyotrofická laterální skleróza genetika metabolismus patologie MeSH
- axonální transport MeSH
- axony * metabolismus fyziologie MeSH
- lidé MeSH
- membránové transportní proteiny metabolismus MeSH
- mikrotubuly metabolismus MeSH
- mitochondrie * metabolismus MeSH
- modely nemocí na zvířatech MeSH
- motorické neurony metabolismus MeSH
- myši inbrední C57BL MeSH
- myši MeSH
- nervus opticus metabolismus patologie MeSH
- neuroprotekce * MeSH
- normotenzní glaukom genetika metabolismus patologie MeSH
- proteiny buněčného cyklu MeSH
- regenerace nervu * fyziologie MeSH
- retinální gangliové buňky metabolismus patologie MeSH
- transkripční faktor TFIIIA * metabolismus genetika MeSH
- zvířata MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- mužské pohlaví MeSH
- myši MeSH
- zvířata MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
- Názvy látek
- membránové transportní proteiny MeSH
- OPTN protein, human MeSH Prohlížeč
- Optn protein, mouse MeSH Prohlížeč
- proteiny buněčného cyklu MeSH
- transkripční faktor TFIIIA * MeSH