background image

 

Physiological JNK3 Concentrations Are Higher in Motor-related and Disease-implicated 

Brain Regions of C57BL6/J Mice 

Victoria Godieva

1

, Ferass Sammoura

2

, Sebastian Verrier Paz

2

, Yoonhee Han

3

, Valentina Di 

Guida

2

, Michael J. Rishel

4

, Jason R. Richardson

3

, Jeremy W. Chambers

2,5*

 

1

Department of Chemistry & Biochemistry, College of Arts, Sciences, and Education, 

2

Department 

of  Environmental  Health  Sciences,  Robert  Stempel  College  of  Public  Health  &  Social  Work, 

Florida  International  University. 

3

Center  for  Neurological  Disease  Research,  Department  of 

Physiology and Pharmacology, College of Veterinary Medicine, University of Georgia, Athens, 

GA  30602. 

4

Biosciences,  GE  Research-Healthcare,  Niskayuna,  NY  12309. 

5

Biomolecular 

10 

Sciences Institute, Florida International University, Miami, FL 33199. 

11 

 

12 

*Corresponding Author:  

Jeremy W. Chambers, Ph.D. 

13 

 

 

 

 

Department of Environmental Health Sciences 

14 

 

 

 

 

Robert Stempel College of Public Health and Social Work 

15 

 

 

 

 

Florida International University 

16 

 

 

 

 

11200 SW 8th Street, AHC5, Room 354 

17 

Miami, FL USA 33199 

18 

Office: (305) 348-4648 

19 

Email

jwchambe@fiu.edu

 

20 

 

21 

Keywords: 

c-Jun  N-terminal  Kinase  3  (JNK3),  Brain,  Spinal  cord,  Neurodegeneration,  Motor 

22 

Control.

 

 

 

 

23 

(which was not certified by peer review) is the author/funder. All rights reserved. No reuse allowed without permission. 

The copyright holder for this preprint

this version posted January 20, 2024. 

https://doi.org/10.1101/2024.01.17.575386

doi: 

bioRxiv preprint 

2024.01.17.575386v1.full-html.html
background image

 

Abstract 

The c-Jun N-terminal kinase 3 (JNK3) is a stress-responsive protein kinase primarily expressed in 

the central nervous system (CNS). JNK3 exhibits nuanced neurological activities, such as roles in 

behavior, circadian rhythms, and neurotransmission, but JNK3 is also implicated in cell death and 

neurodegeneration.  Despite  the  critical  role  of  JNK3  in  neurophysiology  and  pathology,  its 

localization in the brain is not fully understood due to a paucity of tools to distinguish JNK3 from 

other isoforms. While previous functional and histological studies suggest locales for JNK3 in the 

CNS,  a  comprehensive  and  higher  resolution  of  JNK3  distribution  and  abundance  remained 

elusive. Here, we sought to define the anatomical and cellular distribution of JNK3 in adult mouse 

brains.  Data  reveal  the  highest  levels  of  JNK3  and  pJNK3  were  found  in  the  cortex  and  the 

10 

hippocampus.  JNK3  possessed  neuron-type  selectivity  as  JNK3  was  present  in  GABAergic, 

11 

cholinergic,  and  dopaminergic  neurons,  but  was  not  detectable  in  VGLUT-1-positive 

12 

glutamatergic  neurons  and  astrocytes 

in  vivo

.  Intriguingly,  higher  JNK3  signals  were  found  in 

13 

motor neurons and relevant nuclei in the cortex, basal ganglia, brainstem, and spinal cord.  While 

14 

JNK3 was primarily observed in the cytosol of neurons in the cortex and the hippocampus, JNK3 

15 

appeared commonly within the nucleus in the brainstem. These distinctions suggest the potential 

16 

for  significant  differences  between  JNK3  actions  in  distinct  brain  regions  and  cell  types.  Our 

17 

results provide a significant improvement over previous reports of JNK3 spatial organization in 

18 

the  adult  CNS  and  support  continued  investigation  of  JNK3’s  role  in  neurophysiology  and 

19 

pathophysiology.  

 

20 

(which was not certified by peer review) is the author/funder. All rights reserved. No reuse allowed without permission. 

The copyright holder for this preprint

this version posted January 20, 2024. 

https://doi.org/10.1101/2024.01.17.575386

doi: 

bioRxiv preprint 

2024.01.17.575386v1.full-html.html
background image

 

Introduction 

The c-Jun N-terminal kinases (JNKs) are vital members of the mitogen-activated kinase 

(MAPK) family and play crucial roles within the central nervous system (CNS). These include but 

are not limited to, cell differentiation and proliferation, axonal growth and transport, and neuronal 

cell death [1-5]. The JNK family comprises three distinct isoforms JNK1, JNK2, and JNK3, which 

are further distinguished from one another by more than ten unique splice variants [6]. While JNK1 

and JNK2 are ubiquitously expressed across all tissue types [5], JNK3 is primarily localized in the 

brain, with minor traces found in the testis and heart [7-9]. Intriguingly, whole-body gene ablation 

of 

Jnk3

 in mice only appears to confer neuroprotection to stress-induced dysfunction and death 

[10-13].  To  gain  insights  into  why  JNK3  is  readily  present  in  the  CNS,  but  only  seemingly 

10 

responsive  to  stress,  a  more  descriptive  anatomical  description  of  JNK3  distribution  within  the 

11 

CNS may be required. 

12 

To date, the primary narrative regarding JNK3 activities, as with other JNK isoforms, has 

13 

focused  on  interrogating  its  role  in  neuron  death  and  in  the  pathogenesis  of  neurodegenerative 

14 

diseases [1-3, 14, 15]. Indeed, early studies into JNK3 selective events in the CNS, were based on 

15 

the generation of 

Jnk3

-/-

 mice that had no distinguishable phenotype from wild-type mice except 

16 

when  challenged  by  kainic  acid  [10].  The  kainic  acid-exposed 

Jnk3

-/-

  mice  exhibited  reduced 

17 

hippocampal neuron loss than their wild-type counterparts [10], thus implicating JNK3 in neuronal 

18 

apoptosis.  The association of JNK3 and neuronal apoptosis was strengthened through a series of 

19 

studies  on  cell  lines  and  cultured  neurons  identifying  JNK3  activation  as  an  early  cell  death 

20 

response in neurotrophic withdrawal [9, 16], arsenite exposure [17, 18], and other neurologically 

21 

relevant stressors  [19-22].  Thus, it was  not  surprising when elevated phospho-JNK levels were 

22 

found in the post-mortem brains of patients diagnosed with neurodegenerative diseases  [23-25]. 

23 

(which was not certified by peer review) is the author/funder. All rights reserved. No reuse allowed without permission. 

The copyright holder for this preprint

this version posted January 20, 2024. 

https://doi.org/10.1101/2024.01.17.575386

doi: 

bioRxiv preprint 

2024.01.17.575386v1.full-html.html
background image

 

Recent  preclinical  studies  in  Alzheimer’s  disease  (AD)  and  Parkinson’s  disease  (PD)  models 

illustrate that induction of JNK3-related activities may lead to neuronal cell death [11, 23, 24, 26-

32]. In AD, JNK3 has been shown to phosphorylate the microtubule‐associated protein, tau, which 

is  hyperphosphorylated  in  AD  leading  to  the  formation  of  neurofibrillary  tangles  [33-35]. 

Additionally,  isoform-selective  inhibition  of  JNK3  in  the  3xTg-AD  mouse  model  resulted  in 

reduced  tau  phosphorylation  and  improved  cognitive  function  [36].  In  various  models  of 

neurodegenerative diseases, JNK3-selective inhibitors protect neurons against neurotoxin insults 

and genetic induction of symptoms [32, 37-39]. Consequently, sustained JNK3 activity may lead 

to neuron loss (reviewed in [26] and [5]). 

The activities of JNK3 in neuronal physiology continue to emerge. Specifically, JNK3 may 

10 

contribute to neuronal morphology, as JNK3 overexpression in nerve growth factor (NGF)-treated 

11 

pheochromocytoma  (PC12)  cells  leads  to  enhanced  dendrite  sprouting  [40].  Complementary  to 

12 

dendritic architecture maintenance, JNK3 may play crucial roles in synaptic neurotransmission, as 

13 

JNK3 is involved in the assembly and disassembly of microtubules by phosphorylating SCG10, a 

14 

neuronal  growth-associated  protein  [15];  additionally,  JNK3  has  been  found  on  vesicular 

15 

structures in axons [41], wherein, it may engage in the phosphoregulation of dynein and kinesin 

16 

[41-43].  Accordingly,  early  studies  into  JNK3  subcellular  localization  found  the  protein  on 

17 

vesicles  [44]  placing  it  in  close  proximity  to  these  motor  proteins.  Potential  neurological 

18 

contributions of JNK3 have also been described in knockout mice. 

Jnk3

-/-

 mice were found to have 

19 

diminished  neurogenesis  in  adult  mice  evidenced  by  a  decrease  in  cells  positive  for  neural 

20 

precursor  markers  in  the  dentate  gyrus  [45].  Additionally, 

Jnk3

-/-

  mice  exhibited  behavioral 

21 

phenotypes in a battery of tests [46]; specifically, 

Jnk3

-/-

 mice had a lower distance moved and 

22 

decreased  center  crossing  in  the  elevated  plus  maze  compared  to  control  animals,  while  in  the 

23 

(which was not certified by peer review) is the author/funder. All rights reserved. No reuse allowed without permission. 

The copyright holder for this preprint

this version posted January 20, 2024. 

https://doi.org/10.1101/2024.01.17.575386

doi: 

bioRxiv preprint 

2024.01.17.575386v1.full-html.html
background image

 

Morris water maze, 

Jnk3

-/-

 mice trended toward longer training times, increased times in the border 

zone, and increased total times than control animals [46]. Recent studies now suggest a putative 

role for JNK3 in metabolic regulation and homeostasis broadening the impact of JNK3 in the CNS 

[47]. Taken together, these results indicate the possibility of nominal JNK3 activities supporting 

basal neurological functions. 

Although  these  findings  underscore  the  significance  of  JNK3  within  the  brain,  a 

comprehensive  understanding  of  JNK3’s  precise  localization  remains  elusive.  Initial  studies 

employing the p493F12 antibody for immunohistochemical staining in AD human brains along 

with 

in situ

 hybridization revealed that JNK3 is prominently expressed in the cortex, hippocampus, 

subcortical regions, and the brainstem, with a weaker signal detected in the spinal cord. This study 

10 

further suggested that the localization of JNK3 was primarily neuronal [8], but lacked the context 

11 

of a healthy brain. Subsequent research using 

in situ

 hybridization on adult male Sprague-Dawley 

12 

rats illustrated high JNK3 expression in the cerebral cortex and hippocampus, with a lesser degree 

13 

in  the  striatum.  In  the  hippocampus,  high  JNK3  expression  was  reported  predominantly  within 

14 

neuron-like  cell  bodies  in  CA1,  CA3,  the  subiculum,  and  the  dentate  gyrus,  while  moderate 

15 

staining  was  observed  in  the  habenula  [48].  Most  recently,  radiolabeled-aminopyrazoles  were 

16 

developed  as  isoform-selective  probes  for  activated  JNK3  (pJNK3),  which  were  tested  for 

17 

selectivity in a Parkinson’s disease mouse model (Mutator/Park2

-/-

 mice) [49]. These probes found 

18 

more  pJNK3  in  the  hippocampus  and  the  cortex  of  the  C57BL6/J  mice  with  other  regions 

19 

exhibiting  relatively  low  levels.  However,  when  compared  to  the  9-month-old  Mutator/Park2

-/-

 

20 

mice, higher pJNK3 concentrations were detected in the ventral midbrain, suggesting that disease 

21 

progression may correlate with pJNK3 levels in the ventral midbrain. Despite these advances, basal 

22 

JNK3 localization in a healthy adult mouse brain remains to be extensively explored with validated 

23 

(which was not certified by peer review) is the author/funder. All rights reserved. No reuse allowed without permission. 

The copyright holder for this preprint

this version posted January 20, 2024. 

https://doi.org/10.1101/2024.01.17.575386

doi: 

bioRxiv preprint 

2024.01.17.575386v1.full-html.html
background image

 

JNK3-selective  reagents  with  areas  like  the  brainstem  and  the  spinal  cord  yet  to  be  thoroughly 

examined. 

The primary aim of this study is to identify JNK3 localization within healthy adult male and 

female  mouse  brains.  Using  a  knockout-validated,  isoform  selective  antibody,  we  report  the 

immunohistochemical and immunofluorescent localization of JNK3 in various regions of the brain 

and cervical spinal cord and compare histological protein levels to pJNK3/JNK3 levels in dissected 

brain regions. Furthermore, we identify JNK3-containing neuronal cell types, thereby contributing 

to a more comprehensive understanding of JNK3's nature in the healthy adult brain. 

Experimental Procedures 

<Table 1. Summary of Antibodies> 

10 

Materials. 

General  laboratory  reagents  and  cell  culture  reagents  were  purchased  from 

11 

ThermoFisher  Scientific  (Waltham,  MA).  Immunohistochemical  reagents  were  purchased  from 

12 

Vector  Labs,  Inc.  (Newark,  CA).  Western  blotting  reagents  were  purchased  from  Bio-Rad 

13 

Laboratories (Hercules, CA) and Li-COR, Inc. (Lincoln, NE).  

