Neurogliia vananemine, sünukleinopaatia ja senolüütikumide terapeutiline potentsiaal Parkinsoni tõve korral, 3. osa

Seoses PD patoloogiaga lõhustab aktiveeritud kaspaas-1 sünukleiini kärbitud vormiks, mis on väga altid Lewy kehadele iseloomulike lahustumatute agregaatide moodustumisele (Wang et al., 2016).

Vananedes avastavad paljud inimesed, et nende mälu hakkab halvenema. See võib kaasa tuua mitmesuguseid probleeme, sealhulgas unustatud kohtumisi, lähedaste pereliikmete nimesid ja isegi olulisi sünnipäevi. Kuid hiljutised uuringud näitavad, et PD-ga (Parkinsoni tõvega) seotud patoloogilised muutused võivad mälule positiivselt mõjuda.

PD on neurodegeneratiivne haigus, mis põhjustab teatud ajupiirkonna neuronite surma. Surm selles piirkonnas võib avaldada mõju paljudele kognitiivse funktsiooni aspektidele, eriti mälule. PD patoloogilistel muutustel võib aga olla mälule positiivne mõju.

PD-uuringutes on ajus avastatud aine, mida nimetatakse "Lewy kehadeks", mis on väikesed struktuurid, mis on moodustunud valkude ebanormaalsel agregatsioonil. Need väikesed kehad esinevad peamiselt PD patsientide ajus, kuid ei ole otseselt seotud mäluprobleemidega, mis esinevad PD varases ja keskmises staadiumis.

Hiljutised uuringud näitavad, et Lewy kehad PD patsientide ajus võivad teatud määral kaitsta nende mälu. Eriti visuospatiaalse mälu osas võib PD patsientidel olla kaitsev toime. Seda seetõttu, et need kehad aktiveerivad ja parandavad teatud mälufunktsiooni piirkondi. Kuigi see uuring on alles esialgses etapis, on selge, et PD patoloogia ja mälu vahel on seos.

Üldiselt, kuigi PD patsiendid võivad silmitsi seista paljude keerukate kognitiivsete ja eluprobleemidega, näitavad uuringud, et Lewy kehade olemasolu PD patsientide ajus võib visuosruumilisele mälule positiivselt mõjuda. Kuigi see uuring on alles uurimisjärgus, on see hea lähtepunkt tulevasteks uuringuteks, et mõista PD patoloogia mõju inimese tunnetusele. See näitab ka, et peaksime jääma optimistlikuks ja et kuigi PD võib meie elu negatiivselt mõjutada, ei tohiks me loobuda oma mälust ega muudest kognitiivsetest võimetest. On näha, et meil on vaja mälu parandada ja Cistanche deserticola võib oluliselt parandada mälu, sest Cistanche deserticola suudab reguleerida ka neurotransmitterite tasakaalu, näiteks tõsta atsetüülkoliini ja kasvufaktorite taset. Need ained on mälu ja õppimise jaoks väga olulised. Lisaks võib Cistanche deserticola parandada ka verevoolu ja soodustada hapniku kohaletoimetamist, mis tagab aju piisava toitainete ja energia kättesaamise, parandades seeläbi aju elujõudu ja vastupidavust.

Klõpsake nuppu Tea, kuidas oma mälu parandada

On kindlaid in vitro tõendeid selle kohta, et põletikuga aktiveeritud kaspaasist -1-indutseeritud sünukleinopaatia on tsütotoksiline (Wang et al., 2016; Ma et al., 2018). Samuti on näidatud, et kaspaas{5}} kärbib -sünukleiini MSA proteolipiidvalgu -sünukleiini (PLP-SYN) transgeense hiiremudeli C-terminalendis, mis soodustas sünukleiini agregatsiooni, motoorseid puudujääke ja türosiini hüdroksülaasi vähenemist. -positiivsed neuronid substantia nigras (Bassil et al., 2016).

Lisaks on kaspaasi -1 inhibiitor VX-765 PLPSYN hiiremudelis neuroprotektiivne (Bassil et al., 2016). Sünukleiini C-terminaalse otsa kaspaasitaoline kärpimine on avastatud ja iseloomustatud teistes transgeensete hiirte PD mudelites, rakukultuuris ja rekombinantse adeno-seotud viirusega süstitud rottides (Li et al., 2005; Liu et al., 2005; Ulusoy et al., 2010).

Nii kärbitud sünukleiini kui ka täispikka sünukleiini on laialdaselt täheldatud PD patsientide ja Lewy kehadega dementsusega patsientide surmajärgses ajus (Suzuki et al., 2018).

Seega, kui mikrogliia ja astrotsüüdid puutuvad kokku vananemisega seotud kroonilise oksüdatiivse stressiga, vabanevad nad põletikueelse SASP-i ja muudavad WT-sünukleiini aPD-ga seotud toksilisteks liikideks. Vananev neuroglia käivitab neuronite neurodegeneratsiooni ja aitab kaasa varajasele patoloogiale. Näiteks kui terveid neuroneid kultiveeritakse koos vananeva neurogliiaga, väheneb nende funktsioon, sünapsi küpsemine, sünaptiline plastilisus, sünaptiliste vesiikulite suurus ja häiritud neuronaalne homöostaas (Bussian et al., 2018; Han jt, 2020; Limbad et al. al., 2020; Sheeler et al., 2020).

