Excitotoxicitás által kiváltott endocitózis, mint a stroke neuroprotection lehetséges célpontja 2. rész

A TrkB-FL endocitózis megelőzése fontos a stroke neuroprotekciója szempontjából invivo: Mivel az endocitózis a nekrózis feltétele, általános stratégiákat dolgoztak ki az endocitikus folyamat különböző lépéseit közvetítő kulcsfontosságú fehérjék leszabályozására vagy kimerítésére, és kimutatták, hogy interferálnak a neurodegenerációval (Troulinaki és Tavernarakis, 2012).

Az utóbbi években a stroke általános problémává vált, és mivel a stroke okozta neurológiai károsodások közvetlenül érintik mindennapjainkat, a stroke után viszonylag gyakori a memóriavesztés. Ezért a neuroprotekció és a stroke utáni memória kapcsolata is forró téma lett.

Először is meg kell értenünk, hogy a stroke után az agy idegei bizonyos mértékig károsodnak, ami közvetlen hatással lesz a memóriánkra. Ha azonban időben megtesszük a kezelést és a megelőző intézkedéseket, akkor is hatékonyan védhetjük idegeinket és javíthatjuk memóriánkat.

Hogyan végezzünk neuroprotekciót? Először is megfelelő gyakorlatot kell végeznünk. Ez nemcsak a fizikai állapotunkat javítja, hanem elősegíti az idegek növekedését és helyreállítását is. Másodszor, a helyes életmód kialakítása, mint például a megfelelő alvás és a megfelelő étkezés, szintén nagy segítséget jelent az idegrendszer védelmében. Végül a kezelési időszakban aktívan együtt kell működnünk az orvosi kezeléssel, és azonnal rehabilitációs képzésben kell részesülnünk, neurológiai funkcióink hatékony helyreállítása érdekében.

Emellett bizonyos módszerekkel fejleszthetjük a memóriánkat is. Kialakíthatunk például olyan jó szokásokat, mint az olvasás, a zenehallgatás és az intellektuális játékok, amelyek stimulálhatják agyunkat, és elősegíthetik az emlékek kialakulását és fenntartását. Ugyanakkor kipróbálhatunk néhány memóriaedzést is, például szavakat, számokat, földrajzi helyeket stb.

Bár az agyvérzés sok kellemetlenséggel jár az életünkben, mindaddig, amíg aktívan együttműködünk a kezelési és rehabilitációs tréningekkel, valamint jó élet- és tanulási szokásokat alakítunk ki, továbbra is aktív és egészséges életet élhetünk, védhetjük idegeinket és memóriánkat. Látható, hogy javítanunk kell a memórián, a Cistanche deserticola pedig jelentősen javíthatja a memóriát, mivel a Cistanche deserticola antioxidáns, gyulladáscsökkentő és öregedésgátló hatással bír, ami segíthet csökkenteni az oxidációt és a gyulladásos reakciókat az agyban, ezáltal védi a az idegrendszer egészsége. Ezenkívül a Cistanche deserticola az idegsejtek növekedését és helyreállítását is elősegítheti, ezáltal javítva a neurális hálózatok összekapcsolhatóságát és működését. Ezek a hatások segíthetnek javítani a memóriát, a tanulást és a gondolkodási sebességet, valamint megakadályozhatják a kognitív diszfunkciók és a neurodegeneratív betegségek kialakulását.

Kattintson a Tudnivalóra a rövid távú memória javításához

Ezért a generici nte r fe nceofendocy to sismig ht be olyan terápiás stratégiának tekintik, amely csökkentheti az akut agyi sérülések miatti sejthalált. Ennek a megközelítésnek a lehetséges óvintézkedései azonban a pleiotróp káros hatások, amelyek lehetnek, ha figyelembe vesszük, hogy az alapvető fiziológiai sejtfolyamatokat is gátolnák. Alternatív megoldásként olyan molekulák használatát javasoljuk, amelyek képesek megzavarni specifikus neuronális túlélési fehérjék patológiás endocitózisát.
Az egyik megfontolandó jelölt az NMDAR, amelyet a túlstimulációja internalizál. Kimutatták, hogy a GluN2B-tartalmú NMDAR-ok endocitózisa máig ismeretlen mechanizmusok révén excitotoxicitást közvetít (Wu et al., 2017).
Ennek a klatrin-függő endocitikus folyamatnak a sejtbehatoló peptid (CPP) segítségével történő blokkolása képes volt gátolni az excitotoxicitást tenyésztett kérgi neuronokban. Ez a CPP (Tat-YEKL) a humán immundeficiencia vírus 1-es típusú Tatproteinjének egy 11 aminosavból álló doménjét tartalmazza, amely lehetővé teszi a hozzákapcsolt rakományok átjutását a vér-agy gáton és a plazmamembránon, ezt követi az AP-nek megfelelő 12 aminosavból álló GluN2B C-terminális{{9} } kötésmotívum.

