Eksitotoksilisusest põhjustatud endotsütoos kui insuldi neuroprotektsiooni potentsiaalne sihtmärk, 2. osa

TrkB-FL endotsütoosi ennetamine on oluline insuldi neuroprotektsiooni jaoks invivo: Kuna endotsütoos on nekroosi nõue, on välja töötatud üldised strateegiad endotsüütilise protsessi erinevaid etappe vahendavate võtmevalkude reguleerimiseks või ammendumiseks, mis häirivad neurodegeneratsiooni (Troulinaki ja Tavernarakis, 2012).

Viimastel aastatel on insult muutunud tavaliseks probleemiks ja kuna insuldi põhjustatud neuroloogilised kahjustused mõjutavad otseselt meie igapäevaelu, on mälukaotus pärast insulti suhteliselt levinud. Seetõttu on kuumaks teemaks saanud ka neuroprotektsiooni ja insuldijärgse mälu seos.

Esiteks peame mõistma, et pärast insulti saavad aju närvid teatud määral kahjustatud, mis mõjutab otseselt meie mälu. Kui aga võtta kasutusele õigeaegsed ravi- ja ennetusmeetmed, suudame oma närve tõhusalt kaitsta ja mälu parandada.

Kuidas neuroprotektsiooni teha? Esiteks peame tegema korralikku treeningut. See mitte ainult ei paranda meie füüsilist seisundit, vaid soodustab ka närvikasvu ja taastumist. Teiseks on heade eluharjumuste arendamine, nagu piisav uni ja õige söömine, samuti meie neurokaitsele suureks abiks. Lõpuks peame raviperioodil tegema aktiivselt koostööd arsti raviga ja saama kiirelt taastuskoolitust, et taastada tõhusalt meie neuroloogiline funktsioon.

Lisaks saame mõne meetodi abil ka oma mälu parandada. Näiteks saame kujundada häid harjumusi, nagu lugemine, muusika kuulamine ja intellektuaalsete mängude mängimine, mis võivad stimuleerida meie aju ning soodustada mälestuste teket ja säilitamist. Samal ajal saame proovida ka mõnda mälutreeningut, näiteks sõnade, numbrite, geograafiliste asukohtade jne ettelugemist. Need meetodid võivad meie mäluvõimet tõhusalt parandada.

Kuigi insult toob meie ellu palju ebamugavusi, saame seni, kuni teeme aktiivset koostööd ravi- ja taastuskoolitustega ning kujundame häid elu- ja õppimisharjumusi, elada aktiivset ja tervislikku elu ning kaitsta oma närve ja mälu. On näha, et peame parandama mälu ja Cistanche deserticola võib oluliselt parandada mälu, kuna Cistanche deserticola omab antioksüdantset, põletikuvastast ja vananemisvastast toimet, mis võib aidata vähendada oksüdatsiooni ja põletikulisi reaktsioone ajus, kaitstes seeläbi närvisüsteemi tervis. Lisaks võib Cistanche deserticola soodustada ka närvirakkude kasvu ja paranemist, parandades seega närvivõrkude ühenduvust ja funktsiooni. Need mõjud võivad aidata parandada mälu, õppimist ja mõtlemiskiirust ning võivad samuti ära hoida kognitiivse düsfunktsiooni ja neurodegeneratiivsete haiguste teket.

Lühimälu parandamiseks klõpsake nuppu Tea

Seetõttu peetakse geneeriliste tseptofendociat terapeutilisteks strateegiateks, mis võivad vähendada rakusurma ägeda ajukahjustuse tõttu. Selle lähenemisviisi võimalikud hoiatused on aga pleiotroopsed kõrvalmõjud, mis sellel võivad olla, arvestades, et ka olulised füsioloogilised rakuprotsessid oleksid pärsitud. Alternatiivina pakume välja molekulide kasutamise, mis on võimelised häirima spetsiifiliste neuronaalsete ellujäämisvalkude patoloogilist endotsütoosi.
Üks kandidaat, mida kaaluda, on NMDAR, mis on sisendatud selle ülestimuleerimisega. On näidatud, et GluN2B-d sisaldavate NMDAR-ide endotsütoos vahendab eksitotoksilisust seni teadmata mehhanismide kaudu (Wu et al., 2017).
Selle klatriinist sõltuva endotsüütilise protsessi blokeerimine rakku läbistava peptiidi (CPP) abil suutis inhibeerida kultiveeritud kortikaalsetes neuronites eksitotoksilisust. See CPP (Tat-YEKL) sisaldab inimese immuunpuudulikkuse viiruse tüüp 1 Tatvalgu 11 aa domeeni, mis võimaldab kinnitatud lastil ületada hematoentsefaalbarjääri ja plasmamembraani, millele järgneb 12 aa GluN2B C-otsa, mis vastab AP-le{{9} } köitemotiiv.