14 

Animal care. 

All animal care and experimental procedures were performed in compliance with 

15 

the  Institutional  Animal  Care  and  Use  Committee  (IACUC)  guidelines  at  Florida  International 

16 

University. The subjects of the study were 3-month-old C57BL6/J mice (n=4/sex) and 12-month-

17 

old  C57BL6/J  mice,  both  males  (n=9)  and  females  (n=10).  The  mice  underwent  two  types  of 

18 

procedures. For some mice, transcardial perfusion with formalin was performed for tissue fixation. 

19 

Briefly,  mice  were  deeply  anesthetized  with  isoflurane  and  then  transcardially  perfused  with 

20 

phosphate-buffered saline (PBS), followed by 10% formalinin. The brains were carefully dissected 

21 

out, post-fixed in 10% formalin for one week and stored in 30% sucrose solution containing 0.1% 

22 

sodium azide until sectioning on microtome Brains were either sectioned sagittaly or coronally on 

23 

(which was not certified by peer review) is the author/funder. All rights reserved. No reuse allowed without permission. 

The copyright holder for this preprint

this version posted January 20, 2024. 

https://doi.org/10.1101/2024.01.17.575386

doi: 

bioRxiv preprint 

2024.01.17.575386v1.full-html.html
background image

 

the  Thermo  Scientific  Microm  HM  450  sliding  microtome  (Walldorf,  Germany)  into  30  um 

sections  and  stored  in  96  well  plates  containing  anti-freeze  solution.  For  the  other  mice,  brain 

regions  were  dissected  for  fresh  freezing.  Mice  were  euthanized  following  IACUC-approved 

procedures. Cerebellum, brainstem, hippocampus, midbrain, striatum, and cortex were quickly and 

carefully dissected. The brain regions were immediately frozen in dry ice or liquid nitrogen. The 

frozen tissue samples were then stored at -80°C until homogenizing. 

Immunohistochemical  (IHC)  Staining. 

Tissues  were  thoroughly  washed  six  times  with 

phosphate-buffered saline (PBS) (Gibco  #21600-010) for 5 minutes. Next, the tissues were treated 

with a solution containing 2.5% hydrogen peroxide (30%

)

, 75% methanol, and 22.5% deionized 

water for 20 minutes on an orbital shaker. Afterward, the tissues were blocked using a PBS solution 

10 

containing 15% bovine serum albumin (BSA) (Sigma-Aldrich # A7030), 4% normal goat serum 

11 

(Vector #S-1000), and 0.6% Triton X-100 which was allowed to shake for an hour on an orbital 

12 

shaker.  Subsequently, the primary antibody (Table 1) was diluted with PBS and added to the tissue 

13 

sections for overnight incubation at 4°C on orbital shaker. Following incubation, tissue sections 

14 

were washed five times with PBS for 5 minutes. The goat anti-rabbit (Vector Laboratories #BA-

15 

1000), or goat anti-mouse (Vector Laboratories #BA-9200) secondary antibodies, conjugated to 

16 

horseradish peroxidase (HRP), was then added and incubated for 1 hour at room temperature on 

17 

an orbital shaker. After incubation, tissue sections were washed another five times with PBS for 5 

18 

minutes. The sections were then incubated with an avidin-biotin complex (ABC) solution (Vector 

19 

Laboratories #PK-4000) which was prepared as suggested by the manufacturer for 1 hour at room 

20 

temperature  on  an  orbital  shaker.  Sections  were  washed  five  times  with  PBS  for  5  minutes. 

21 

Visualization of the target protein was achieved by adding 3,3'-diaminobenzidine (DAB) solution 

22 

(Vector Laboratories  #SK-4100), and the reaction was  stopped by placing the sections  in  PBS. 

23 

(which was not certified by peer review) is the author/funder. All rights reserved. No reuse allowed without permission. 

The copyright holder for this preprint

this version posted January 20, 2024. 

https://doi.org/10.1101/2024.01.17.575386

doi: 

bioRxiv preprint 

2024.01.17.575386v1.full-html.html
background image

 

Afterward, the tissue sections were mounted on glass slides and air-dried. The sections were then 

rehydrated through a series of ethanol washes (30%,50%,75%,95%, and 100%) and cleared using 

CitriSolv (Decon Laboratories # 1601). Finally, the tissue sections were coverslipped using DPX 

mounting  medium  (Electron  Microscopy  Sciences  #13512),  and  the  slides  were  allowed  to  dry 

completely  before  microscopic  examination  on  BZ-X  All-in-One  Fluorescence  microscope 

(Keyence, Itasca, IL). 

Immunofluorescent (IF) Staining. 

Tissues were washed overnight with PBS at 4°C shaking on 

the orbital shaker. Next day, tissues were then permeabilized with PBS solution containing 0.5% 

Triton X-100 for 20 minutes on an orbital shaker. Following permeabilization, tissues were washed 

three times with PBS for 10 minutes each. Then tissues were blocked using a solution containing 

10 

PBS  with  10%  bovine  serum  albumin  (BSA)  and  0.1%  Triton  X-100  for  1  hour  at  room 

11 

temperature shaking on an orbital shaker. Primary antibodies (Table 1), diluted in PBS with 1% 

12 

BSA, was added to the tissue sections and incubated overnight at 4°C on an orbital shaker. The 

13 

next day, tissue sections were allowed to equilibrate at room temperature for 1 hour on an orbital 

14 

shaker. Afterward, tissue sections were washed three times with PBS containing 0.1% Triton X-

15 

100. Goat anti-Rabbit IgG Alexa Fluor Plus 488 highly absorbed (Thermo Scientific #A32731) or 

16 

goat  anti-mouse  IgG  Alexa  Fluor  Plus  555  highly  absorbed  (Thermo  Scientific  #A32727) 

17 

secondary  antibodies,  diluted  in  PBS  with  1%  BSA,  were  added  to  the  tissue  sections  and 

18 

incubated for 1 hour at room temperature on an orbital shaker. Subsequently, tissue sections were 

19 

washed twice with PBS containing 0.1% Triton X-100 for 5 minutes each, followed by two washes 

20 

with PBS for 10 minutes each. The tissue sections were then mounted on glass slides, allowed to 

21 

air-dry, and a hydrophobic barrier was drawn around the tissue. If dual staining was not performed, 

22 

NeuroTrace Red (Thermo Scientific #N21482), diluted 1:100 in PBS, was added to the sections 

23 

(which was not certified by peer review) is the author/funder. All rights reserved. No reuse allowed without permission. 

The copyright holder for this preprint

this version posted January 20, 2024. 

https://doi.org/10.1101/2024.01.17.575386

doi: 

bioRxiv preprint 

2024.01.17.575386v1.full-html.html
background image

 

and incubated for 30 minutes on an orbital shaker. After incubation, tissue sections were washed 

three times with PBS for 10 minutes each. TrueBlack (Biotium #23007) was applied for 10 minutes 

and the tissue sections were coverslipped using ProLong Antifade mounting medium containing 

DAPI (Thermo Scientific #P36935) to counterstain nuclei. The stained sections were then allowed 

to dry completely before microscopic examination on BZ-X All-in-One Fluorescence microscope 

(Keyence, Itasca, IL). 

Regional immunoreactivity strength score for JNK3. 

Eight matching sections were selected from 

each  animal  and  subjected  to  immunohistochemical  staining  for  JNK3  (DAB)  as  described 

previously [50]. Utilizing a BZ-X All-in-One microscope (Keyence, Itasca, IL), a single observer 

scored  the  immunoreactivity  strength  to  JNK3.  The  scoring  rubric  applied  ranged  from  0-3:  0 

10 

signified  the  absence  of  reactivity,  1  represented  mild  reactivity,  2  corresponded  to  moderate 

11 

reactivity, and 3 indicated high reactivity. A visual representation of this scoring method can be 

12 

viewed  in  Figure  3.  An  average  of  3  animals  for  each  sex  was  take  for  regions  quantified.  To 

13 

provide  comprehensive,  visual  representations,  spatial  mappings  were  created  with  Adobe 

14 

Photoshop 2023. These mappings, presented as a six-color gradient scale, encompass eight brain 

15 

atlas sections [50]. The sections were adapted from the Allen Mouse Brain Atlas (Allen Institute 

16 

of Brain Science, 2011) and Paxinos and Franklin's "The Mouse Brain in Stereotaxic Coordinates," 

17 

Fifth Edition [50]. 

18 

Western  Blotting. 

Fluorescent  semiquantitative  western  blotting  was  performed  on  brain 

19 

cerebellum, brainstem, hippocampus, midbrain, striatum and cortex obtained from 12-month-old 

20 

male and female C57BL/6J mice. The brain tissues were homogenized using N-PER lysis buffer 

21 

(Thermo  Scientific  #87792)  supplemented  with  protease  and  phosphatase  inhibitors  without 

22 

EDTA  (Thermo  Scientific  #1861281).  Protein  concentration  was  determined  by  performing  a 

23 

(which was not certified by peer review) is the author/funder. All rights reserved. No reuse allowed without permission. 

The copyright holder for this preprint

this version posted January 20, 2024. 

https://doi.org/10.1101/2024.01.17.575386

doi: 

bioRxiv preprint 

2024.01.17.575386v1.full-html.html
background image

 

10 

bicinchoninic  acid  (BCA)  assay  (Thermo  Scientific  #23225)  following  the  manufacturer's 

protocol. Equal amounts of protein (20

g) samples were then subjected to SDS-PAGE. Proteins 

were  transferred  onto  nitrocellulose  membranes  using  a  BioRad  TurboTransfer  system.  The 

membranes were blocked with 5% non-fat milk in Tris-buffered saline (TBS) for 1 hour at room 

temperature  rocking.  Primary  antibodies  (Table  1),  diluted  in  TBS  containing  0.1%  Tween20 

(TBST), were added to the membranes and incubated overnight at 4°C rocking. Following primary 

antibody incubation, membranes were washed three times for 7 minutes each with TBST. Anti-

rabbit  IgG  (Cell  Signaling  #5151S)  and  anti-mouse  IgG  (Cell  Signaling  #5470S)  fluorophore-

conjugated secondary antibodies were then applied to the membranes and incubated for 1 hour at 

room temperature rocking. After secondary antibody incubation, membranes were washed three 

10 

times  for  7  minutes  each  with  TBST.  Fluorescent  signals  were  detected  and  captured  using 

11 

Odyssey CLx Imaging System. Images of the western blots were imported directly into the Empiria 

12 

Software  (LI-COR  Biosciences,  Lincoln,  NE).  Subsequently,  these  images  were  quantified  in 

13 

relation to housekeeping gene expression or total protein stain.

 

14 

Phos-tag Western Blotting. 

For Phos-tag Western blotting, equal amounts (20

g) of previously 

15 

prepared brain lysate samples were loaded into SuperSep Phos-tag pre-cast gels (FUJIFILM Wako 

16 

Chemicals # 198-17981) and subjected to electrophoresis. Following electrophoresis, the gels were 

17 

washed three times for 20 minutes each with transfer buffer containing 20% methanol, 10% stock 

18 

transfer buffer (30g TrisBase and 144g Glycine in 1 littler deionized water), 70% deionized water, 

19 

and 10 mM EDTA. The gels underwent a final wash with transfer buffer to eliminate any residual 

20 

EDTA.  Next,  proteins  were  transferred  from  the  gel  to  a  nitrocellulose  membrane  using  a 

21 

conventional  wet  transfer  method  as  described  by  SuperSep  Phos-tag  precasted  gels.  The 

22 

membrane was then washed with TBS for 10 minutes. This was followed by drying the membrane 

23 

(which was not certified by peer review) is the author/funder. All rights reserved. No reuse allowed without permission. 

The copyright holder for this preprint

this version posted January 20, 2024. 

https://doi.org/10.1101/2024.01.17.575386

doi: 

bioRxiv preprint 

2024.01.17.575386v1.full-html.html
background image

 

11 

in  37°C  bench  incubator  for  10  minutes  and  subsequent  rehydration  using  TBS.  Total  protein 

staining was then carried out on the membrane using the REVERT Total Protein Stain (LI-COR 

Biosciences) #926-11010 following the manufacturer's instructions. The membrane was imaged 

using the Odyssey CLx Imaging System. The membrane was blocked using 5% non-fat milk in 

TBS  for  1  hour  rocking  at  room  temperature.  The  membrane  was  then  incubated  with  a  JNK3 

primary antibody, dissolved in TBST containing 5% BSA, and left overnight at 4°C rocking. The 

following  day,  the  membrane  was  washed  thrice  with  TBST  for  7  minutes  each.  Secondary 

antibodies were added to the membrane and rocked for 1 hour at room temperature. Following the 

incubation, the membrane was washed again three times with 1x TBST for 7 minutes each. The 

membrane  was  then  imaged  again  using  the  Odyssey  CLx  Imaging  System.  The  images  were 

10 

quantified and normalized to the total protein stain using Empiria Studio Software to determine 

11 

relative  protein  expression  levels.  Images  of  the  Western  blots  were  imported  directly  into  the 

12 

Empiria  Software  (LI-COR  Biosciences,  Lincoln,  NE).  Subsequently,  these  images  were 

13 

quantified in relation to total protein staining and fold-changes were obtained.