A CPP-k, mint neuroprotektív eszközök kiválasztása az agyvérzés kezeléséhez különösen megfelelőnek tűnik NEURÁLIS REGENERÁCIÓS KUTATÁS ｜ 16｜ 2-301 versenyez egy TrkB-vel kölcsönhatásba lépő fehérje (narancssárga), amely fontos az excitotoxicitás által kiváltott endocitózisban, így megakadályozza a másodlagos receptorfeldolgozást és a neuronhalált.

A TrkB kölcsönhatása ezzel az azonosítatlan fehérjével a TMyc kontrollpeptid (lila kör) jelenlétében fennmarad, és az excitotoxicitás neuronhalált indukál. CPP: sejtbehatoló peptid; TFL457 és TMyc: Tat-eredetű CPP-k; TrkB: tropomiozin-rokon kináz B; TrkB-FL: a katalitikusan aktív, teljes hosszúságú receptor.

mivel az ischaemiás terület erősen endocitikus neuronjai a Tat-eredetű peptidek fokozott felvételét mutatják (Vaslin et al., 2009), ami a potenciális neuroprotektív CPP-k szelektív célba juttatását eredményezi a sérült neuronok felé. A jövőben érdekes lesz megállapítani, hogy ez a CPP rendelkezik-e hasonló neuroprotektív hatással. in vivo alkalmazva hatást fejt ki, és specifikusan gátolhatja az NMDAR túlaktivációjának halált megelőző hatásait, miközben megőrzi más receptorfunkciókat.

A neuroprotektív célpont egy másik lehetséges jelöltje a 220 kDa-os kináz D-vel kölcsönhatásba lépő szubsztrát (Kidins220), amely a neurotrofin receptorok és a neuronok életképességéhez nélkülözhetetlen NMDAR-ok downstream effektora. Kimutattuk, hogy a Kidins220 kalpain általi excitotoxicitásban történő feldolgozása másodlagos e fehérje Golgi-készülékbe történő továbbítása és a Rap1-GTPáz korai aktiválása miatt (LópezMenéndez et al., 2019).

Az excitotoxikus folyamat későbbi szakaszaiban a Kidins220 leszabályozása szabályozza az ERK aktivitás csökkenésével járó Rap1 inaktivációt, ami veszélyezteti a neuronális túlélést. Ezért az excitotoxicitás által kiváltott Kidins220 endocitózis megelőzését vizsgálni lehet a Rap1 aktivációs komplexek calpain-feldolgozásának gátlására, és ezáltal a Kidins220/Rap1/ERK túlélési kaszkádok leállítására.

Végül már kimutattuk, hogy a TrkB-FL endocitózis interferenciája releváns neuroprotektív stratégia mind in vitro, mind in vivo. Azt találtuk, hogy az excitotoxicitás csökkenti ennek a receptornak a felszíni szintjét, és szekvenciálisan elősegíti annak intracelluláris feldolgozását számos proteáz által (Tejeda etal., 2019). A TrkB-FL downreguláció fő mechanizmusa az intracelluláris juxtamembrán régió kalpain általi hasítása (Vidaurre etal., 2012; 1. ábra).

A TrkB-FL másodlagos, de a TrkB-T1 szabályozásában elsődleges mechanizmusa a szekvenciális metalloproteináz/-szekretáz reakció által szabályozott intramembrán proteolízis, amely az azonos receptor ektodomén ezen izoformái általi leadását idézi elő, amelyekről kimutattuk, hogy BDNF-scavengerként működnek (Tejeda et al., 2016).

Összességében ezek a mechanizmusok az excitotoxicitás révén a BDNF jelátvitel mélyreható megváltoztatását okozzák, amelyet nemcsak stroke, hanem más neurológiai rendellenességek esetén is megfigyeltek (Tejeda és Diaz-Guerra, 2017).

A BDNF által szabályozott túlélési utak megőrzése érdekében egy Tat-eredetű CPP-t (TFL 457) terveztünk, amely egy rövid TrkB-FLjuxtamembrane szekvenciát (aa 457–471) tartalmaz, amelyről feltételeztük, hogy fontos lehet a receptor stabilitásának és a funkció inexcitotoxicitásának szabályozásában.