Vananeva neurogliia poolt vahendatud neuronite kahjustusega seotud tegurid hõlmavad põletikueelset sekretsiooni, neurotroofsete faktorite sekretsiooni vähenemist, glutatiooni sekretsiooni vähenemist ja rakuvälise sünukleiini eemaldamise võime vähenemist (Rodriguez et al., 2015; Burtscher jaMillet, 2021).

Lisaks on näidatud, et vananeva neurogliia eemaldamine neurodegeneratsiooni mudelitest leevendab reaktiivset glioosi ja neuronite surma, säilitades samal ajal normaalse organismi füsioloogia (Chinta et al., 2018; Salas et al., 2020).

Dopamiinergiliste neuronite degeneratsioon PD-s võib algatada oksüdatiivse stressi, neuropõletiku, neurogliia vananemise, neurogliia aktivatsiooni ja neuronite surma iseseisev tsükkel. PD-s esinevad vigastatud degeneratiivsed dopamiinergilised neuronid vabastavad lahustumatud sünukleiini fibrillid, ATP, MMP-3 ja neuromelaniini rakuvälisesse ruumi (He et al., 2021).

Aju homöostaasi säilitamiseks sunnitakse mikrogliat ja astrotsüüte võtma degenereeruvate neuronite rakujääke ja algatama järgnevaid põletikulisi ja oksüdatiivseid stressireaktsioone.

Kuigi need neurogliia toimingud on mittepatoloogilises seisundis vajalikud ja kasulikud, muutub tsükkel ennast võimendavaks ja hävitavaks, kui nad ei suuda enam degeneratsiooniga võidelda.

Sünukleiini neurogliaalse omastamise ja sünukleiini aktiveerimise mõju

Neuronid sekreteerivad -sünukleiini rakuvälisesse ruumi eksosomaalsel ja kaltsiumist sõltuval viisil (Emmanouilidouet al., 2010). Sünukleiini sekretsiooni kiirus neuronitest ja neuroblastoomidest ekstratsellulaarsesse ruumi, samuti sekreteeritud lahustumatute sünukleiini agregaatide kontsentratsioon suureneb raku stressist põhjustatud valkude valesti voltimise ja kahjustuste korral (Jang et al., 2010).

Kahjustatud, hälbiv sünukleiin sekreteeritakse rakuvälisesse ruumi pigem eksotsütoosi kui eksosoomide kaudu (Jang et al., 2010). Ekstratsellulaarset metsiktüüpi ja mutantset sünukleiini võivad endotsütoosi teel omastada neuronid või glia ning edasi kanduda gliaanide ja neuronite vahel, isegi agregeeritud kujul, mis viib Lewy kehade levikuni (Lee et al., 2011, 2014).

Ekstratsellulaarsed muteerimata sünukleiini oligomeerid kutsuvad esile mikroglia põletikuvastase reaktsiooni Toll-sarnase retseptori 2 (TLR2) parakriinse aktiveerimise kaudu (Kim et al., 2013; Lee et al., 2014). Lisaks võib ekstratsellulaarne sünukleiin toimida kahjustusega seotud molekulaarsete mustritena (DAMP), et aktiveerida teisi mikrogliia retseptoreid ja rakusiseseid radu, nagu Fc gamma retseptor IIB (Fc RIIB) ja NF-KB rada (Kam et al., 2020).

Nende retseptorite ja radade aktiveerimine põhjustab mikrogliia fagotsütoosi vähenemist, ülesreguleeritud põletikuvastust, sünukleiini nitratsiooni ja ROS-i suurenenud vabanemist (Zhang et al., 2007; Kam et al., 2020; Mavroeidi ja Xilouri, 2021).

Tugev arutelu selle üle, kas aktiveeritud mikrogliia on kahjulik või kasulik, kestab rohkem kui 20 aastat (Streitet al., 1999). PD korral suurendab krooniliselt aktiveeritud mikroglia neuronaalset vastuvõtlikkust neurodegeneratsioonile.

Püsivalt vananev mikrogliia erineb ajutiselt aktiveeritud mikrogliadest. Microglia aktiveerub ajutiselt vastusena ajukahjustusele ja reguleerib samaaegselt nii põletikuvastaseid kui ka põletikuvastaseid geene (Osman et al., 2020).

Kuid krooniliselt aktiveeritud mikrogliia, mida tavaliselt täheldatakse neurodegeneratsioonis, näib oluliselt erinevat vananevast mikrogliiast ainult semantikas (Lull ja Block, 2010; Woodburn et al., 2021). Loomulikult on vananeva ja krooniliselt aktiveeritud mikrogliia vahel väikesed erinevused, kuid need näivad olevat PD-s funktsionaalselt väga sarnased.

Me oletame, et vananev, krooniliselt aktiveeritud või ajutiselt aktiveeritud saatus peegeldab mikrogliia populatsioonide heterogeensust ja üksikute mikrogliia mikrokeskkondade mõju (Masuda et al., 2020; Tan et al., 2020). Selle hüpoteesi kohaselt võivad mõned vananevad mikrogliia varajase neurodegeneratiivse miljöö tõttu omandada krooniliselt aktiveeritud fenotüübi ja aidata kaasa neurodegeneratsiooni edasisele arengule kroonilisel viisil (Masuda et al., 2020).