 

14 

Cell Culture. 

Cerebral  tissues were collected from  mixed-sex C57BL/6J  pups  on postnatal day 

15 

(PND) 0–1 and dissected for primary cortical neuron culture preparation. Dissociation of cortical 

16 

cells was achieved using 1mg/mL of papain and 0.5U/mL of dispase. Post-dissociation, cells were 

17 

washed, triturated, pelleted, and subsequently resuspended in the culture medium. The resultant 

18 

cell suspension was seeded onto poly-D-lysine-coated 6-well plates at an average density of 1x10

6

 

19 

cells  per  well.  Cells  were  cultured  in  a  neurobasal  medium,  enriched  with  B-27  plus,  50  IU  of 

20 

penicillin, 50mg/mL of streptomycin, and 2 mM of L-glutamine. Half of the medium was refreshed 

21 

24 hours post-isolation. After four days, half of the medium was substituted with a culture medium 

22 

supplemented with 2% B-27 plus supplement and 5μM of cytosine β-d-arabinofuranoside (Ara-C; 

23 

(which was not certified by peer review) is the author/funder. All rights reserved. No reuse allowed without permission. 

The copyright holder for this preprint

this version posted January 20, 2024. 

https://doi.org/10.1101/2024.01.17.575386

doi: 

bioRxiv preprint 

2024.01.17.575386v1.full-html.html
background image

 

12 

Sigma;  #C1768).  The  culture  medium  was  then  changed  every  three  days.  For  microglia  and 

astrocytes culture, brains were also collected from mixed C57BL/6J pups on PND 0-3, and then 

homogenized in a solution of 0.25% trypsin with EDTA. The homogenized cell suspension was 

relocated  to  a  T175  flask  containing  DMEM  medium,  supplemented  with  10%  FBS,  2mM  l-

glutamine,  1mM  Na-Pyruvate,  100

M  non-essential  amino  acids,  and  1%  penicillin  and 

streptomycin.  On  day  7,  the  culture  medium  within  the  flask  was  replaced.  By  day  14,  mature 

microglial cells were isolated from astrocytes using EasySep Mouse CD11b Positive Selection Kit 

II  (Stemcell  Technologies  #18970A,)  and  subsequently  seeded  into  p60  plates.  The  cells  were 

harvested using a RIPA buffer containing protease and phosphate inhibitors. Lysates were left on 

ice  for  30  minutes,  homogenized,  and  centrifuged  to  gather  the  supernatant.  All  samples  were 

10 

stored at -80

o

C until further use. 

11 

Statistical Analyses. 

For western blots, fold values which were obtained from Empiria Software 

12 

were then incorporated into the GraphPad Prism 9 Software, where a 2-way ANOVA was executed 

13 

to analyze differences related to age, brain region, and sex. 

 

14 

 

15 

Results  

16 

JNK3 localization in adult male and female mouse brain. 

Immunohistochemical (IHC) staining 

17 

was employed to visualize the relative abundance of JNK3 within different brain regions of 12-

18 

month-old male and female C57BL6/J mice using a knockout-validated isoform-selective antibody 

19 

(Supplemental  Figure 1). JNK3 was  consistently  identifiable across all brain  regions in  sagittal 

20 

brain sections, using DAB IHC-staining, with notably enriched concentrations in the cortex and 

21 

hippocampus (Figure 1). JNK3 abundance was clear in the primary somatosensory cortex (Figure 

22 

1A) and the primary motor cortex (Figure 1B) particularly.  In Figure 1C, robust JNK3  staining 

23 

(which was not certified by peer review) is the author/funder. All rights reserved. No reuse allowed without permission. 

The copyright holder for this preprint

this version posted January 20, 2024. 

https://doi.org/10.1101/2024.01.17.575386

doi: 

bioRxiv preprint 

2024.01.17.575386v1.full-html.html
background image

 

13 

was  noticed  in  the  hippocampal  formation.  Additional  areas  with  enriched  JNK3  localization 

included the piriform cortex (Figure 1D), the olfactory tubercle (Figure 1E), and the areas of the 

thalamus (Figure 1F). Within these images, higher magnification (20x and 60x) images illustrate 

that the JNK3 distribution appears to be predominantly in neurons in these regions (Figure 1).  

JNK3 localization in the brainstem of adult mouse brain. 

IHC staining was employed on sagittal 

slices of C57BL6/J mouse brains to analyze JNK3 distribution in specific regions of the brainstem 

(Figure 2). JNK3 staining was observed throughout the brainstem, albeit more diffuse than in the 

cortical  and  hippocampal  regions  (Figure  1).    The  JNK3  distribution  in  the  brainstem  was 

consistent  more  with  specific  nuclei.  Specifically,  JNK3  prominently  appears  in  the  spinal 

trigeminal nucleus (Figure 2A), the intermediate reticular nucleus (Figure 2B), the facial nucleus 

10 

(Figure 2C), the motor trigeminal nucleus (Figure 2D), the vestibular nucleus (Figure 2E), and the 

11 

interposed cerebellar nucleus (Figure 2F). Significant staining was also observed in the cerebellar 

12 

cortex of the anterior and posterior lobes (Figure 2F). As in other brain regions, JNK3 localization 

13 

at  higher  magnification  appears  to  be  almost  exclusively  neuronal  consistent  with  previous 

14 

histological reports [7, 8]. 

15 

Qualitative anaysis of JNK3 levels in the adult mouse brain and cervical spinal cord. 

To semi-

16 

quantify JNK3 abundance in each region, mouse brains were coronally sectioned and IHC-stained 

17 

with  DAB.  Based  on  the  relative  intensities  of  JNK3  signal  in  these  sections,  JNK3 

18 

immunoreactivity was characterized as low (Figure 3A), moderate (Figure 3B), or high (Figure 

19 

3C).  These  benchmarks  were  then  used  to  form  a  scored  rubric  of  JNK3  abundance  across  the 

20 

brain.  From the anterior to the posterior, high JNK3 immunoreactivity was noted in the anterior 

21 

cortical  regions,  including  the  agranular  insular  cortex  and  dorsal  peduncular  cortex  (Table  2). 

22 

Higher  immunoreactivity  was  observed  in  the  cingulate  cortex,  primary  and  secondary  motor 

23 

(which was not certified by peer review) is the author/funder. All rights reserved. No reuse allowed without permission. 

The copyright holder for this preprint

this version posted January 20, 2024. 

https://doi.org/10.1101/2024.01.17.575386

doi: 

bioRxiv preprint 

2024.01.17.575386v1.full-html.html
background image

 

14 

cortices, primary and secondary somatosensory cortices, and the piriform cortex (Table 2, Figure 

4A-C). High JNK3 immunoreactivity was also evident in the olfactory tubercle (Table 2, Figure 

4A-B). Contrariwise, the striatum and the globus pallidus in the same region exhibited low JNK3 

immunoreactivity  (Table  2,  Figure  4A-C).  The  immunoreactivity  for  JNK3  was  consistent 

throughout  the  striatum,  with  the  internal  globus  pallidus  demonstrating  slightly  higher 

immunoreactivity for JNK3 than the external globus pallidus (Figure 4C). Transitioning into the 

temporal lobe, the auditory cortex and other cortical regions showed high immunoreactivity for 

JNK3  (Table  2,  Figure  4C-D).  The  hippocampus  demonstrated  significantly  high  JNK3 

immunoreactivity,  particularly  in  the  CA1-CA3  regions  and  the  dentate  gyrus;  whereas,  the 

subiculum had very low JNK3 immunoreactivity (Table 2, Figure 4C-D). Near the hippocampus, 

10 

the thalamus and hypothalamus were observable (Table 2, Figure 4C), both displaying moderate 

11 

to high immunoreactivity for JNK3. Consistently, most staining in the thalamus was observed in 

12 

the mediodorsal region, with slightly less in the ventral lateromedial region (Figure 4C). However, 

13 

the  amygdala,  found  within  this  region,  had  notably  low  immunoreactivity  for  JNK3  (Table  2, 

14 

Figure  4D).  The  nearby  habenular  nucleus  also  showed  considerable  JNK3  immunoreactivity 

15 

(Table 1, Figure 4C). As we moved closer to the brainstem, the cerebellar lobes and fissures were 

16 

visible, although they displayed very low reactivity for JNK3.  Within the anterior region of the 

17 

brainstem,  the midbrain, JNK3  exhibited high  immunoreactivity in  the  cerebellar peduncle and 

18 

motor trigeminal nucleus (Table 2; Figure 4E-F). JNK3 also showed high immunoreactivity in the 

19 

olivary nucleus, pontine reticular nucleus, and raphe nucleus (Table 2; Figure 4E-F). Furthermore, 

20 

JNK3 demonstrated moderate immunoreactivity in the cuneiform nucleus and low reactivity in the 

21 

reticulotegmental  nucleus  (Table  2,  Figure  4E-F).  Transitioning  into  the  posterior  part  of  the 

22 

brainstem, the medulla oblongata, JNK3 also demonstrated significantly high immunoreactivity in 

23 

(which was not certified by peer review) is the author/funder. All rights reserved. No reuse allowed without permission. 

The copyright holder for this preprint

this version posted January 20, 2024. 

https://doi.org/10.1101/2024.01.17.575386

doi: 

bioRxiv preprint 

2024.01.17.575386v1.full-html.html
background image

 

15 

motor-associated areas, including the vagus nerve nucleus, hypoglossal nucleus, lateral reticular 

nucleus, and inferior olive nucleus (Table 2; Figure 4G). The cuneate nucleus also displayed high 

JNK3 immunoreactivity, albeit  slightly less than  the other  regions  (Table  2, Figure  4G).  In the 

pons region of the brainstem, JNK3 displayed high immunoreactivity overall. This was particularly 

evident  in  the  facial  nucleus,  cerebellar  nucleus,  vestibular  nucleus,  granular  insular  cortex, 

gigantocellular reticular nucleus, spinal trigeminal nucleus, and cochlear nucleus (Table 2, Figure 

4F). The immunoreactivity observed in the cervical spine displayed marked similarity to that of 

the  brainstem;  wherein,  JNK3  localization  in  the  cervical  spinal  cord  (Figure  4H)  was  also 

consistently high across nuclei in the grey matter but was absent in the lateral regions (anterior and 

posterior horns) and the funiculus (Figure 4H). Lastly, no significant sex differences were observed 

10 

between male and female brains in terms of JNK3 distribution. 

11 

JNK3 co-localization with various neuron types. 

JNK3 distribution in our current results and in 

12 

other histological studies has been described as primarily neuronal [7, 8]. To dissect the types of 

13 

neurons  that  may  express  JNK3,  co-immunofluorescent  (co-IF)  staining  was  performed  with 

14 

neuron-selective markers/antibodies and the JNK3 antibody. Across all regions of the C57BL6/J 

15 

mouse brain, JNK3 exhibited extensive co-localization with NeuroTrace Red staining (Figure 5A). 

16 

Antibodies for selective neuronal markers were used to discern the JNK3-positive neuron species.  

17 

In the brainstem, an overlay of JNK3 and the motor neuronal marker, transcription factor islet 1 

18 

(Isl1),  emerged  throughout  the  region  (Figure  5B).  This  co-localization  was  observed  in  areas 

19 

critical for motor function, including the vestibular nuclei, pontine reticular nucleus, and all cranial 

20 

nerve nuclei. Similar Isl1 localization also became apparent in the spinal cord, particularly in the 

21 

anterior  sections  containing  motor  neurons.  JNK3  also  displayed  co-localization  with  the 

22 

cholinergic  neuronal  marker,  choline  acetyltransferase  (ChAT),  especially  in  regions  densely 

23 

(which was not certified by peer review) is the author/funder. All rights reserved. No reuse allowed without permission. 

The copyright holder for this preprint

this version posted January 20, 2024. 

https://doi.org/10.1101/2024.01.17.575386

doi: 

bioRxiv preprint 

2024.01.17.575386v1.full-html.html
background image

 

16 

populated with cholinergic neurons, such as the habenular nucleus (Figure 5C) and the cuneate 

nucleus in the brainstem. In dopaminergic neuron-rich regions, including the substantia nigra, co-

localization  of  JNK3  with  the  dopaminergic  neuronal  marker,  tyrosine  hydroxylase  (TH),  also 

became evident (Figure 5D). The examination of JNK3 and glutamate decarboxylase (GAD67), a 

GABAergic  marker,  possessed  overlapping  signals  that  appeared  across  all  brain  regions,  with 

higher intensity areas of the hippocampus and cortex shown in Figure 5E. In contrast, a lack of co-

localization between JNK3 and the glutamatergic neuronal marker, vesicular glutamate transporter 

1 (VGLUT1), was noted, even in areas known for a high concentration of glutamatergic neurons, 

such as the hippocampus (Figure 5E). These findings collectively suggest that JNK3 is localized 

in most types of neurons, but not all. The subcellular localization of JNK3 varied across different 

10 

regions of the brain. Primarily, JNK3 appeared to be distributed throughout the entire cell body, 

11 

whereas in the brainstem and spinal cord, JNK3 localization was more nuclear (Figure 5A). 