Need CPP-d kui neuroprotektiivsed vahendid insuldiravi jaoks tunduvad eriti asjakohased. NEURAALNE REGENERATSIOONI UURIMUS｜Vl 16｜No.2｜veebruar 2021｜301Joonis 1｜ Neuroprotektiivse peptiidi toimemehhanism (tFL457) sisaldab tõenäoliselt TFL-i membraani konkureerib TrkB-ga interakteeruv valk (oranž), mis on oluline eksitotoksilisusest põhjustatud endotsütoosi jaoks, vältides seega retseptori sekundaarset töötlemist ja neuronaalset surma.

TrkB interaktsioon selle identifitseerimata valguga säilib kontrollpeptiidi TMyc (lilla ring) juuresolekul ja eksitotoksiline kahjustus kutsub esile neuronaalse surma. CPP: rakku tungiv peptiid; TFL457 ja TMyc: Tat-st tuletatud CPP-d; TrkB: tropomüosiiniga seotud kinaas B; TrkB-FL: katalüütiliselt aktiivne täispikk retseptor.

kuna isheemilise piirkonna tugevalt endotsüütilistel neuronitel on Tat-st pärinevate peptiidide suurenenud omastamine (Vaslin et al., 2009), mille tulemuseks on potentsiaalsete neuroprotektiivsete CPP-de selektiivne sihtimine kahjustatud neuronitele. Tulevikus on huvitav kindlaks teha, kas sellel CPP-l on sarnane neuroprotektiivne toime mõju in vivo kasutamisel ja võib spetsiifiliselt pärssida NMDAR-i üleaktiveerimise surma soodustavat toimet, säilitades samal ajal retseptori muud funktsioonid.

Teine võimalik kandidaat, mida neuroprotektiivse sihtmärgina uurida, on 220 kDa kinaasi D-ga interakteeruv substraat (Kidins220), mis on neurotrofiini retseptorite ja neuronaalsete elujõulisuse jaoks oluliste NMDAR-ide allavooluefekt. Oleme näidanud, et Kidins220 töötlemine kalpaiiniga eksitotoksilisuses on teisejärguline selle valgu liikumisele Golgi aparaadile ja Rap1-GTPaasi varajasele aktiveerimisele (LópezMenéndez et al., 2019).

Eksitotoksilise protsessi hilisemates etappides reguleerib Kidins220 allareguleerimine Rap1 inaktiveerimist, mis on seotud ERK aktiivsuse vähenemisega, mis ohustab neuronaalset ellujäämist. Seetõttu võib eksitotoksilisusest põhjustatud Kidins220 endotsütoosi ennetamist uurida kui viisi, kuidas inhibeerida Rap1 aktiveerimiskomplekside kalpaiini töötlemist ja seega häirida Kidins220 / Rap1 / ERK prosurvival kaskaadide väljalülitamist.

Lõpuks oleme juba näidanud, et TrkB-FL endotsütoosi häirimine on asjakohane neuroprotektiivne strateegia nii in vitro kui ka in vivo. Oleme leidnud, et eksitotoksilisus vähendab selle retseptori pinnataset ja soodustab järjestikku selle rakusisest töötlemist mitme proteaasi poolt (Tejeda etal., 2019). TrkB-FL-allareguleerimise peamine mehhanism on selle rakusisese juxtamembraani piirkonna lõhustamine kalpaiini poolt (Vidaurre etal., 2012; joonis 1).

TrkB-FL sekundaarne, kuid esmane TrkB-T1 regulatsiooni mehhanism on reguleeritud membraanisisene proteolüüs järjestikuse metalloproteinaasi/-sekretaasi toimega, mis põhjustab identse retseptori ektodomeeni isovormide levikut, mille puhul oleme näidanud, et need toimivad BDNF-i püüdjatena (Tejeda et al., 2016).

Kokkuvõttes põhjustavad need mehhanismid BDNF-i signaalide põhjalikku muutust eksitotoksilisuse tõttu, mida täheldatakse mitte ainult insuldi, vaid ka teiste neuroloogiliste häirete korral (Tejeda ja Diaz-Guerra, 2017).

BDNF-i reguleeritud ellujäämisteede säilitamiseks oleme välja töötanud Tat-st tuletatud CPP (TFL 457), mis sisaldab lühikest TrkB-FLjuxtamembrane järjestust (aa 457–471), mis meie oletuse järgi võib olla oluline retseptori stabiilsuse ja funktsioonide eksitotoksilisuse kontrollimiseks.

Valitud järjestus on osa rakusisesest piirkonnast, mis on oluline TrkB-FL asukoha ja funktsiooni reguleerimiseks interaktsiooni kaudu erinevate valkude komplektiga, mis sisaldab Hrs-i (Huang et al., 2009).