Krooniliselt aktiveeritud mikrogliia aitab kaasa PD varasele arengule vastusena -sünukleiiniga interaktsioonile ja jääb krooniliselt aktiveerituks seni, kuni -sünukleiin on olemas. Näiteks in vivo hiiremudel, mis ekspresseeris üle täispikka metsiktüüpi inimese sünukleiini. hiire Thy{5}}promootor koges elukestvat mikrogliia aktiveerumist (Chesseletet al., 2012).

Aktiveeritud mikrogliia ilmus esmakordselt striaatesse 1 kuu vanuselt ja SNpc-sse umbes 5 kuu vanuselt, enne kui täheldati neuronaalseid kahjustusi (Chesselet et al., 2012). Idiopaatilise kiire silmade liikumise une käitumisega (IRBD) inimesed on huvitav populatsioon PD prekliiniliste tunnuste uurimiseks. Üheksa kümnest IRBD-ga inimesest saavad PD diagnoosi 14 aasta jooksul pärast IRBD diagnoosi saamist (Iranzo et al., 2016).

Patoloogia on kahe haiguse vahel hämmastavalt sarnane. Näiteks väheneb striataalne 18F-DOPA 90% IRBD patsientidest koos ühepoolse mikrogliia aktivatsiooniga SNpc-s, mis on kooskõlas varase PD-ga (Ouchi, 2017).

Need tähelepanekud on korrelatsioonis arusaamaga, et krooniliselt aktiveeritud mikrogliiast tingitud põletik hõlbustab üleminekut IRBP-lt PD-le ületunnitööna. Tõepoolest, surmajärgses PD ajus on märkimisväärne kogus põletikueelseid mikrogliia ja astrotsüüte samades piirkondades, mida mõjutab -sünukleinopaatia (Freund et al., 2012; Chinta jt, 2018; Brás jt, 2020; Harms jt, 2021). .

Astrotsüütide poolt endotsütoositud rakuväline sünukleiin põhjustab põletikueelsete ja neuroinhibeerivate sekretsioonide, nagu GFAP, tsütokiinid, kemokiinid ja kondroitiinsulfaatproteoglükaan, vabanemist (Vieira et al., 2020). Siiski on mõningaid tõendeid selle kohta, et -sünukleiini omastamine astrotsüütide poolt järgneb -sünukleiini seondumisele astrotsüütide retseptoritega, et stimuleerida põletikueelset sekretsiooni (Vieira et al., 2020).

Endotsütoositud sünukleiin astrotsüütides põhjustab häiritud Ca2+ ja mitokondriaalse homeostaasi, oksüdatiivset stressi ja glutatioonperoksidaasi taseme tõusu (Mavroeidi ja Xilouri, 2021). Astrotsüüdid võivad sisaldada lahustuvaid sünukleiini agregaate (Lee et al., 2010).

Sünukleiini agregaatide omastamine astrotsüütide poolt on algselt kaitsemehhanism, mille eesmärk on toksilise valgu puhastamine (Booth et al., 2017). Siiski võib patoloogiline kaasamine põhjustada lüsosomaalset düsfunktsiooni, jääda astrotsüütidesse ning seetõttu akumuleeruda ja põhjustada rakukahjustusi (Booth et al., 2017). Astrotsüütidel on ainulaadne vastuvõtlikkus rakulise stressi suhtes vananemisreaktsiooniks.

Vastuseks oksüdatiivsele stressile vananevad astrotsüüdid enne fibroblaste, neuroneid ja võib-olla ka mikrogliat (Bitto et al., 2010; Chinta et al., 2018). Inpostmortem PD SNpc kude, ainus jälgitud rakutüüp, mille tuumalamiini B1 tase vähenes võrreldes kontroll-SNpc koega, olid astrotsüüdid (Chinta et al., 2018). Redutseeritud lamiini B1 tase on rakkude vananemise pikaajaline biomarker (Freund et al., 2012).

Kuid mikrogliia on esimene kaitseliin vastuseks vigastustele ja oksüdatiivsele stressile. Nad migreeruvad kiiresti vigastatud piirkonda, et algatada fagotsütoos ja kiiresti aktiveeruda. Varsti pärast seda värbab mikrogliia astrotsüüte, et need aktiveeruda, vabastada põletikueelsed tegurid ja soodustada glutamaadist põhjustatud eksitotoksilisust (Liddelow et al., 2017; Iovino jt, 2020; Liu jt, 2020; Matejuk ja Ransohoff, 2020).

Kui seda sama mustrit näha neurodegeneratsiooniga seotud kroonilise neurogliia aktivatsiooni korral, muutuks mikrogliia kõigepealt vananevaks. Isegi kui astrotsüüdid vananevad enne, kui nende rakulised naabrid seda teevad, tagab kõrvalseisja efekt vananemise leviku teistele rakutüüpidele (Nelson et al., 2012).

Neurogliaalse kokkupuute mõju eelnevalt moodustunud sünukleiini fibrillidele

-sünukleiini morfoloogilisi liike on kolm. Väiksematest kuni suurimateni on need monomeerid, oligomeerid ja fibrillid. Lewy kehade peamised patoloogilised komponendid on sünukleiini fibrillid. Kunstlikult sünteesitud "eelvormitud sünukleiinfibrillid" (PFF-id) saab süstida PD loommudelitesse, et uurida sünukleiini liikumise, põletiku, oksüdatiivse stressi ja neurodegeneratsiooni spatiotemporaalset dünaamikat.