 

12 

JNK3 protein levels in adult male and female brain. 

To corroborate the immunohistochemical 

13 

and immunofluorescent findings, the protein levels across multiple regions of the C57BL6/J mouse 

14 

brains  were  analyzed.  Initially,  a  comparison  of  3-month-old  (the  age  of  previous  histological 

15 

studies  [7,  8])  and  12-month-old  male  mice  revealed  no  significant  differences  in  JNK3  levels 

16 

were  detected  between  the  two  age  groups  (Supplemental  Figure  2).  In  12-month-old  mice, 

17 

significantly  higher  JNK3  protein  levels  in  the  hippocampus  and  cortex  compared  to  the 

18 

cerebellum (Figure 6A). On the other hand, regions such as the brainstem, midbrain, and striatum 

19 

exhibited  JNK3  protein  levels  comparable  to  those  in  the  cerebellum  (Figure  6A).  Semi-

20 

quantification of the protein levels  was performed to illustrate any differences  among the brain 

21 

regions (Figure 6B). In addition, a sex-based comparison between male and female mice revealed 

22 

no significant differences in JNK3 protein levels. 

 

23 

(which was not certified by peer review) is the author/funder. All rights reserved. No reuse allowed without permission. 

The copyright holder for this preprint

this version posted January 20, 2024. 

https://doi.org/10.1101/2024.01.17.575386

doi: 

bioRxiv preprint 

2024.01.17.575386v1.full-html.html
background image

 

17 

Phosphorylated JNK and JNK3 abundance in adult male and female brain. 

Prevailing research 

suggests  that  elevated  JNK3  activity  may  contribute  to  the  induction  of  apoptosis;  meanwhile, 

studies  implicating  of  JNK3  in  neuron  morphology,  neurotransmission,  and  behavior  would 

indicate that elevated JNK3 activity in the healthy brain could illustrate areas that require JNK3 

for normal neurophysiology. Thus, we used traditional and Phos-Tag© western blot analyses with 

total  JNK  antibodies  and  the  JNK3-selective  antibody  to  measure  the  abundance  of  JNK3  in 

dissected  brain  regions.  A  slight  elevation  of  total  JNK  protein  levels  was  observed  in  the 

brainstem and midbrain, while a decrease was observed in the hippocampus and striatum (Figure 

7A).  In  contrast,  the  levels  of  phosphorylated  JNK  were  mildly  higher  in  the  brainstem,  while 

remaining consistent across all other regions (Figure 7A). Quantification of phosphorylated JNK3 

10 

in  the  brains  of  mice  by  Phos-Tag©  western  blotting  revealed  a  higher  proportion  of 

11 

phosphorylated  JNK3  species  in  the  hippocampus  and  cortex  (Figure  7A  &  B).  However,  the 

12 

brainstem presented fewer phosphorylated JNK3 species (Figure 7A & B). Upon further analysis 

13 

of total JNK and phosphorylated JNK proteins, no statistically significant sex-based differences 

14 

emerged between male and female mice regarding phosphorylated JNK, pJNK, and pJNK3 in the 

15 

brain (Figure 7B). Thus, the presence of active JNK3 can be found at distinct concentrations within 

16 

the brain. 

 

17 

JNK3 concentrations within astrocytes and in primary CNS cells. 

Recent studies have suggested 

18 

that  the  expression  of  JNK3  may  extend  beyond  neurons  to  glial  cells,  such  as  astrocytes  and 

19 

oligodendrocytes [33, 51-53]. To compare JNK3 abundance in other prominent cell types in the 

20 

brain, primary neurons, astrocytes, and microglia were cultured from C57BL/6J mice. JNK3 was 

21 

found in the cultured neurons and astrocytes (Figure 8A); meanwhile, JNK3 was not detectable in 

22 

primary  microglia  (Figure  8A).Further  examination  of  potential  co-localization  of  JNK3  with 

23 

(which was not certified by peer review) is the author/funder. All rights reserved. No reuse allowed without permission. 

The copyright holder for this preprint

this version posted January 20, 2024. 

https://doi.org/10.1101/2024.01.17.575386

doi: 

bioRxiv preprint 

2024.01.17.575386v1.full-html.html
background image

 

18 

astrocytes employed glial fibrillary acidic protein (GFAP) in IHC staining (Figure 8B). However, 

alignment  of  JNK3  staining  with  astrocyte  localization  did  not  occur  in  adjacent  brain  slices, 

indicating the absence of JNK3 in regions rich with astrocytes (Figure 8B). Cell morphologies in 

these regions are noted in Supplemental Figure 3 for GFAP-positive and JNK3-positive cells. This 

result may suggest that the prevailing JNK3 species in the healthy adult brain may be affiliated 

with neurons, as suggested by previous studies.

 

Discussion 

JNK3 is emerging as not only a central element of neurodegenerative disease pathophysiology, 

but  also  for  relevance  to  normal  neurological  function.  Our  study  builds  upon  previous  JNK3 

histological and neurological studies and provides a greater resolution of JNK3 distribution in the 

10 

adult brain to help understand the kinase’s roles within the nervous system.  The findings of our 

11 

current study demonstrate that JNK3 is distributed throughout the brain in healthy adult C57BL6/J 

12 

mice with protein (Figure 6) and phosphoprotein (Figure 7) levels elevated in the cortex and the 

13 

hippocampus  as  observed  in  previous  studies  [7,  8,  48].  However,  our  study  uncovers  the 

14 

enrichment of JNK3 and pJNK3 in areas of the brainstem, cerebellum, and cervical spinal cord not 

15 

mentioned  in  previous  histological  investigations.  Furthermore,  the  study  reaffirms  the 

16 

predominance of JNK3 in neurons and identifies the specific types and locations of JNK3-positive 

17 

neurons. Collectively, these data set the stage to examine the nuanced functions of JNK3 in these 

18 

areas of the brain  concerning motor function, cognitive abilities, disease progression, and other 

19 

neurological processes, but the distribution of JNK3 from our studies may provide insights into 

20 

the vulnerability of neurons in distinct brain regions to neurotoxic exposures and hallmark events 

21 

in neurodegenerative diseases. 

22 

(which was not certified by peer review) is the author/funder. All rights reserved. No reuse allowed without permission. 

The copyright holder for this preprint

this version posted January 20, 2024. 

https://doi.org/10.1101/2024.01.17.575386

doi: 

bioRxiv preprint 

2024.01.17.575386v1.full-html.html
background image

 

19 

This study replicated earlier results with the p493F12 antibody, which indicated elevated JNK3 

protein expression in the cortex and hippocampus, with diminished presence in the striatum [7, 8]. 

The  cortical  and  hippocampal  localization  (Figure  1)  corresponds  with  not  only  the  proposed 

involvement of JNK3 in AD and related dementias (ADRD) [25, 26, 37, 38], but it also aligns with 

the putative involvement of JNK3 in neurobehavioral outcomes [46, 54]. As mentioned, earlier 

Jnk3

-/-

 mice exhibit some behavioral deficits in the elevated plus maze and potentially in the Morris 

water  maze  compared  to  wild-type  mice,  and  these  tests  require  processes  affiliated  with  the 

cortical  and  hippocampal  regions  suggesting  that  JNK3  activities  may  be  crucial  to  basal 

neurological  function  [46].    Our  current  study  finds  that  pJNK3  levels  are  elevated  in  the 

hippocampus and cortex of healthy male and female mice (Figure 7) indicating that there is basal 

10 

JNK3  activities  are  contributing  to  neurophysiology  in  these  regions,  which  is  consistent  with 

11 

recent  pJNK3  radioligand  labeling  studies  [49].  The  higher  levels  of  JNK3  activity  in  the 

12 

hippocampal region could also represent a “double-edged sword” to explain why these regions are 

13 

vulnerable to neuron loss in AD and other neurodegenerative disorders, as elevated and sustained 

14 

levels of pJNK3 have been implicated in these conditions. Perhaps, the physiological dependence 

15 

on JNK3 in the cortex and hippocampus, as well as other areas with elevated pJNK3, may lower 

16 

the threshold for triggering detrimental JNK3 signaling events. One possible mechanism for this 

17 

might  be  the  physiological  phosphorylation  of  Bcl-2  and  BH3-only  protein  members  [55]  that 

18 

could lead to apoptotic priming and polarization of mitochondria and cellular pathways towards 

19 

cell  death  [56].  Additionally,  inhibition  of  mitochondrial  JNK  signaling  in  the  brain  is 

20 

neuroprotective 

in  vitro

  and 

in  vivo

  in  part by  altering the phospho-status  of Bcl-2 superfamily 

21 

proteins [4, 57]. Indeed, the mitochondrial scaffold for JNK, SH3-binding protein 5 (SH3BP5 or 

22 

Sab)  is  also  highly  expressed  in  the  hippocampus  and  contributes  to  apoptosis  and 

23 

(which was not certified by peer review) is the author/funder. All rights reserved. No reuse allowed without permission. 

The copyright holder for this preprint

this version posted January 20, 2024. 

https://doi.org/10.1101/2024.01.17.575386

doi: 

bioRxiv preprint 

2024.01.17.575386v1.full-html.html
background image

 

20 

neurotransmission [58]. Thus, the tight coupling of JNK3 activity to basal neurophysiology in the 

hippocampus and other regions may be a vulnerability when neurotoxic insults arise. 

Alternatively, the diminished presence of JNK3 in the striatum (Figure 1, Figure 4, and Table 

2), a site of Parkinson’s disease pathology (the loss of dopaminergic terminals [59]), is interesting 

given not only the involvement of JNK3 in synapse dysfunction and dendritic pruning [15, 60], 

but  also  many  data  indicating  that  JNK3-selective  inhibitors  protect  in  part  against  the  loss  of 

striatal dopamine in preclinical models [11, 26, 49, 61].  The lower levels of JNK3 in the striatum 

may speak to a reduced capacity for neuritogenesis. The first description of JNK3’s role in neurite 

initiation  was  demonstrated  when 

Jnk3

-/-

  mice  and  JNK3-selective  inhibitors  prevented 

neuritogenesis of dorsal root ganglion neurons [62]; JNK3 was later implicated in neurite initiation 

10 

in  other  neurons,  including  dopaminergic  neurons  [63,  64].  Our  analyses  of  pJNK3  levels  in 

11 

striatum  did  not  reveal  robust  levels  of  active  JNK3,  but  if  the  pJNK3  species  are  restricted  to 

12 

synaptic  terminals  or  neurites  in  this  large  area,  the  pJNK3  could  be  diluted  from  highly 

13 

concentrated, but small regions of the area. Another possibility is that JNK3 could be signaling 

14 

from dopaminergic soma in the substantia nigra, as midbrain levels of pJNK3 were found in male 

15 

and female adult mice (Figure 7), and JNK3 protein levels were high in the substantia nigra (Figure 

16 

4) as well. Further, Bales, et al. found that in a preclinical model of PD, pJNK3 levels significantly 

17 

increased in the midbrain and in the area of the substantia nigra [49]. These data indicate that the 

18 

increase in JNK3 activity for extended duration may be neurodegenerative [26], and the ability to 

19 

detect  these  increased  may  be  a  useful  way  to  identify  vulnerable  brain  regions  or  to  monitor 

20 

disease progression to better inform treatment of individual patients [49]. 

21 

Intriguingly,  our  study  indicates  that  there  are  moderate  JNK3  protein  levels  in  various 

22 

subcortical  areas,  including  the  thalamus  and  hypothalamus  (Figures  1  &  4  and  Table  2).  The 

23 

(which was not certified by peer review) is the author/funder. All rights reserved. No reuse allowed without permission. 

The copyright holder for this preprint

this version posted January 20, 2024. 

https://doi.org/10.1101/2024.01.17.575386

doi: 

bioRxiv preprint 

2024.01.17.575386v1.full-html.html
background image

 

21 

recent  implications  of  JNK3  in  metabolic  homeostasis  and  disease  [47,  65,  66]  illustrate  its 

possible  function  in  these  regions.  Specifically,  smaller  neurons  of  the  supraoptic  nucleus 

exhibited an modest increase in JNK3 following tetrodotoxin treatment 

in vitro

 [65]. Additionally, 

brain-penetrant JNK inhibitors with partial selectivity for JNK3, namely SR11935, reduced food 

intake and body mass in adult mice [67]. It appears that JNK3/JNK2 inhibition sensitized animals 

to  leptin  effects  by  increasing  leptin-mediated  activation  of  signal  transducer  and  activator  of 

transcription  3  (STAT3)  through  the  downregulation  of  suppressor  of  cytokine  signaling  3 

(SOCS3) [67]. Thus, while there may be therapeutic advantages to targeting JNK3 in neurological 

disorders,  the  specificity  (i.e.,  targeting  mitochondrial  JNK  signaling)  and  dose  of  these 

prospective interventions will require careful consideration to prevent effects on basal neurological 

10 

functions of JNK3. 