A kiválasztott szekvencia egy olyan intracelluláris régió része, amely a TrkB-FL elhelyezkedésének és működésének szabályozásában fontos szerepet játszik a Hrs-t tartalmazó különböző fehérjékkel való kölcsönhatás révén (Huang et al., 2009).

Megfigyeltük, hogy a TFL457 peptid specifikusan megakadályozta az excitotoxicitás által aktivált korai TrkB-FL endocitózist, eltérően a nem rokon szekvenciákat (TMyc) tartalmazó negatív kontroll CPP-től. Feltételeztük, hogy a TFL457 versenyezhet bizonyos fehérje/fehérje kölcsönhatásokkal / amelyet a TrkB-FL 457–471. szekvenciája határoz meg, amelyre szükség lenne az excitotoxicitás által kiváltott endocitózis elősegítéséhez.

Mivel ez a peptid csak a TrkB-FL által specifikusan létrehozott kölcsönhatásokat befolyásolja, más felszíni fehérjék endocitózisát nem érinti. Azáltal, hogy a feldolgozatlan receptort a sejtfelszínen tartja, a TFL457 másodlagosan megzavarja a TrkB-FL hasítását kalpain és szabályozott intramembrán proteolízis által, így a receptorTyr816 foszforilációja és a BDNF/TrkB/PLC jelátvitel megmarad.

Az eredmény a cAMP válaszelemkötő fehérje és a myocita 2-es faktor promóter aktivitásának megőrzése a kaszkád alatt, ami egy visszacsatolási mechanizmust indít el, amely elősegíti a kritikus prosurvival proteinek fokozott expresszióját az idegsejtekben, mint például a BDNF vagy maga a TrkBreceptor, ami megnövekedett neuronalvibilitást eredményez.

A kifejlesztett neuroprotektív peptid rendkívül releváns lehet a stroke terápiájában, mivel a permanens ischaemia egérmodelljében ellensúlyozza a TrkB-FL downregulációt az infarktusban, és hatékonyan csökkenti az infarktus gyakoriságát közel 30%-kal (Tejeda et al., 2019).

Ezenkívül a TFL457 javítja a neurológiai eredményeket, amint azt az egyensúlyt és a motoros koordinációt értékelő tesztek átlagos elcsúszásának 42%-os csökkenése mutatja.

Ezért ezek az eredmények feltárják a TrkB-FL excitotoxicitás által kiváltott endocitózisát, mint a stroke-terápia új és rendkívül releváns célpontját, és új utakat nyitnak meg új, kifejezetten más túlélési fehérjékre irányuló gyógyszerek kifejlesztésében.

Margarita Díaz-Guerra*

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

Szerzői jogi licencszerződés: A szerzői jogi licencszerződést a szerző a közzététel előtt aláírta.

Plágiumellenőrzés: Kétszer ellenőrizte az iThenticate. Peer review: Külsőleg szakértői értékelés.

Nyílt hozzáférésű nyilatkozat: Ez egy nyílt hozzáférésű folyóirat, és a cikkeket a Creative Commons Nevezd meg! Nevezd meg!NonCommercial-ShareAlike 4.0 Licenc, amely lehetővé teszi mások számára, hogy nem kereskedelmi célból újrakeverjék, finomítsák és építsenek rá a munkára, mindaddig, amíg megfelelő kreditet adnak, és az új alkotásokat azonos feltételekkel engedélyezik.

Peer reviewer megnyitása: Rayudu Gopalakrishna, University of Southern California, USA. Kiegészítő fájl: 1. szakértői értékelési jelentés megnyitása.

Hivatkozások

1. Hardingham GE, Fukunaga Y, Bading H (2002) Az extraszinaptikus NMDAR-ok ellenzik a szinaptikus NMDAR-okat azáltal, hogy kiváltják a CREB-elzáródást és a sejthalált. NatNeurosci 5:405-414.

2. Huang SH, Zhao L, Sun ZP, Li XZ, Geng Z, Zhang KD, ChaoMV, Chen ZY (2009) Essential role of Hrs in endocyticrecycling of full-longth TrkB receptor, but not itsisoform TrkB.T1. 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) Excitotoxic targeting of Kidins220 tothe Golgi apparatus megelőzi a Rainpát 1-aktivációs komplexumok. Cell Death Dis 10:535.

4. Rudinskiy N, Grishchuk Y, Vaslin A, Puyal J, DelacourteA, Hirling H, Clarke PG, Luthi-Carter R (2009) Az alfa- és béta2-adaptinok kalpainhidrolízise csökkenti a szklatrin-függő endocitózist és elősegítheti a neurodegenerációt. 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 conserved membrán-proximális jelek. JNeurosci 24:7096-7109.

For more information:1950477648nn@gmail.com