Vastureaktsioonina sünukleiini fibrillide olemasolule tekitab neurogliia superoksiidi (O2-), ROS-i ja tsütotoksilisi tegureid (He et al., 2021). PFF-id avaldavad tugevat vastust ka dopamiinergilistes neuronites.

Näiteks sünteesitud PFF-dega ravitavates dopamiinergilistes neuronites on suurenenud seriin 129 fosforüülitud sünukleiini tase, suurenenud -sünukleiini agregatsioon, vähenenud presünaptilise valgu tase, aksonite transpordivalgu häired ja vähenenud dopamiinergiline ellujäämine (Tapias et al., The201 jt). Selle põhjuseks on PFF-indutseeritud mitokondriaalne düsfunktsioon, suurenenud O2- tootmine, suurenenud lämmastikoksiidi (NO) tootmine, valkude nitreerimise tase ja põletik (Tapias et al., 2017).

Hiljutises uuringus süstiti PFF-e tervete noorte täiskasvanud metsiktüüpi (C57BL/6) isaste hiirte juttkehadesse, mis algselt põhjustasid põletikureaktsiooni nii astrotsüütides kui ka mikrogliiades (Lai et al., 2021). Põletikuline seisund saavutas haripunkti 7 päeva pärast süstimist (dpi). Sünukleiini agregaatide kontsentratsioon ja levik suurenesid pärast 14 dpi ja saavutasid haripunkti vahemikus 30 kuni 90 dpi (Lai et al., 2021).

Lõpuks täheldati striataalse dopamiinergiliste neuronite kadu ja motoorseid düsfunktsioone (Lai et al., 2021). Sarnaseid tulemusi saadi isastel Fischer 344 rottidel, kellele tehti PFF-ide ühepoolne intrastriataalne süstimine (Duffy et al., 2018).

Mikrogliia aktiveerimine ja sellega seotud põletik olid esmased vastused PFF-i süstimisele ravis (Duffy et al., 2018). Mikrogliia aktiveerimine vastuseks PFF-le kestis vähemalt 3 kuud enne SNpc neuronaalse degeneratsiooni toimumist ja püsis kogu degeneratiivse protsessi vältel, mis näitab, et mikrogliia aktiveeriti krooniliselt (Duffy et al., 2018).

Teises hiljutises siin kirjeldatud uuringus põhjustas PFF aktiveeritud neurogliia, vananeva neurogliia ja neuronite surma (Verma et al., 2021). Kultiveeritud dopamiinergiliste roti N27 rakkude MPP+ või PFF töötlemine põhjustas rakkudes vananemismarkerite ekspressiooni, nagu Lamin B1 ja HMGB1 vähenenud tasemed ning p16 ja p21 suurenenud tasemed.

Kultiveeritud primaarsete astrotsüütide ja C57BL/6 metsiktüüpi hiirte mikrogliia töötlemine PFF-iga viib samuti vananemiseni, mida tõendab vähenenud Lamnin B1, HMGB1, AT-rikka järjestust siduva valgu 1 (SATB1) ja p16 tase, kuid kõrgenenud p21. Huvitav on see, et vastusena esmase kultuuri PFF-ravile toimus samaaegne vananeva ja reaktiivse astroglia tootmine.

See tähelepanek võib kajastada astrotsüütide erinevaid alampopulatsioone (Miller, 2018). Hiired, kes said kanüüli kaudu aju PFF-i süsti, näitasid samu muutusi vananevates markerites. Näiteks nende hiirte ventraalses keskajus ja SNpc-s vähenes Lamnin B1, HMGB1 ja p16 tase ning tõusis p21 tase. Täheldati ka GFAP ja Iba-1 taseme tõusu, mis viitab vastavalt reaktiivsele astrogliale ja mikrogliiale. Lisaks oli tõendeid neuronite surma kohta -IIItubuliini taseme languse tõttu.

Lõpuks kinnitas surmajärgse PD patsientide SNpc kude Westernblot analüüsiga rakkude vananemise kaasamist. Lamnin B1, HMGB1 ja SATB1 vähenesid, p21 tase tõusis ja p16 tase jäi muutumatuks surmajärgses PD ajus võrreldes keskaju kontrollkudedega. Verma et al. katsetulemused. (2021).

SENOLÜÜTIK KUI PARKINSONI HAIGUSE TERAVILINE

Vananevad rakud aitavad kaasa mitmesugustele vanusega seotud haigustele. Vastupidi, nende eemaldamine leevendab nendega kaasnevaid patoloogilisi mõjusid ja pikendab tervist. SATB1 valgu vähenenud aktiivsus dopamiinergilistes neuronites on hiljuti tuvastatud PD riskifaktorina (Brichta et al., 2015; Changet al., 2017; Nalls et al., 2019; Riessland, 2020).