11 

The distribution of JNK3 was found to span the entire brainstem and extend into the cervical 

12 

spinal  cord  (Figure  2  &  4  and  Table  2).  Parallel  findings  were  made  previously  in  AD  patient 

13 

brains; wherein, JNK3 localization was noted not just in the cortical and hippocampal regions, but 

14 

also  within  the  brainstem  and  spinal  cord  [8].  Intriguingly,  JNK3  colocalized  with  the  motor 

15 

neuron marker Isl1 in the brainstem and spinal cord with a prevailing nuclear appearance in its 

16 

subcellular  localization  (Figure  5).  The  presence  of  JNK3  in  motor  neurons  fits  with  the 

17 

identification  of  JNK3  in  other  brain  regions  implicated  in  motor  functions,  such  as  the  motor 

18 

cortices, basal ganglia, cerebellum, and brainstem nuclei (Figure 1, 2, and 4).  Examining pJNK3 

19 

levels in these regions, especially the cortices, cerebellum, and brainstem indicate there is active 

20 

JNK3 in these regions with higher levels of activity in the cortex and cerebellum when compared 

21 

to the brainstem. Nonetheless, these observations may indicate that JNK3 may have a role in the 

22 

regulation  of motor functions.  Past  research has  implicated JNK3  activity  in  neurodegenerative 

23 

(which was not certified by peer review) is the author/funder. All rights reserved. No reuse allowed without permission. 

The copyright holder for this preprint

this version posted January 20, 2024. 

https://doi.org/10.1101/2024.01.17.575386

doi: 

bioRxiv preprint 

2024.01.17.575386v1.full-html.html
background image

 

22 

conditions  associated  with  motor  neurons,  such  as  spinal  cord  injury,  spinal  muscular  atrophy 

(SMA)  and  amyotrophic  lateral  sclerosis  (ALS)  [68-70].  These  studies  suggest  that  elevated 

pJNK3 initiates motor neuron loss and that inhibition of JNK3 by small molecules or gene ablation 

can  protect  motor  neurons  [68-71].    The  presence  of  JNK3  and  pJNK3  in  motor  regions  is  an 

noteworthy result given the absence of apparent motor defects in knockout animals or those treated 

with JNK3-selective inhibitors [5]; nonetheless, the magnitude of JNK3 levels may be indicative 

of an inherent vulnerability of motor neurons in these regions to stress. 

 

Prior  research  has  identified  JNK3  as  primarily  neuronal,  specifically  apparent  in 

pyramidal neurons located in the hippocampus [8, 72], yet many JNK3 CNS activities highlighted 

here  span  across  distinct  neuron  types.  Moreover,  the  co-localization  of  JNK3  with  specific 

10 

neuronal types has been scarcely documented. Our study reports the co-localization of JNK3 with 

11 

a variety of neuronal types, including motor neurons and dopaminergic neurons mentioned earlier, 

12 

and  cholinergic  and  GABAergic  neurons.  In  AD,  the  loss  of  cholinergic  neurons  precipitates 

13 

disease progression and may coincide with increases in pJNK3 along the course of disease [73]. 

14 

Similarly, the role for JNK3 in the maintenance and survival of GABAergic neurons may align 

15 

with alterations in GABAergic signaling that might contribute to the cognitive impairments seen 

16 

in AD [74]. A particularly interesting results was the absence of co-localization between JNK3 

17 

and VGLUT1 because of JNK3’s relationships with endosomes and vesicular trafficking [41-44]. 

18 

Postulation  on  this  result  may  explain  why  JNK3  could  be  a  crucial  inducer  of  glutamate 

19 

excitotoxicity in non-glutamatergic neurons, and that its minimal expression in VGLUT1-positive 

20 

neurons could provide a level of protection. Cell-type-specific studies into the roles of JNK3 in 

21 

distinct neurons could provide useful insights into its physiological and pathological activities in 

22 

the brain and spinal cord. 

23 

(which was not certified by peer review) is the author/funder. All rights reserved. No reuse allowed without permission. 

The copyright holder for this preprint

this version posted January 20, 2024. 

https://doi.org/10.1101/2024.01.17.575386

doi: 

bioRxiv preprint 

2024.01.17.575386v1.full-html.html
background image

 

23 

 

In addition to neurons, astrocytes and oligodendrocytes have been identified as cell types 

that may have JNK3 expression within the CNS [52, 53, 75-77]. Our analyses of GFAP in adult 

mouse brain section do not align with JNK3 signals. However, primary cultured astrocytes do have 

substantial  JNK3  concentrations  consistent  with  previous  studies  implicating  JNK3  in  cultured 

astrocytes [52]. It is important to consider that our studies have been conducted on healthy adult 

brains,  yet  neurodegenerative  conditions  widely  exhibit  neuroinflammation  and  reactive  gliosis 

[78]  that  could  change  the  context  of  astrocytes  allowing  for  JNK3  expression.  Perhaps,  these 

stresses may be similar to some of those in cell culture settings that trigger JNK3 expression in 

primary astrocytes. Unfortunately, we were unable to examine whether oligodendrocytes in the 

brain tissue possess JNK3 and pJNK3, but the relationship between oligodendrocytes and JNK3-

10 

implicated  conditions  like  multiple  sclerosis,  suggests  a  potential  interplay  may  exist.  It  is 

11 

interesting that two CNS-resident glial cells (astrocytes and oligodendrocytes) closely related to 

12 

neuronal function and neurotransmission would express JNK3. Studies are ongoing to determine 

13 

if JNK3 glial activities may contribute to neurophysiology and disease progression. 

14 

 

In  summary,  JNK3  is  broadly  localized  throughout  a  healthy  adult  mouse  brain,  with 

15 

certain  regions,  such  as  the  hippocampus  and  the  cortex,  displaying  higher  levels  of  JNK3 

16 

compared to others like the striatum. JNK3 is found in various neuronal cell types, including motor 

17 

neurons, cholinergic neurons, dopaminergic neurons, and GABAergic neurons, but it appears to 

18 

be absent from VGLUT1-positivve glutamatergic neurons. The activity of JNK3 is heightened in 

19 

regions that exhibit high immunoreactivity for JNK3, such as the cortex and the hippocampus. In 

20 

cell culture, JNK3 is present in neurons and astrocytes, though interestingly, in the brain, JNK3 

21 

does not co-localize with astrocytes. Overall, the insights gleaned from this study offer a higher 

22 

resolution of the distribution of JNK3 and pJNK3 activity in the adult mouse brain, connecting 

23 

(which was not certified by peer review) is the author/funder. All rights reserved. No reuse allowed without permission. 

The copyright holder for this preprint

this version posted January 20, 2024. 

https://doi.org/10.1101/2024.01.17.575386

doi: 

bioRxiv preprint 

2024.01.17.575386v1.full-html.html
background image

 

24 

long-standing  observation  in  the  field  of  neuro-JNK  research.  Given  the  inherent  differences 

between  mice  and  human  neuroanatomy  and  CNS  physiology,  future  studies  will  focus  on 

conducting similar studies in  human brain sections to define JNK3 and pJNK3 localization  and 

subcellular  distributions.  Consequently,  once  the  locations  of  JNK3  and  active  JNK3  are 

elucidated,  this  information  will  deepen  our  understanding  of  the  potential  mechanisms  and 

vulnerabilities in neurodegenerative conditions, potentially setting the stage for the development 

of more effective diagnostic, prognostic, and/or therapeutic approaches.  

 

Acknowledgements 

The authors would like to thank the members of the Chambers and Richardson labs for their helpful 

comments during the experiments and preparation of this manuscript. We are especially grateful 

10 

to Dr. Melissa Edler (Kent State University) for her advice and encouragement during the imaging 

11 

quantification and analyses from our study. We would like to thank Dr. Roger J. Davis (University 

12 

of Massachusetts Chan Medical School and Howard Hughes Medical Institute) for the kind gift of 

13 

the JNK-null MEFs we used to validate the JNK3 antibody for this study. Also, I would like to 

14 

thank our Drs. Kim Tieu, Fenfei Leng, Timothy Allen, Hongxia Zhou, and Qin Li Cao for their 

15 

helpful comments in the editing of the manuscript. This research was made possible by start-up 

16 

funds provided by FIU to J.W.C and a grant from the Michael J. Fox Foundation for Parkinson’s 

17 

Disease  Research  (#1211),  and  V.G.  was  supported  by  a  research  assistantship  from  the 

18 

Transdisciplinary  Biomolecular  and  Biomedical  Sciences  Training  Program  (NIH  T32 

19 

GM132054-01). JRR was supported, in part, by NIH R01ES033892. 

20 

References 

21 

[1] Y.T. Ip, R.J. Davis, Signal transduction by the c-Jun N-terminal kinase (JNK) — from 

22 

inflammation to development, Current Opinion in Cell Biology, 10 (1998) 205-219. 

23 

(which was not certified by peer review) is the author/funder. All rights reserved. No reuse allowed without permission. 

The copyright holder for this preprint

this version posted January 20, 2024. 

https://doi.org/10.1101/2024.01.17.575386

doi: 

bioRxiv preprint 

2024.01.17.575386v1.full-html.html
background image

 

25 

[2] C.-Y. Kuan, D.D. Yang, D.R.S. Roy, R.J. Davis, P. Rakic, R.A. Flavell, The Jnk1 and Jnk2 

Protein Kinases Are Required for Regional Specific Apoptosis during Early Brain Development, 

Neuron, 22 (1999) 667-676. 

[3] S.R. Bruckner, S. Estus, JNK3 contributes toc-jun induction and apoptosis in 4-

hydroxynonenal-treated sympathetic neurons, Journal of Neuroscience Research, 70 (2002) 665-

670. 

[4] J.W. Chambers, S. Howard, P.V. Lograsso, Blocking c-Jun N-terminal Kinase (JNK) 

Translocation to the Mitochondria Prevents 6-Hydroxydopamine-induced Toxicity in Vitro and 

in Vivo, Journal of Biological Chemistry, 288 (2013) 1079-1087. 

[5] E.T. Coffey, Nuclear and cytosolic JNK signalling in neurons, Nature Reviews Neuroscience, 

10 

15 (2014) 285-299. 

11 

[6] S. Gupta, T. Barrett, A.J. Whitmarsh, J. Cavanagh, H.K. Sluss, B. Dérijard, R.J. Davis, 

12 

Selective interaction of JNK protein kinase isoforms with transcription factors, The EMBO 

13 

Journal, 15 (1996) 2760-2770. 

14 

[7] J.H. Martin, A.A. Mohit, C.A. Miller, Developmental expression in the mouse nervous 

15 

system of the p493F12 SAP kinase, Molecular Brain Research, 35 (1996) 47-57. 

16 

[8] A.A. Mohit, J.H. Martin, C.A. Miller, p493F12 kinase: a novel MAP kinase expressed in a 

17 

subset of neurons in the human nervous system, Neuron, 14 (1995) 67-78. 

18 

[9] S. Brecht, R. Kirchhof, A. Chromik, M. Willesen, T. Nicolaus, G. Raivich, J. Wessig, V. 

19 

Waetzig, M. Goetz, M. Claussen, D. Pearse, C.-Y. Kuan, E. Vaudano, A. Behrens, E. Wagner, 

20 

R.A. Flavell, R.J. Davis, T. Herdegen, Specific pathophysiological functions of JNK isoforms in 

21 

the brain, European Journal of Neuroscience, 21 (2005) 363-377. 

22 

(which was not certified by peer review) is the author/funder. All rights reserved. No reuse allowed without permission. 

The copyright holder for this preprint

this version posted January 20, 2024. 

https://doi.org/10.1101/2024.01.17.575386

doi: 

bioRxiv preprint 

2024.01.17.575386v1.full-html.html
background image

 

26 

[10] D.D. Yang, C.-Y. Kuan, A.J. Whitmarsh, M. Rinócn, T.S. Zheng, R.J. Davis, P. Rakic, R.A. 

Flavell, Absence of excitotoxicity-induced apoptosis in the hippocampus of mice lacking the 

Jnk3 gene, Nature, 389 (1997) 865-870. 

[11] S. Hunot, M. Vila, P. Teismann, R.J. Davis, E.C. Hirsch, S. Przedborski, P. Rakic, R.A. 

Flavell, JNK-mediated induction of cyclooxygenase 2 is required for neurodegeneration in a 

mouse model of Parkinson's disease, Proceedings of the National Academy of Sciences, 101 

(2004) 665-670. 

[12] G. Manassero, I.E. Repetto, S. Cobianchi, V. Valsecchi, C. Bonny, F. Rossi, A. Vercelli, 

Role of JNK Isoforms in the Development of Neuropathic Pain following Sciatic Nerve 

Transection in the Mouse, Molecular Pain, 8 (2012) 1744-8069-1748-1739. 

10 

[13] S. Tessi, B. Thomas, H. Cathrin, R. Martin, J.D. Roger, T. Cedomir, Hippocampal c-Jun-N-

11 

Terminal Kinases Serve as Negative Regulators of Associative Learning, The Journal of 

12 

Neuroscience, 30 (2010) 13348. 

13 

[14] A. Apara, J. Galvao, Y. Wang, M. Blackmore, A. Trillo, K. Iwao, D.P. Brown, K.A. 

14 

Fernandes, A. Huang, T. Nguyen, M. Ashouri, X. Zhang, P.X. Shaw, N.J. Kunzevitzky, D.L. 

15 

Moore, R.T. Libby, J.L. Goldberg, KLF9 and JNK3 Interact to Suppress Axon Regeneration in 

16 

the Adult CNS, The Journal of Neuroscience, 37 (2017) 9632-9644. 

