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Peripheral expression of NPY1R-based heteroreceptor complexes reflects hippocampal neuroimmune status: Novel biomarkers for early Alzheimer’s disease detection - 20/07/25

Doi : 10.1016/j.biopha.2025.118332 
Isabel Moreno-Madrid a, b, c, Jesús Romero-Imbroda a, b, d, Jose Antonio Reyes-Bueno a, b, d, Carlos Arrabal-Gómez a, b, d, e, f, Amelia Díaz-Casares a, b, Estela Díaz-Sanchez a, b, f, Miguel Angel Barbancho-Fernández a, b, Kjell Fuxe g, Dasiel Borroto-Escuela a, c, g, Pedro Serrano-Castro a, b, d, f, ⁎ , Manuel Narváez a, b, f, ⁎
a Instituto de Investigación Biomédica de Málaga y Plataforma en Nanomedicina–IBIMA Plataforma Bionand, Malaga, Spain 
b Universidad de Málaga, ImbrainLab, Facultad de Medicina, Campus de Teatinos s/n, 29071 Málaga, Spain 
c Universidad de Málaga, Receptomics and Brain disorders lab, Edificio Lopez-Peñalver, 29071, Spain 
d Hospital Regional Universitario de Málaga, Unit of Neurology, 29010 Málaga, Spain 
e Universidad de Málaga, Facultad de Psicología, Ampliación de Teatinos, 29071 Málaga, Spain 
f Vithas Málaga, Grupo Hospitalario Vithas, Málaga 29016, Spain 
g Karolinska Institutet, Department of Neuroscience, Stockholm 17177, Sweden 

⁎ Correspondence to: Universidad de Málaga, IBIMA Plataforma Bionand, ImbrainLab, Facultad de Medicina, Campus de Teatinos s/n, 29071 Málaga, España. Universidad de Málaga, IBIMA Plataforma Bionand, ImbrainLab, Facultad de Medicina Campus de Teatinos s/n Málaga 29071 España ⁎⁎ Correspondence to: Hospital Regional Universitario de Málaga, IBIMA Plataforma Bionand, Unit of Neurology, 29010 Málaga, Spain. Hospital Regional Universitario de Málaga, IBIMA Plataforma Bionand, Unit of Neurology Málaga 29010 Spain

Abstract

Alzheimer’s disease (AD) evolves from a prodromal phase with subtle neuroimmune disturbances to overt cognitive decline and hippocampal neurodegeneration. Detecting these early changes non-invasively remains a critical unmet need. Here we show that the abundance of neuropeptide-Y receptor-type-1 (NPY1R)–based heteroreceptor complexes(NPY1R–GALR2 and NPY1R–TrkB), quantified by proximity ligation assay (PLA), constitutes a peripheral read-out of hippocampal status across two complementary rat models. In an acute Accell-siRNA model that selectively knocked down NPY1R in the cerebroventricular space (8 days post-injection), both heterocomplexes were markedly reduced in the dentate gyrus and in circulating white-blood cells (WBCs), yet hippocampal neurogenesis (doublecortin⁺ cells) and object-in-place memory were still preserved, mimicking the pre-symptomatic/mild cognitive-impairment (MCI) stage of AD. Conversely, in a bilateral olfactory bulbectomy (OBX) model that reproduces chronic AD-like pathology (2 weeks post-surgery), the same heteroreceptor complexes were diminished centrally and peripherally, and this loss co-occurred with impaired object-in-place performance and a 25 % decrease in dentate gyrus neurogenesis. These findings demonstrate that peripheral NPY1R-based heteroreceptor levels mirror hippocampal neuroimmune alterations both before and after the emergence of cognitive and neurogenic deficits. A blood-based PLA assay targeting these complexes could therefore enable ultra-early AD screening, monitor disease progression, and guide the timely initiation of disease-modifying therapies.

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Graphical Abstract




 : 

Peripheral detection of NPY1R–GALR2/TrkB heteroreceptor loss mirrors hippocampal decline from mild impairment (siRNA) to overt pathology (OBX), enabling an ultra-early blood test for Alzheimer’s disease.


Peripheral detection of NPY1R–GALR2/TrkB heteroreceptor loss mirrors hippocampal decline from mild impairment (siRNA) to overt pathology (OBX), enabling an ultra-early blood test for Alzheimer’s disease.

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Highlights

•
Blood NPY1R–GALR2/TrkB complexes mirror hippocampal levels in rats.
•
Acute NPY1R knock-down lowers complexes before memory or neurogenesis loss.
•
OBX rats show parallel complex loss, neurogenic decline and OiP deficit.
•
Peripheral PLA of these heteromers emerges as an ultra-early AD biomarker.

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Keywords : Neuropeptide Y receptor type 1, Heteroreceptor complexes, Alzheimer's disease biomarkers, Hippocampal neuroimmune status, Peripheral biomarkers, SiRNAmediated knockdown


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