Lisaks põhjustab Satb1 geneetiline väljatõrjumine raku vananemist ning p21 ja CDKN1A suurenenud ekspressiooni inimese embrüonaalsetes tüvirakkudes, mis on diferentseerunud dopamiinergilisteks neuroniteks (Riessland et al., 2019). Riessland et al. (2019) näitasid seda nähtust ka hiirte keskajus, kasutades astereotaktilise adeno-seotud viiruse 1 süsti, mis ekspresseeris shRNA-d (AAV{7}}shRNA), et reguleerida Satb1 alla, mis hiljem suurendas p21 ekspressiooni ja neuronite vananemist.

Lõpuks kõrvaldas ravi AAV{0}}shRNA-ga türosiini hüdroksülaasi ekspresseerivad neuronid, vähendas mitokondrite arvu, reguleeris üles Cdkn1a ja kutsus esile immuunvastuse (Riessland et al., 2019). Lisaks on PD-ga patsientide surmajärgsel SNpc-koel suurenenud p21 ekspressioon ja SATB1 regulatsioonifunktsiooni langus (Brichta et al., 2015; Riessland jt, 2019; Riessland, 2020). P21 inhibeerimine SATB1 knockouthumani dopamiinergilistes neuronites p21 inhibiitori UC2288 kaudu vähendas märkimisväärselt vananemise mõju ilma proliferatsiooni tekitamata (Riessland et al., 2019).

Lisaks vähendas SATB1 väljalülitatud inimese dopamiinergiliste neuronite töötlemine CDKN1 lühikese juuksenõela RNA-ga (shRNA) dramaatiliselt p21 taset ja muid vananemise tunnuseid (Riessland et al., 2019). Lisaks on hiljuti näidatud, et UC2288 vähendab PD MPTP hiiremudelis vananemismarkereid, nagu oksüdatiivne stress ja põletik (Im et al., 2020). Seetõttu võib UC2288 olla PD jaoks sobiv vananemisvastane aine.

Astragalosiid IV (AS-IV) on aktiivne farmakoloogiline aine, mis on saadud ürdist Astragalus membranaceus. ASIV-l on Hiina taimsete ravimite alal pikk ajalugu, kuna sellel on palju kasulikke omadusi, nagu see on võimas antioksüdant, antifibrootiline ja põletikuvastane aine (Li et al., 2017). AS-IV on neuroprotektiivne primaarses dopamiinergilises nigraalrakkude kultuuris, mis on eksponeeritud 6-hüdroksüdopamiinile (Chan et al., 2009).

Kroonilise MPTP ja probenetsiidi süstidega ravitud hiirtel väheneb SNpc-s dopamiinergiliste neuronite hulk ning nad kannatavad lihasjõu ja tasakaalu kaotuse all (Xia et al., 2020). Samas, kui saavad samaaegset ravi AS-IV-ga, tekivad dopamiinergilised neuronid ja motoorsed defitsiidid. MPTP ja probenetsiidiga töödeldud hiirtel on märkimisväärne kaitse ilma MPTP metabolismi muutmata (Xia et al., 2020).

Xia jt (2020) uuringu oluline järeldus oli see, et ravi AS-IV vähendas MPTP hiiremudelis vananevate astrotsüütide SNpc kontsentratsiooni ja parandas paljusid raku vananemise markereid, nagu p16 tase ja B1 lamiini taseme langus raku tuumas. . Lisaks näidati, et AS-IV ravi pärsib hiirte primaarse astrotsüütide kultuuris MPP + ravist tingitud loomulikku vanusega seotud vananemist ja enneaegset vananemist (Xia et al., 2020).

Näidati, et AS-IV avaldab vananemisvastast toimet, edendades mitofagiat ja selle antioksüdantseid omadusi (Xia et al., 2020). Hiljuti on näidatud, et PD astrotsüütide ja mikrogliasenstsentsi saab leevendada senolüütilise töötlemisega seerumi ja glükokortikoidiga seotud kinaasiga. 1 (SGK1) inhibiitor GSK-650394 (Kwon et al., 2021). NF-kB transkriptsioonifaktorid vastutavad põletikueelsete geenide, sealhulgas tsütokiinide ja kemokiinide geenide transkribeerimise eest (Liu et al., 2017).

Fosforüülimise kaudu aktiveerib SGK1 NF-kB radu ja soodustab põletikulisi reaktsioone (Lang ja Voelkl, 2013). GSK650394 vähendab tsütokiinide taset ja SGK1 üleekspressiooni suurendas tsütokiinide taset kultiveeritud hiirte astrotsüütides ja mikrogliia ajukoores ja ventraalses keskajus (Kwon et al., 2021). Lisaks reguleerivad Nurr1 ja Foxa2 alla Sgk1 hiirtel kultiveeritud glias, nagu on näidatud mikrokiibi ja RNA-seq andmetes (Kwon et al., 2021). Kümnest GSK{12}} poolt allareguleeritud geenist seitsmel oli immuunne. -seotud ontoloogiad (Kwon et al., 2021).

Seetõttu on Nurr1 ja Foxa2 inglia põletikuvastane toime tingitud Sgk1 inhibeerivast toimest. Samuti on näidatud, et SGK1 inhibeerimine pärsib NLRP3 põletiku ja CGAS-STINGiga seotud põletikuteid, reguleerib üles glutamaadi kliirensit gliast ja hoiab ära glia mitokondriaalse kahjustuse. et al., 2021).