17 

[15] S. Neidhart, B. Antonsson, C. Gilliéron, F. Vilbois, G. Grenningloh, S. Arkinstall, c-Jun N-

18 

terminal kinase-3 (JNK3)/stress-activated protein kinase-β (SAPKβ) binds and phosphorylates 

19 

the neuronal microtubule regulator SCG10, FEBS Letters, 508 (2001) 259-264. 

20 

[16] S.R. Bruckner, S.P. Tammariello, C.-Y. Kuan, R.A. Flavell, P. Rakic, S. Estus, JNK3 

21 

contributes to c-Jun activation and apoptosis but not oxidative stress in nerve growth factor-

22 

deprived sympathetic neurons, Journal of Neurochemistry, 78 (2001) 298-303. 

23 

(which was not certified by peer review) is the author/funder. All rights reserved. No reuse allowed without permission. 

The copyright holder for this preprint

this version posted January 20, 2024. 

https://doi.org/10.1101/2024.01.17.575386

doi: 

bioRxiv preprint 

2024.01.17.575386v1.full-html.html
background image

 

27 

[17] U. Namgung, Z. Xia, Arsenite-Induced Apoptosis in Cortical Neurons Is Mediated by c-Jun 

N-Terminal Protein Kinase 3 and p38 Mitogen-Activated Protein Kinase, The Journal of 

Neuroscience, 20 (2000) 6442-6451. 

[18] U. Namgung, Z. Xia, Arsenic Induces Apoptosis in Rat Cerebellar Neurons via Activation 

of JNK3 and p38 MAP Kinases, Toxicology and Applied Pharmacology, 174 (2001) 130-138. 

[19] R. Chihab, C. Ferry, V. Koziel, P. Monin, D. Jean-Luc, Sequential activation of activator 

protein-1-related transcription factors and JNK protein kinases may contribute to apoptotic death 

induced by transient hypoxia in developing brain neurons, Molecular Brain Research, 63 (1998) 

105-120. 

[20] K. Mielke, A. Damm, D.D. Yang, T. Herdegen, Selective expression of JNK isoforms and 

10 

stress-specific JNK activity in different neural cell lines, Molecular Brain Research, 75 (2000) 

11 

128-137. 

12 

[21] D.A. Shackelford, R.Y. Yeh, Differential effects of ischemia and reperfusion on c-Jun N-

13 

terminal kinase isoform protein and activity, Molecular Brain Research, 94 (2001) 178-192. 

14 

[22] C.-Y. Kuan, A.J. Whitmarsh, D.D. Yang, G. Liao, A.J. Schloemer, C. Dong, J. Bao, K.J. 

15 

Banasiak, G.G. Haddad, R.A. Flavell, R.J. Davis, P. Rakic, A critical role of neural-specific 

16 

JNK3 for ischemic apoptosis, Proceedings of the National Academy of Sciences, 100 (2003) 

17 

15184-15189. 

18 

[23] I. Ferrer, R. Blanco, M. Carmona, B. Puig, M. Barrachina, C. Gómez, S. Ambrosio, Active, 

19 

phosphorylation-dependent mitogen-activated protein kinase (MAPK/ERK), stress-activated 

20 

protein kinase/c-Jun N-terminal kinase (SAPK/JNK), and p38 kinase expression in Parkinson's 

21 

disease and Dementia with Lewy bodies, Journal of Neural Transmission, 108 (2001) 1383-

22 

1396. 

23 

(which was not certified by peer review) is the author/funder. All rights reserved. No reuse allowed without permission. 

The copyright holder for this preprint

this version posted January 20, 2024. 

https://doi.org/10.1101/2024.01.17.575386

doi: 

bioRxiv preprint 

2024.01.17.575386v1.full-html.html
background image

 

28 

[24] I. Ferrer, R. Blanco, M. Carmona, B. Puig, I. Domínguez, F. Viñals, Active, 

phosphorylation-dependent MAP kinases, MAPK/ERK, SAPK/JNK and p38, and specific 

transcription factor substrates are differentially expressed following systemic administration of 

kainic acid to the adult rat, Acta Neuropathologica, 103 (2002) 391-407. 

[25] K. Del Villar, C.A. Miller, Down-regulation of DENN/MADD, a TNF receptor binding 

protein, correlates with neuronal cell death in Alzheimer's disease brain and hippocampal 

neurons, Proceedings of the National Academy of Sciences, 101 (2004) 4210-4215. 

[26] C.A. Musi, G. Agrò, F. Santarella, E. Iervasi, T. Borsello, JNK3 as Therapeutic Target and 

Biomarker in Neurodegenerative and Neurodevelopmental Brain Diseases,  Cells, 2020. 

[27] S. Gourmaud, C. Paquet, J. Dumurgier, C. Pace, C. Bouras, F. Gray, J.-L. Laplanche, E.F. 

10 

Meurs, F. Mouton-Liger, J. Hugon, Increased levels of cerebrospinal fluid JNK3 associated with 

11 

amyloid pathology: links to cognitive decline, Journal of Psychiatry and Neuroscience, 40 (2015) 

12 

151-161. 

13 

[28] Y. Kumagae, Y. Zhang, O.-J. Kim, C.A. Miller, Human c-Jun N-terminal kinase expression 

14 

and activation in the nervous system, Molecular Brain Research, 67 (1999) 10-17. 

15 

[29] Y. Xu, X.-Y. Hou, Y. Liu, Y.-Y. Zong, Different protection of K252a and N-acetyl-L-

16 

cysteine against amyloid-β peptide–induced cortical neuron apoptosis involving inhibition of 

17 

MLK3–MKK7–JNK3 signal cascades, Journal of Neuroscience Research, 87 (2009) 918-927. 

18 

[30] Sung O. Yoon, Dong J. Park, Jae C. Ryu, Hatice G. Ozer, C. Tep, Yong J. Shin, Tae H. 

19 

Lim, L. Pastorino, Ajaya J. Kunwar, James C. Walton, Alan H. Nagahara, Kun P. Lu, Randy J. 

20 

Nelson, Mark H. Tuszynski, K. Huang, JNK3 Perpetuates Metabolic Stress Induced by Aβ 

21 

Peptides, Neuron, 75 (2012) 824-837. 

22 

(which was not certified by peer review) is the author/funder. All rights reserved. No reuse allowed without permission. 

The copyright holder for this preprint

this version posted January 20, 2024. 

https://doi.org/10.1101/2024.01.17.575386

doi: 

bioRxiv preprint 

2024.01.17.575386v1.full-html.html
background image

 

29 

[31] J.W. Chambers, A. Pachori, S. Howard, M. Ganno, D. Hansen, Jr., T. Kamenecka, X. Song, 

D. Duckett, W. Chen, Y.Y. Ling, L. Cherry, M.D. Cameron, L. Lin, C.H. Ruiz, P. LoGrasso, 

Small Molecule c-jun-N-Terminal Kinase Inhibitors Protect Dopaminergic Neurons in a Model 

of Parkinson’s Disease, ACS Chemical Neuroscience, 2 (2011) 198-206. 

[32] C.E. Crocker, S. Khan, M.D. Cameron, H.A. Robertson, G.S. Robertson, P. Lograsso, JNK 

Inhibition Protects Dopamine Neurons and Provides Behavioral Improvement in a Rat 6-

Hydroxydopamine Model of Parkinson’s Disease, ACS Chemical Neuroscience, 2 (2011) 207-

212. 

[33] S. Sato, Y. Tatebayashi, T. Akagi, D.-H. Chui, M. Murayama, T. Miyasaka, E. Planel, K. 

Tanemura, X. Sun, T. Hashikawa, K. Yoshioka, K. Ishiguro, A. Takashima, Aberrant Tau 

10 

Phosphorylation by Glycogen Synthase Kinase-3β and JNK3 Induces Oligomeric Tau Fibrils in 

11 

COS-7 Cells, Journal of Biological Chemistry, 277 (2002) 42060-42065. 

12 

[34] M. Solas, S. Vela, C. Smerdou, E. Martisova, I. Martínez-Valbuena, M.-R. Luquin, M.J. 

13 

Ramírez, JNK Activation in Alzheimer’s Disease Is Driven by Amyloid β and Is Associated with 

14 

Tau Pathology, ACS Chemical Neuroscience, DOI 10.1021/acschemneuro.3c00093(2023). 

15 

[35] J. Vogel, V.S. Anand, B. Ludwig, S. Nawoschik, J. Dunlop, S.P. Braithwaite, The JNK 

16 

pathway amplifies and drives subcellular changes in tau phosphorylation, Neuropharmacology, 

17 

57 (2009) 539-550. 

18 

[36] J. Jun, H. Moon, S. Yang, J. Lee, J. Baek, H. Kim, H. Cho, K. Hwang, S. Ahn, Y. Kim, G. 

19 

Kim, H. Kim, H. Kwon, J.-M. Hah, Carbamate JNK3 Inhibitors Show Promise as Effective 

20 

Treatments for Alzheimer’s Disease: In Vivo Studies on Mouse Models, Journal of Medicinal 

21 

Chemistry, 66 (2023) 6372-6390. 

22 

(which was not certified by peer review) is the author/funder. All rights reserved. No reuse allowed without permission. 

The copyright holder for this preprint

this version posted January 20, 2024. 

https://doi.org/10.1101/2024.01.17.575386

doi: 

bioRxiv preprint 

2024.01.17.575386v1.full-html.html
background image

 

30 

[37] S. Mehan, H. Meena, D. Sharma, R. Sankhla, JNK: A Stress-Activated Protein Kinase 

Therapeutic Strategies and Involvement in Alzheimer’s and Various Neurodegenerative 

Abnormalities, Journal of Molecular Neuroscience, 43 (2011) 376-390. 

[38] X. Zhu, A.K. Raina, C.A. Rottkamp, G. Aliev, G. Perry, H. Boux, M.A. Smith, Activation 

and redistribution of c-Jun N-terminal kinase/stress activated protein kinase in degenerating 

neurons in Alzheimer's disease, Journal of Neurochemistry, 76 (2001) 435-441. 

[39] Sung, Dong, Jae, Hatice, C. Tep, Yong, Tae, L. Pastorino, Ajaya, James, Alan, Kun, Randy, 

Mark, K. Huang, JNK3 Perpetuates Metabolic Stress Induced by Aβ Peptides, Neuron, 75 (2012) 

824-837. 

[40] V. Waetzig, T. Herdegen, The concerted signaling of ERK1/2 and JNKs is essential for 

10 

PC12 cell neuritogenesis and converges at the level of target proteins, Molecular and Cellular 

11 

Neuroscience, 24 (2003) 238-249. 

12 

[41] V. Cavalli , P. Kujala , J. Klumperman , L.S.B. Goldstein Sunday Driver links axonal 

13 

transport to damage signaling, Journal of Cell Biology, 168 (2005) 775-787. 

14 

[42] G.A. Morfini, Y.-M. You, S.L. Pollema, A. Kaminska, K. Liu, K. Yoshioka, B. Björkblom, 

15 

E.T. Coffey, C. Bagnato, D. Han, C.-F. Huang, G. Banker, G. Pigino, S.T. Brady, Pathogenic 

16 

huntingtin inhibits fast axonal transport by activating JNK3 and phosphorylating kinesin, Nature 

17 

Neuroscience, 12 (2009) 864-871. 

18 

[43] H.A. DeBerg, B.H. Blehm, J. Sheung, A.R. Thompson, C.S. Bookwalter, S.F. Torabi, T.A. 

19 

Schroer, C.L. Berger, Y. Lu, K.M. Trybus, P.R. Selvin, Motor Domain Phosphorylation 

20 

Modulates Kinesin-1 Transport*, Journal of Biological Chemistry, 288 (2013) 32612-32621. 

21 

(which was not certified by peer review) is the author/funder. All rights reserved. No reuse allowed without permission. 

The copyright holder for this preprint

this version posted January 20, 2024. 

https://doi.org/10.1101/2024.01.17.575386

doi: 

bioRxiv preprint 

2024.01.17.575386v1.full-html.html
background image

 

31 

[44] P.H. McDonald, C.-W. Chow, W.E. Miller, S.A. Laporte, M.E. Field, F.-T. Lin, R.J. Davis, 

R.J. Lefkowitz, β-Arrestin 2: A Receptor-Regulated MAPK Scaffold for the Activation of JNK3, 

Science, 290 (2000) 1574-1577. 

[45] R.D. Castro-Torres, J. Landa, M. Rabaza, O. Busquets, J. Olloquequi, M. Ettcheto, C. Beas-

Zarate, J. Folch, A. Camins, C. Auladell, E. Verdaguer, JNK Isoforms Are Involved in the 

Control of Adult Hippocampal Neurogenesis in Mice, Both in Physiological Conditions and in 

an Experimental Model of Temporal Lobe Epilepsy, Molecular Neurobiology, 56 (2019) 5856-

5865. 

[46] K. Reinecke, T. Herdegen, S. Eminel, J.B. Aldenhoff, T. Schiffelholz, Knockout of c-Jun N-

terminal kinases 1, 2 or 3 isoforms induces behavioural changes, Behavioural Brain Research, 

10 

245 (2013) 88-95. 

11 

[47] O. Busquets, T. Espinosa-Jiménez, M. Ettcheto, J. Olloquequi, M. Bulló, E. Carro, J.L. 