Täheldasime, et peptiid TFL457 takistas spetsiifiliselt eksitotoksilisuse poolt aktiveeritud varajast TrkB-FL endotsütoosi, erinevalt mitteseotud järjestusi (TMyc) sisaldavast negatiivsest kontrollist CPP-st. Hüpoteesisime, et TFL457 võib konkureerida mõne valgu/valkude interaktsiooniga / mis on määratud TrkB-FL järjestusega 457–471, mis oleks vajalik eksitotoksilisusest põhjustatud endotsütoosi soodustamiseks.

Kuna see peptiid mõjutab ainult TrkB-FL poolt spetsiifiliselt loodud interaktsioone, ei mõjuta see teiste pinnavalkude endotsütoosi. Hoides töötlemata retseptorit raku pinnal, häirib TFL457 sekundaarselt TrkB-FL lõhustumist kalpaiini ja reguleeritud intramembraanse proteolüüsi abil ning seega säilib retseptori Tyr816 fosforüülimine ja BDNF/TrkB/PLC signaalimine.

Tulemuseks on cAMP vastuseelemente siduva valgu ja müotsüütide võimendaja faktor 2 promootori aktiivsuse säilimine sellest kaskaadist allavoolu, mis käivitab tagasisidemehhanismi, mis soodustab kriitiliste prosurvivalproteiinide, nagu BDNF või TrkBreceptor ise, ekspressiooni neuronites, mille tulemuseks on suurenenud neuronaalne elujõulisus.

Välja töötatud neuroprotektiivne peptiid võib olla insulditeraapias väga oluline, kuna püsiisheemia hiiremudelis neutraliseerib see infarkti TrkB-FL alaregulatsiooni ja vähendab tõhusalt infarkti peaaegu 30% võrra (Tejeda et al., 2019).

Lisaks parandab TFL457 neuroloogilist tulemust, mida näitab tasakaalu ja motoorset koordinatsiooni hindava testi keskmise libisemiste arvu vähenemine 42%.

Seetõttu paljastavad need tulemused eksitotoksilisusest põhjustatud TrkB-FL endotsütoosi kui uudset ja väga olulist insuldiravi sihtmärki ning avavad uusi võimalusi uute ravimite väljatöötamiseks, mis on spetsiaalselt suunatud teistele ellujäämisproteiinidele.

Margarita Díaz-Guerra*

Instituto de Investigaciones Biomédicas "AlbertoSols", Consejo Superior de InvestigacionesCientíficas-Universidad Autónoma de Madrid (CSIC-UAM), Madrid, Hispaania

Autoriõiguse litsentsileping: Autor on autoriõiguse litsentsilepingule alla kirjutanud enne avaldamist.

Plagiaadikontroll: iThenticate kontrollis kaks korda. Vastastikune eksperdihinnang: väliselt ekspertiis.

Avatud juurdepääsu avaldus: see on avatud juurdepääsuga ajakiri ja artikleid levitatakse Creative Commons AttributionNonCommercial-ShareAlike 4.0 Litsentsi alusel, mis võimaldab teistel teost mitteäriliselt remiksida, kohandada ja edasi arendada, kui antakse asjakohane krediit ja uus looming litsentsitakse samade tingimuste alusel.

Avage eksperdihinnangu koostaja: Rayudu Gopalakrishna, Lõuna-California ülikool, USA. Täiendav fail: avatud eksperdihinnangu aruanne 1.

Viited

1. Hardingham GE, Fukunaga Y, Bading H (2002) Ekstrasünaptilised NMDAR-id on vastu sünaptilistele NMDAR-idele, käivitades CREB-i sulgemise ja rakusurma. NatNeurosci 5:405-414.

2. Huang SH, Zhao L, Sun ZP, Li XZ, Geng Z, Zhang KD, ChaoMV, Chen ZY (2009) Hrs-i oluline roll täispika TrkB retseptori, kuid mitte selle isovormi TrkB.T1 endotsütaarses ringluses. J Biol Chem 284:15126-15136.

3. López-Menéndez C, Simón-García A, Gamir-Morralla A, Pose-Utrilla J, Luján R, Mochizuki N, Díaz-Guerra M, Iglesias T (2019) Kidins220 eksitotoksiline sihtimine Golgi aparaadile eelneb Rainapcle 1-aktiveerimiskompleksid. Cell Death Dis 10:535.

4. Rudinskiy N, Grishchuk Y, Vaslin A, Puyal J, DelacourteA, Hirling H, Clarke PG, Luthi-Carter R (2009) Alfa- ja beeta2-adaptiinide kalpainhüdrolüüs vähendab sklatriinist sõltuvat endotsütoosi ja võib soodustada neurodegeneratsiooni. J Biol Chem 284:12447-12458.

5. Scott DB, Michailidis I, Mu Y, Logothetis D, Ehlers MD (2004) Endocytosis and degradative sorting of NMDAreceptors by konservedmembraani-proksimaalsed signaalid. JNeurosci 24:7096-7109.

For more information:1950477648nn@gmail.com