Lõpuks vähendas SGK1 inhibeerimine glialsensentsevaid markereid, nagu SA- -gal, SASP-ga seotud geenide allareguleerimist, vananemiseelse valgu taset, reaktiivsete hapnikuliikide tootmist ja prooksüdantide geenide allareguleerimist (Kwon et al., 2021). Oluline on see, et hiire keskaju dopamiinergilised neuronid, mis üleekspresseerisid inimese sünukleiini, kultiveeriti koos hiire ventraalsete keskaju astrotsüütide ja mikrogliiaga.

Neid kultuure töödeldi PFF-idega. GSK-650394 või SGK1-ga kultiveerimine glias vähendas -sünukleiini patoloogiat neuronites, sealhulgas -sünukleiini neuronitevahelist ülekannet, tingimusel et neid kultiveeriti koos ventraalse keskaju gliaga (Kwon et al., 2021). Lisaks kaitses SGK1 inhibeerimine hiire ventraalsetes keskaju astrotsüütides ja hiire keskaju dopamiinergiliste neuronitega koos kultiveeritud mikrogliia neuroneid H2O2 toksiliste kahjustuste eest.

Lõpuks kaitses SGK1 geneetiline vaigistamine või GSK{1}}vahendatud inhibeerimine PD MPTP hiiremudelis käitumishäirete, keskaju dopamiinergilise neuroni kaotuse ning SNpc põletiku ja vananemise allasurumise eest (Kwon et al., 2021). B-rakuline lümfoom-extra suur (Bcl-xL) on Bcl-2valkude perekonda kuuluv ja asub mitokondriaalsetes membraanides. Bcl-xL-l on apoptootilised omadused, mis on tingitud mitokondriaalse tsütokroom c vabanemise inhibeerimisest (D'Aguanno ja Del Bufalo, 2020).

Lisaks on Bcl-xL-l ka vananemist soodustavad omadused. Näiteks oletatakse, et kahjustatud rakud, mis on muidu määratud apoptoosiks, võivad Bcl-xL üleekspressiooni tõttu vananeda (Mas-Bargues et al., 2021). Bcl-xL suurendab ka mitokondriaalset metabolismi ja suurendab ATP sünteesi efektiivsust, mis mõlemad on vajalikud vananevate rakkude suurenenud SASP tootmise metaboolseks toetamiseks (Herranz ja Gil, 2018; Mas-Bargues et al., 2021).

PD patsientide surmajärgsetes ajuproovides näidati, et Bcl-xL ekspressioon mesentsefaali dopamiinergilistes neuronites oli peaaegu kaks korda kõrgem kui kontrollidel (Hartmannet al., 2002). Huvitav on see, et Bcl-xL on tõenäoliselt seotud juhusliku PD-ga vananemist soodustava ja Parkini-vastase aktiivsuse kaudu. Ebanormaalsetes tingimustes teeb PINK1 valk koostööd Parkin-valguga, et liikuda polariseeritud mitokondritesse ja indutseerida mitofaagiat. Muteeritud E3 ubikvitiini ligaas Parkin ja patoloogiline mitokondriaalne bioenergeetika on aga seotud autosomaalse retsessiivse perekondliku PD-ga (Dawson ja Dawson, 2010). On näidatud, et Bcl-xL antagoniseerib PINK1 ja Parkini võimet stimuleerida mitofagiat (Mas-Bargues0 et al. ).

Häiritud keskaju mitofagia on põhiline patoloogiline tunnus, mis on levinud nii PD patsientidel kui ka PD loommudelitel (Liuet al., 2019). Seetõttu näib tõenäoline, et Bcl-xL inhibiitorid, nagu A1331852 ja A1155463, võivad olla efektiivsed PD terapeutilised ained, soodustades mitofaagiat (Zhu et al., 2017). PD patoloogia ja Bcl-xL vaheline seos on keeruline. Sarnaselt raku vananemisele näib Bcl-xL olevat PD-s võimeline neuroprotektsiooniks ja süvendab patoloogiat.

Näiteks olid adopamiini transporteriga transfekteeritud SH-SY5Y rakud Bcl-xL-ga ravimisel resistentsed MPP+ suhtes (Dietz et al., 2008). Bcl-xL üleekspresseerivad SH-SY5Y rakud olid resistentsed ka 6-hüdroksüdopamiinist põhjustatud surma suhtes (Jordánet al., 2004). Lisaks säilitasid Bcl-xL üleekspresseerivad SH-SY5Y rakud mitokondriaalset dünaamikat antioksüdatiivsete stressimehhanismide kaudu, kui GSK2578215A inhibeeris LRRK2 farmakoloogiliselt (Saez-Atienzar et al., 2016). Lisaks näidati, et Bcl-xLtreatment on PD MPTP hiiremudelis neuroprotektiivne (Dietz et al., 2008).

Lõpuks on Bcl-xL vajalik kesknärvisüsteemi sünapsi moodustumise, sünaptiliste vesiikulite membraani dünaamika ja neuriitide väljakasvu jaoks, mis kõik katkevad neurodegeneratsiooni käigus (Li et al., 2008, 2013; Park et al., 2015). Kuigi neid tulemusi demonstreeriti alles rakukultuuris ja PD ebatäiuslikes hiiremudelites tekitavad nad mõningast kõhklust senolüütiliste Bcl-xL antagonistide kui ravivõimaluste otsimisel.