12 

Cantero, G. Casadesús, J. Folch, E. Verdaguer, C. Auladell, A. Camins, JNK1 and JNK3: 

13 

divergent functions in hippocampal metabolic-cognitive function, Molecular Medicine, 28 

14 

(2022) 48. 

15 

[48] L. Carboni, R. Carletti, S. Tacconi, C. Corti, F. Ferraguti, Differential expression of SAPK 

16 

isoforms in the rat brain. An in situ hybridisation study in the adult rat brain and during post-

17 

natal development, Molecular Brain Research, 60 (1998) 57-68. 

18 

[49] B.C. Bales, V. Cotero, D.E. Meyer, J.C. Roberts, M. Rodriguez-Silva, T.M. Siclovan, J.W. 

19 

Chambers, M.J. Rishel, Radiolabeled Aminopyrazoles as Novel Isoform Selective Probes for 

20 

pJNK3 Quantification, ACS Medicinal Chemistry Letters, 13 (2022) 1606-1614. 

21 

(which was not certified by peer review) is the author/funder. All rights reserved. No reuse allowed without permission. 

The copyright holder for this preprint

this version posted January 20, 2024. 

https://doi.org/10.1101/2024.01.17.575386

doi: 

bioRxiv preprint 

2024.01.17.575386v1.full-html.html
background image

 

32 

[50] M.K. Edler, C.T. Johnson, H.S. Ahmed, J.R. Richardson, Age, sex, and regional differences 

in scavenger receptor CD36 in the mouse brain: Potential relevance to cerebral amyloid 

angiopathy and Alzheimer's disease, Journal of Comparative Neurology, 529 (2021) 2209-2226. 

[51] A. Chiarini, U. Armato, R. Pacchiana, I. Dal Pra, Proteomic analysis of GTP cyclohydrolase 

1 multiprotein complexes in cultured normal adult human astrocytes under both basal and 

cytokine-activated conditions, PROTEOMICS, 9 (2009) 1850-1860. 

[52] Y. Wang, W. Luo, G. Reiser, Proteinase-activated receptor-1 and -2 induce the release of 

chemokine GRO/CINC-1 from rat astrocytes via differential activation of JNK isoforms, evoking 

multiple protective pathways in brain, Biochemical Journal, 401 (2007) 65-78. 

[53] A. Jurewicz, M. Matysiak, S. Andrzejak, K. Selmaj, TRAIL-induced death of human adult 

10 

oligodendrocytes is mediated by JNK pathway, Glia, 53 (2006) 158-166. 

11 

[54] H. Yoshitane, S. Honma, K. Imamura, H. Nakajima, S.-y. Nishide, D. Ono, H. Kiyota, N. 

12 

Shinozaki, H. Matsuki, N. Wada, H. Doi, T. Hamada, K.-i. Honma, Y. Fukada, JNK regulates 

13 

the photic response of the mammalian circadian clock, EMBO reports, 13 (2012) 455-461. 

14 

[55] D.N. Dhanasekaran, E.P. Reddy, JNK signaling in apoptosis, Oncogene, 27 (2008) 6245-

15 

6251. 

16 

[56] D.S. Potter, A. Letai, To Prime, or Not to Prime: That Is the Question, Cold Spring Harbor 

17 

Symposia on Quantitative Biology, 81 (2016) 131-140. 

18 

[57] J.W. Chambers, L. Cherry, J.D. Laughlin, M. Figuera-Losada, P.V. LoGrasso, Selective 

19 

Inhibition of Mitochondrial JNK Signaling Achieved Using Peptide Mimicry of the Sab Kinase 

20 

Interacting Motif-1 (KIM1), ACS Chemical Biology, 6 (2011) 808-818. 

21 

(which was not certified by peer review) is the author/funder. All rights reserved. No reuse allowed without permission. 

The copyright holder for this preprint

this version posted January 20, 2024. 

https://doi.org/10.1101/2024.01.17.575386

doi: 

bioRxiv preprint 

2024.01.17.575386v1.full-html.html
background image

 

33 

[58] A.O. Sodero, M. Rodriguez-Silva, C. Salio, M. Sassoè-Pognetto, J.W. Chambers, Sab is 

differentially expressed in the brain and affects neuronal activity, Brain Research, 1670 (2017) 

76-85. 

[59] W. Schultz, Recent physiological and pathophysiological aspects of Parkinsonian movement 

disorders, Life Sciences, 34 (1984) 2213-2223. 

[60] G. Yang, X. Zhou, J. Zhu, R. Liu, S. Zhang, A. Coquinco, Y. Chen, Y. Wen, L. Kojic, W. 

Jia, M.S. Cynader, JNK3 Couples the Neuronal Stress Response to Inhibition of Secretory 

Trafficking, Science Signaling, 6 (2013) ra57-ra57. 

[61] K. Zheng, C.M. Park, S. Iqbal, P. Hernandez, H. Park, P.V. LoGrasso, Y. Feng, 

Pyridopyrimidinone Derivatives as Potent and Selective c-Jun N-Terminal Kinase (JNK) 

10 

Inhibitors, ACS Medicinal Chemistry Letters, 6 (2015) 413-418. 

11 

[62] M. Barnat, H. Enslen, F. Propst, R.J. Davis, S. Soares, F. Nothias, Distinct Roles of c-Jun 

12 

N-Terminal Kinase Isoforms in Neurite Initiation and Elongation during Axonal Regeneration, 

13 

The Journal of Neuroscience, 30 (2010) 7804-7816. 

14 

[63] P.J. Atkinson, C.-H. Cho, M.R. Hansen, S.H. Green, Activity of all JNK isoforms 

15 

contributes to neurite growth in spiral ganglion neurons, Hearing Research, 278 (2011) 77-85. 

16 

[64] L. Tönges, V. Planchamp, J.-C. Koch, T. Herdegen, M. Bähr, P. Lingor, JNK Isoforms 

17 

Differentially Regulate Neurite Growth and Regeneration in Dopaminergic Neurons In Vitro, 

18 

Journal of Molecular Neuroscience, 45 (2011) 284-293. 

19 

[65] R. Meeker, A. Fernandes, Osmotic and glutamate receptor regulation of c-Jun NH2-terminal 

20 

protein kinase in neuroendocrine cells, American Journal of Physiology-Endocrinology and 

21 

Metabolism, 279 (2000) E475-E486. 

22 

[66] R. Nogueiras, G. Sabio, Brain JNK and metabolic disease, Diabetologia, 64 (2021) 265-274. 

23 

(which was not certified by peer review) is the author/funder. All rights reserved. No reuse allowed without permission. 

The copyright holder for this preprint

this version posted January 20, 2024. 

https://doi.org/10.1101/2024.01.17.575386

doi: 

bioRxiv preprint 

2024.01.17.575386v1.full-html.html
background image

 

34 

[67] S. Gao, S. Howard, P.V. LoGrasso, Pharmacological Inhibition of c-Jun N-terminal Kinase 

Reduces Food Intake and Sensitizes Leptin’s Anorectic Signaling Actions, Scientific Reports, 7 

(2017) 41795. 

[68] C. Wu, M.E. Watts, L.L. Rubin, MAP4K4 Activation Mediates Motor Neuron Degeneration 

in Amyotrophic Lateral Sclerosis, Cell Reports, 26 (2019) 1143-1156.e1145. 

[69] N.K. Genabai, S. Ahmad, Z. Zhang, X. Jiang, C.A. Gabaldon, L. Gangwani, Genetic 

inhibition of JNK3 ameliorates spinal muscular atrophy, Human Molecular Genetics, DOI 

10.1093/hmg/ddv401(2015) ddv401. 

[70] R. Schellino, M. Boido, A. Vercelli, JNK Signaling Pathway Involvement in Spinal Cord 

Neuron Development and Death,  Cells, 2019. 

10 

[71] K. Yoshimura, M. Ueno, S. Lee, Y. Nakamura, A. Sato, K. Yoshimura, H. Kishima, T. 

11 

Yoshimine, T. Yamashita, C-Jun N-terminal kinase induces axonal degeneration and limits 

12 

motor recovery after spinal cord injury in mice, Neuroscience Research, 71 (2011) 266-277. 

13 

[72] J.K. Lee, J. Park, Y.D. Lee, S.H. Lee, P.L. Han, Distinct localization of SAPK isoforms in 

14 

neurons of adult mouse brain implies multiple signaling modes of SAPK pathway, Brain Res 

15 

Mol Brain Res, 70 (1999) 116-124. 

16 

[73] W. Liu, J. Li, M. Yang, X. Ke, Y. Dai, H. Lin, S. Wang, L. Chen, J. Tao, Chemical genetic 

17 

activation of the cholinergic basal forebrain hippocampal circuit rescues memory loss in 

18 

Alzheimer’s disease, Alzheimer's Research &amp; Therapy, 14 (2022). 

19 

[74] Y. Xu, M. Zhao, Y. Han, H. Zhang, GABAergic Inhibitory Interneuron Deficits in 

20 

Alzheimer’s Disease: Implications for Treatment, Frontiers in Neuroscience, 14 (2020). 

21 

(which was not certified by peer review) is the author/funder. All rights reserved. No reuse allowed without permission. 

The copyright holder for this preprint

this version posted January 20, 2024. 

https://doi.org/10.1101/2024.01.17.575386

doi: 

bioRxiv preprint 

2024.01.17.575386v1.full-html.html
background image

 

35 

[75] C.A. Musi, G. Marchini, A. Giani, G. Tomaselli, E.C. Priori, L. Colnaghi, T. Borsello, 

Colocalization and Interaction Study of Neuronal JNK3, JIP1, and β-Arrestin2 Together with 

PSD95, International Journal of Molecular Sciences, 23 (2022) 4113. 

[76] W. Zhuge, F. Wen, Z. Ni, Z. Zheng, X. Zhu, J. Lin, J. Wang, Q. Zhuge, S. Ding, Dopamine 

Burden Triggers Cholesterol Overload Following Disruption of Synaptogenesis in Minimal 

Hepatic Encephalopathy, Neuroscience, 410 (2019) 1-15. 

[77] Q.M. Li, C. Tep, T.Y. Yune, X.Z. Zhou, T. Uchida, K.P. Lu, S.O. Yoon, Opposite 

Regulation of Oligodendrocyte Apoptosis by JNK3 and Pin1 after Spinal Cord Injury, The 

Journal of Neuroscience, 27 (2007) 8395-8404. 

[78] D.M. Wilson, M.R. Cookson, L. Van Den Bosch, H. Zetterberg, D.M. Holtzman, I. 

10 

Dewachter, Hallmarks of neurodegenerative diseases, Cell, 186 (2023) 693-714.

 

11 

 

12 

 

 

13 

(which was not certified by peer review) is the author/funder. All rights reserved. No reuse allowed without permission. 

The copyright holder for this preprint

this version posted January 20, 2024. 

https://doi.org/10.1101/2024.01.17.575386

doi: 

bioRxiv preprint 

2024.01.17.575386v1.full-html.html
background image

 

36 

Figure Legends 

 

Figure 1. 

Localization of JNK3 in 12-month-old C57BL6/J male mice with immunohistochemical 

(DAB)  staining. 

A.

  Primary  somatosensory  cortex. 

B.

  Primary  motor  cortex. 

C.

  CA3  of  the 

hippocampus. 

D.

 Piriform cortex. 

E.

 Olfactory tubercle.  

F.

 Thalamic Region (Lateral 1.68mm). 

Increasing levels of magnification are indicated along the left side of the rows as 2x, 20x, and 60x. 

Scale bar = 100μm. The black boxes at 2x magnification highlight the areas of magnification for 

the  20x and  60x  images  for  each  column.  Black  arrows  in  the  60x panel  identify  neurons  with 

JNK3 positive signal in the above indicated regions. 

 

10 

Figure 2. 

Localization of JNK3 in 12-month-old C57BL6/J male mice with immunohistochemical 

11 

(DAB) staining. 

A.

 Spinal trigeminal nucleus. 

B.

 Intermediate reticular nucleus. 

C.

 Facial nucleus. 

12 

D.

  Motor  trigeminal  nucleus. 

E.

  Vestibular  nucleus. 

F.

  Interposed  cerebellar  nucleus.  (Lateral 

13 

1.68mm)  Scale  bar  =  100μm.  The  black  boxes  at  2x  magnification  highlight  the  areas  of 

14 

magnification for the 20x and 60x images for each column. Black arrows in the 60x panel identify 

15 

neurons with JNK3 positive signal in the above indicated regions.

 

16 

 

17 

Figure 3. 

Photomicrographs of JNK3 immunoreactivity (DAB) in the brain of a C57BL/6J mouse 

18 

categorizing  the  strength  of  reactivity: 

A.

  0.5  indicates  low  reactivity 

B.

  2  indicates  moderate 

19 

reactivity 

C.

 3 indicates high reactivity. The black arrows indicate cells possessing the reactivity 

20 

described in the qualitative rubric. Scale bar = 100μm. 

 

21 

 

22 

(which was not certified by peer review) is the author/funder. All rights reserved. No reuse allowed without permission. 

The copyright holder for this preprint

this version posted January 20, 2024. 

https://doi.org/10.1101/2024.01.17.575386

doi: 

bioRxiv preprint 

2024.01.17.575386v1.full-html.html
background image

 

37 

Figure 4. 