Vaatamata Bcl-xL potentsiaalsele kahekordsele rollile PD-s, saab erinevaid efekte sõeluda ja ära kasutada. Bcl-xL valku saab selle N-otsast lõhustada kaspaasist sõltuvate mehhanismide abil, et toota 1N-Bcl-xL fragmente. Bcl-xL fragmentatsioon suureneb glutamaadist põhjustatud neuroeksitotoksilisuse ajal, mis esineb tavaliselt paljude neurodegeneratiivsete haiguste, sealhulgas PD (Park ja Jonas) korral. ,2017; Iovino et al., 2020).

1N-Bcl-xL fragmentide kuhjumine põhjustab mitokondriaalseid vigastusi, nagu kõrgenenud membraanijuhtivus ja suurenenud tsütokroom c vabanemine, mis viib lõpuks neuronite surmani (Park ja Jonas, 2017). Senolüütiline ABT-737 seondub nii Bcl-xL-ga kui ka 1N-Bcl-xL-ga, takistab 1N-Bcl-xL-l mitokondreid kahjustamast ja takistab Bcl-xL-l moodustamast 1N-Bcl-xL fragmente (Park ja Jonas, 2017).

Lisaks on näidatud, et Bcl-xL senolüütikumide toime sõltub kontsentratsioonist. Näiteks suurendasid ABT-737 (1 µM) ja WEHI-539 (5 µM) kõrged kontsentratsioonid glutamaadi neurotoksilisust, häirisid mitokondrite membraanipotentsiaali ja vähendasid ATP kontsentratsiooni rakus (Park et al., 2017) . Seevastu ABT-737 (10 ηM) ja WEHI-539 (10 ηM) madal kontsentratsioon oli neuroprotektiivne glutamaadist põhjustatud rakusurma vastu, kaitstes mitokondriaalset membraanipotentsiaali ja säilitades ATP kadu (Park et al., 2017).

Üheskoos näivad tõendid viitavat sellele, et Bcl-xL on endiselt PD vananemisvastase ravi sihtmärk, kuid arvesse tuleb võtta Bcl-xL spetsiifiliste senolüütikumide kontsentratsiooni ja Bcl-xL fragmentatsioonipotentsiaali. Kuna Bcl-xL fragmenteerumine toimub vastusena glutamaadi neurotoksilisusele, on Bcl-xL-spetsiifilistel senolüütikumidel võib-olla enne haiguse algust suurem mõju. Vananemisvastased või vananevate rakkude eemaldamise strateegiad tunduvad PD patsientide jaoks uue farmakoloogilise ravi võimalusena. tõendid on praegu piiratud ja piiratud raku- ja loommudelitega, nagu on kirjeldatud tabelis 1. Tõepoolest, enamik senolüütikumide terapeutilisi uuringuid on prekliinilised (Romashkan et al., 2021).

2019. aastal avaldati aga esimene avatud, üheharuline senolüütikumide kliiniline uuring inimpatsientidel (Justice et al., 2019; Song jt, 2020). See uuring näitas, et senolüütiliste rakkude lühiajaline (3 nädalat) ravi idiopaatilise kopsufibroosiga patsientidel dasatinibandkvertsetiiniga (D + Q) parandas sümptomeid ja funktsiooni (Justiceet al., 2019; Song et al., 2020). Sellest ajast alates on D + Q osutunud tõhusaks ka vananevate rakkude vähendamisel diabeediga neeruhaigusega patsientidel (Hickson et al., 2019).

Just selle viimase aasta jooksul on senolüütikumidele keskendunud kliiniliste uuringute arv ja ulatus kiiresti kasvanud (Kirkland ja Tchkonia, 2020; Song et al., 2020; Wissler Gerdeset al., 2020). Samal ajal on viimaste aastate jooksul toimunud kiire kasv ka farmaatsiaettevõtted ja kapitalistlikud investeeringud, mis on keskendunud ainult senolüütikumide väljatöötamisele (Dolgin, 2020). Praegu on saidil ClinicalTrials.gov loetletud neliteist kliinilist uuringut, mis tulenevad otsingust "senolüütikum" jaotises "muud". " otsinguväli.

Neli uuringut on suunatud osteoartriidile, neli on keskendunud COVID-i leevendamisele-19 ja ülejäänud keskenduvad femoroatsetabulaarsele kahjustusele, lapseea vähist ellujäänute nõrkusele, kroonilisele neeruhaigusele ja tervete vanemate täiskasvanute luustiku tervise parandamisele. Erinevates kombinatsioonides ja annustes kaasati senolüütikumid D, Q ja fisetinaar kõigis nendes kliinilistes uuringutes ravimite sekkumisena. Üks osteoartriidi uuringutest hõlmab fisetiini ja ka antihüpertensiivset ravimit losartaani.

Teine praegune osteoartriidi uuring hõlmab Q, fisetiini ja ka glütsürritsiini sekkumist. Glütsürritsiinil on põletikuvastased ja viirusevastased omadused. Varasemad või kavandatud senolüütikumidele keskendunud kliinilised uuringud on kasutanud neid hüperoksiast põhjustatud reaktiivsete hingamisteede haiguste, insuliiniresistentsuse, diabeedi, preeklampsia, rasvmaksa, rasvumise, makuladegeneratsiooni ja diabeetilise kroonilise neeruhaiguse ravis (Kirkland ja Tchkonia, 2020; Song et al., 2020).