Spatial mapping of JNK3 immunoreactivity in the 

A.

 frontal cortex (bregma 1.33mm), 

B.

 striatal (bregma 0.73mm), 

C.

 thalamic (bregma -1.67mm), 

D.

 hippocampal (bregma -3.27mm),  

E.

  midbrain  (bregma  -4.83mm), 

F.

  pons  (bregma  -5.79mm), 

G.

  medulla  oblongata  (bregma  -

7.19mm), and 

H.

 spinal cord (330 microns) regions. The expression of JNK3 is similar in males 

and  females  throughout  the  brain.  The  map  was  adapted  from 

Table  1

.  Gray  areas  were  not 

quantified.  The  images  and  labeling  were  adapted  from  Alan  Brain  Atlas  and  Paxinos  and 

Franklin’s The Mouse Brain Atlas. 

 

 

Figure  5. 

Co-localization  of  JNK3  with  neurons  in  12-month-old  C57BL6/J  male  mice  with 

immunofluorescent staining. 

A.

  JNK3 is present in neurons (NeuroTrace straining) in the facial 

10 

nucleus. 

B.

  JNK3 co-localizes with a motor neuron marker (Isl1) in the hypoglossal nucleus. 

C.

 

11 

JNK3 co-localizes with the cholinergic neuron marker (ChAT) in primary cortex. 

D.

 JNK3 co-

12 

localizes  with  dopaminergic  neuron  marker  (TH)  in  the  substantia  nigra. 

E.

  JNK3  co-localizes 

13 

with GABAergic neuron marker (GAD67) in the CA3 of the hippocampus.  

F.

 JNK3   JNK3 does 

14 

not co-localize with glutaminergic neuron marker (VGLUT1) in the primary cortex.  White arrows 

15 

indicate cells exhibiting colocalization of JNK3 and neuron-specific signals. Scale bar = 100μm.  

16 

 

17 

Figure 6. A.

 Sex comparison of JNK3, JNK, and pJNK protein levels in different brain regions of 

18 

12-month-old  C57BL/6J mice. 

B.

  Analysis of JNK3, JNK, and pJNK protein  levels  comparing 

19 

different brain regions of 12-month-old male and female C57BL/6J mice, with hippocampus and 

20 

cortex  being  significantly  higher  in  males  and  females.    Brain  regions  were  normalized  to  the 

21 

cerebellum and quantified using Licor Empiria Software. Statistical analysis performed on Prism 

22 

9. Male n=5 and female n=6. 

 

23 

(which was not certified by peer review) is the author/funder. All rights reserved. No reuse allowed without permission. 

The copyright holder for this preprint

this version posted January 20, 2024. 

https://doi.org/10.1101/2024.01.17.575386

doi: 

bioRxiv preprint 

2024.01.17.575386v1.full-html.html
background image

 

38 

 

Figure 7. A.

 Sex comparison of pJNK3 protein levels in different brain regions of 12-month-old 

C57BL/6J  mice. 

B.

  Analysis  of  pJNK3  protein  levels  comparing  different  brain  regions  of  12-

month-old male and female C57BL/6J mice.  Brain regions were normalized to the cerebellum and 

quantified using Empiria Software. Statistical analysis performed on Prism 9. Male n=4 and female 

n=4.

  

 

Figure 8. A.

 JNK3 abundance in primary cells from C57BL/6J mice. Cell lysates were normalized 

to  REVERT  staining  and  quantified  using  Licor  Empiria  Software.  The  molecular  weight 

standards  are  indicated  by  L,  primary  mouse  neurons  are  marked  as  PMN,  Primary  mouse 

10 

astrocytes  are  indicated  as  PMA, and Primary  mouse  microglia  are labeled  as  PMG. Statistical 

11 

analysis  performed  on  Prism  9.  n=3.

    B.  

Localization  of  GFAP  and  JNK3  in  adjacent  coronal 

12 

slices of C57BL6/J mice brain: 

i.

 CA3 of the hippocampus, 

ii.

 primary motor cortex, 

iii.

 forceps 

13 

minor of the corpus callosum, and 

iv.

 spinal trigeminal region.  The white arrows indicate the cells 

14 

possessing either a JNK3 positive or GFAP positive signal. Scale bar = 100μm.

 

 

15 

(which was not certified by peer review) is the author/funder. All rights reserved. No reuse allowed without permission. 

The copyright holder for this preprint

this version posted January 20, 2024. 

https://doi.org/10.1101/2024.01.17.575386

doi: 

bioRxiv preprint 

2024.01.17.575386v1.full-html.html
background image

 

39 

Figures 

Figure 1.

 

 

 

 

 

 

(which was not certified by peer review) is the author/funder. All rights reserved. No reuse allowed without permission. 

The copyright holder for this preprint

this version posted January 20, 2024. 

https://doi.org/10.1101/2024.01.17.575386

doi: 

bioRxiv preprint 

2024.01.17.575386v1.full-html.html
background image

 

40 

Figure 2 

 

 

 

(which was not certified by peer review) is the author/funder. All rights reserved. No reuse allowed without permission. 

The copyright holder for this preprint

this version posted January 20, 2024. 

https://doi.org/10.1101/2024.01.17.575386

doi: 

bioRxiv preprint 

2024.01.17.575386v1.full-html.html
background image

 

41 

Figure 3 

 

 

 

(which was not certified by peer review) is the author/funder. All rights reserved. No reuse allowed without permission. 

The copyright holder for this preprint

this version posted January 20, 2024. 

https://doi.org/10.1101/2024.01.17.575386

doi: 

bioRxiv preprint 

2024.01.17.575386v1.full-html.html
background image

 

42 

Figure 4 

 

 

 

 

 

(which was not certified by peer review) is the author/funder. All rights reserved. No reuse allowed without permission. 

The copyright holder for this preprint

this version posted January 20, 2024. 

https://doi.org/10.1101/2024.01.17.575386

doi: 

bioRxiv preprint 

2024.01.17.575386v1.full-html.html
background image

 

43 

Figure 5 

 

 

(which was not certified by peer review) is the author/funder. All rights reserved. No reuse allowed without permission. 

The copyright holder for this preprint

this version posted January 20, 2024. 

https://doi.org/10.1101/2024.01.17.575386

doi: 

bioRxiv preprint 

2024.01.17.575386v1.full-html.html
background image

 

44 

Figure 6 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10 

 

11 

 

12 

 

13 

 

14 

 

15 

 

16 

 

17 

 

18 

 

19 

 

20 

 

21 

 

22 

 

23 

 

24 

 

25 

 

26 

 

27 

 

28 

 

29 

 

 

30 

(which was not certified by peer review) is the author/funder. All rights reserved. No reuse allowed without permission. 

The copyright holder for this preprint

this version posted January 20, 2024. 

https://doi.org/10.1101/2024.01.17.575386

doi: 

bioRxiv preprint 

2024.01.17.575386v1.full-html.html
background image

 

45 

Figure 7 

 

 

 

(which was not certified by peer review) is the author/funder. All rights reserved. No reuse allowed without permission. 

The copyright holder for this preprint

this version posted January 20, 2024. 

https://doi.org/10.1101/2024.01.17.575386

doi: 

bioRxiv preprint 

2024.01.17.575386v1.full-html.html
background image

 

46 

Figure 8 

 

 

(which was not certified by peer review) is the author/funder. All rights reserved. No reuse allowed without permission. 

The copyright holder for this preprint

this version posted January 20, 2024. 

https://doi.org/10.1101/2024.01.17.575386

doi: 

bioRxiv preprint 

2024.01.17.575386v1.full-html.html
background image

 

47 

Tables 

 

Table 1

 Summary of Antibodies 

Antigen

 

Antibody

 

Cell Type

 

Dilution

 

Company/

 

Catalog #

 

JNK3 (55A8) 

Rabbit monoclonal 

antibody to JNK3 

clone 55A8 

Neurons 

WB: 1:1000 IF: 

1:500 

Cell Signaling, 2305, 

RRID: AB_2281744  

ChAT (CL3137) 

Mouse monoclonal 

antibody to ChAT 

clone CL3137 

Cholinergic neurons 

IF: 1:500 

Invitrogen, MA5-

31383, RRID: 

AB_2787020 

VGLUT1 (CL2754) 

Mouse monoclonal 

antibody to 

VGLUT1 clone 

CL2754 

Glutaminergic 

neurons 

IF 1:1000 

Invitrogen , MA5-

31373, RRID: 

AB_2787010 

GAD67 (OT13G9) 

Mouse monoclonal 

antibody to DAG67 

clone OT13G9 

GABAergic neurons 

IF 1:500 

Invitrogen, MA5-

24909, RRID: 

AB_2723202 

Anti-TH Clone LNC1 

Mouse monoclonal 

antibody to TH clone 

LNC1 

Dopaminergic 

neurons 

IF: 1:500 

EMD Milipore Corp, 

MAB318, 

RRID:AB_2201528 

ISL1 (1B1) 

Mouse monoclonal 

antibody to ISL1 

clone 1B1 

Motor neurons 

IF 1:500 

Invitrogen, MA5-

15516, RRID: 

AB_10982886 

GFAP 

Mouse Monoclonal 

Antibody clone GA5 

Astrocytes 

IHC 1:1000 

Cell Signaling, 3670: 

RRID: AB_561049 

SAPK/JNK   

Rabbit polyclonal 

antibody to JNK 

Brain Lysates 

WB: 1:1000 

Cell Signaling, 9252, 

RRID: AB_2250373 

p-SAPK/JNK 

(Thr183/Tyr185) (G9) 

Rabbit monoclonal 

antibody to 

residues  Thr183/Tyr

185 of phospho-JNK 

Brain Lysates 

WB: 1:1000 

Cell Signaling, 9255, 

RRID: AB_2307321 

β-actin (8H10D10) 

Mouse monoclonal 

actibody to β-actin 

clone 8H10D10 

Brain Lysates 

WB: 1:7000 

Cell Signaling, 3700, 

RRID: AB_2242334 

 

 

 

(which was not certified by peer review) is the author/funder. All rights reserved. No reuse allowed without permission. 

The copyright holder for this preprint

this version posted January 20, 2024. 

https://doi.org/10.1101/2024.01.17.575386

doi: 

bioRxiv preprint 

2024.01.17.575386v1.full-html.html
background image

 

48 

Table 2.

 JNK3 immunoreactivity in the brains of C57BL/6J 12 months males and females. 

 

The immunoreactivity scale is 3– very high reactivity, 2.5 – high reactivity, 2 – moderate reactivity, 1.5 – low reactivity, 

below 1 – very low reactivity. n=3 for each sex group. 

 

 

 

(which was not certified by peer review) is the author/funder. All rights reserved. No reuse allowed without permission. 

The copyright holder for this preprint

this version posted January 20, 2024. 

https://doi.org/10.1101/2024.01.17.575386

doi: 

bioRxiv preprint 

2024.01.17.575386v1.full-html.html
background image

 

49 

Supplemental Figures and Legends 

 

 

Supplementa1 Figure 1.

 Validation of JNK3-selective antibody.

 

JNK-null murine embryonic fibroblasts (a kind gift of 

Dr. Roger J. Davis) were transfected with empty vector or pCDNA encoding human JNK1

1, JNK2

1, and JNK3

variants. Cell lysates were then subjected to western blot analyses with JNK3-selective antibody (Cell Signaling) and 

Total JNK antibody (Cell Signaling). 

 

 

(which was not certified by peer review) is the author/funder. All rights reserved. No reuse allowed without permission. 

The copyright holder for this preprint

this version posted January 20, 2024. 

https://doi.org/10.1101/2024.01.17.575386

doi: 

bioRxiv preprint 

2024.01.17.575386v1.full-html.html
background image

 

50 

 

 

 

Supplementa1 Figure 2.

 A. Age comparison of JNK3, JNK, and pJNK protein levels in different brain regions of 3 and 

12 months old C57BL/6J mice. B. Analysis of JNK3, JNK, and pJNK protein levels comparing different brain regions of 

3 and 12 months old male C57BL/6J mice. Brain regions were normalized to cerebellum and quantified using Empiria 

Software. n=3 

 

 

(which was not certified by peer review) is the author/funder. All rights reserved. No reuse allowed without permission. 

The copyright holder for this preprint

this version posted January 20, 2024. 

https://doi.org/10.1101/2024.01.17.575386

doi: 

bioRxiv preprint 

2024.01.17.575386v1.full-html.html
background image

 

51 

 

 

Supplementary Figure 3.

 Localization of GFAP and JNK3 in adjacent coronal slices of C57BL6/J mice brain. (A) 

Localization of GFAP and JNK3 in the spinal trigeminal region (B) Localization of GFAP and JNK3 in the primary motor 

cortex. (C) Localization of GFAP and JNK3 in the forceps minor of the corpus callosum.  Black arrows identify 

representative cells with the respective proteins present. Scale bar = 100 μm.  

 

(which was not certified by peer review) is the author/funder. All rights reserved. No reuse allowed without permission. 

The copyright holder for this preprint

this version posted January 20, 2024. 

https://doi.org/10.1101/2024.01.17.575386

doi: 

bioRxiv preprint