Neljateistkümnest tulemusest keskendub neurodegeneratsioonile ainult kaks katset: SToMPAD-uuringu (senolüütiline ravi Alzheimeri tõve progresseerumise moduleerimiseks) piloot- ja II faasi uuring. Pilootuuring (ClinicalTrials.govIdentifier: NCT04063124) keskendub D + Q kasutamisele varases staadiumis Alzheimeri tõvega patsientidel 12 nädala jooksul (Gonzales et al., 2022).

SToMPAD II faasi uuringusse värbatakse praegu ja plaanitakse kaasata nii Alzheimeri tõve kui ka kerge kognitiivse kahjustusega patsiente (ClinicalTrials.gov Identifier: NCT04685590). Täielikult eeldatakse, et PD patsientide ja nende perede tõhus senolüütiline ravi on reaalsus mitte liiga kauges tulevikus.

KOKKUVÕTE

Parkinsoni tõbi on kõige levinum liikumishäire ja teine ​​kõige levinum neurodegeneratiivne häire. Siiski ei ole kompleksset patoloogiat veel täielikult mõistetud ega ka ravivõimalusi. PD uuring on suures osas keskendunud neuronitele, kuna haigust iseloomustab progresseeruv eurodegeneratsioon. PD-uuringud on suures osas keskendunud ka agregeerunud sünukleiinile, kuna need on haiguse peamine molekulaarne tunnus. Neurogliia moodustab aga suure osa ajust ja vastutab paljude kesknärvisüsteemi kriitiliste funktsioonide eest.

Neurogliia rolli neurodegeneratiivsetes haigustes on alahinnatud. Vananeva neurogliia sihtimine PD-s on põnev võimalik terapeutiline viis. Vananemisvastaste ravimite kliinilised uuringud on alles hiljuti alanud ja neil on palju lubadusi.

AUTORI KAASALAD

Kõik autorid andsid oma panuse käsikirja kirjutamisse, on käsikirja üle vaadanud ja selle praeguse vormi heaks kiitnud. RLvaatas käsikirja ulatust ja edenemist, kirjutas lõpliku mustandi ja tegi lõplikud arvud.

RAHASTAMINE

Seda tööd rahastasid Ida-Nazarene College'i õppe- ja professionaalse arengu komitee ning Pluripotent Diagnostics.

TUNNUSTUS

Soovime tänada kõiki PluripotentDiagnosticsi meeskonnaliikmeid ja Eastern Nazarene College'i bioloogiaosakonda nende panuse ja viljakate vestluste eest. Samuti soovime tänada Pluripotent Diagnostics Scientific Advisory Boardit nende teoreetilise panuse ja jätkuva toetuse eest.

VIITED

1.Abate, M., Festa, A., Falco, M., Lombardi, A., Luce, A., Grimaldi, A., et al. (2020).Mitokondrid kui apoptoosi, autofagia ja vananemise mängutegijad. Semin.Cell Dev. Biol. 98, 139–153. doi: 10.1016/j.semcdb.2019.05.022

2.Acosta-Martínez, M. (2020). Mikrogliia fenotüüpide kujundamine östrogeeniretseptorite kaudu: olulisus soopõhiste neuroinflammatoorsete reaktsioonide suhtes ajukahjustusele ja haigustele. J. Pharmacol. Exp. Terapeut. 375, 223–236. doi: 10.1124/jpet.119.264598

3. Angelova, DM ja Brown, DR (2019). Mikrogliia ja vananev aju: arenev mikroglia on neurodegeneratsiooni võti? J. Neurochem. 151, 676–688.doi: 10.1111/jnc.14860

4.Arrasate, M. ja Finkbeiner, S. (2012). Valguagregaadid Huntingtoni tõve korral.Exp. Neurol. 238, 1–11. doi: 10.1016/j.expneurol.2011.12.013

5. Bachiller, S., Jiménez-Ferrer, I., Paulus, A., Yang, Y., Swanberg, M., Deierborg, T., et al. (2018). Mikrogliia neuroloogiliste haiguste korral: ajuhaigustest sõltuva põletikulise vastuse teekaart. Esiosa. Lahter. Neurosci. 12:1–17. doi: 10.3389/fncel.2018.00488

6. Baker, DJ ja Petersen, RC (2018). Rakkude vananemine aju vananemises ja neurodegeneratiivsetes haigustes: tõendid ja perspektiivid. J. Clin. Uurige. 128,1208–1216. doi: 10.1172/JCI95145

7.Bakshi, R., Logan, R. ja Schwarzschild, MA (2015). "Puriinid Parkinsoni tõve korral: adenosiini A2A retseptorid ja uraadid neuroprotektsiooni sihtmärkidena" väljaandes TheAdenosinergic System: A Non-Dopaminergic Target in Parkinson's Disease, edsM. Morelli, N. Simola ja J. Wardas (Berliin: Springer), doi: 10.1007/978-3-319-20273-0_6

8.Barkholt, P., Sanchez-Guajardo, V., Kirik, D. ja Romero-Ramos, M. (2012). Long-term polarization of microglia upon -synuclein overexpression innohuman primates. Neuroscience 208, 85–96. doi: 10.1016/j.neuroscience.2012.02.004

For more information:1950477648nn@gmail.com