Ендоцитоз, індукований ексайтотоксичністю, як потенційна мішень для нейропротекції інсульту. Частина 2

Профілактика ендоцитозу TrkB-FL є важливою для нейропротекції інсульту invivo: Оскільки ендоцитоз є необхідною умовою для некрозу, було розроблено загальні стратегії зниження регуляції або виснаження ключових білків, що опосередковують різні етапи ендоцитозного процесу, і показано, що вони перешкоджають нейродегенерації (Troulinaki and Tavernarakis, 2012).

Останніми роками інсульт став поширеною проблемою, і оскільки неврологічні пошкодження, викликані інсультом, безпосередньо впливатимуть на наше повсякденне життя, втрата пам’яті є відносно поширеним явищем після інсульту. Тому зв’язок між нейропротекцією та пам’яттю після інсульту також став гарячою темою.

Перш за все, ми повинні розуміти, що після інсульту нерви в мозку будуть певною мірою пошкоджені, що безпосередньо вплине на нашу пам’ять. Але якщо вчасно вживати лікувальних і профілактичних заходів, ми все ж зможемо ефективно захистити свої нерви і поліпшити пам'ять.

Як провести нейропротекцію? По-перше, нам потрібно робити правильні вправи. Це не тільки покращує наш фізичний стан, але також сприяє росту та відновленню нервів. По-друге, розвиток хороших життєвих звичок, таких як достатній сон і правильне харчування, також буде дуже корисним для нашого нейрозахисту. Нарешті, під час періоду лікування нам потрібно активно співпрацювати з лікуванням лікаря та негайно проходити реабілітаційне навчання, щоб ефективно відновити нашу неврологічну функцію.

Крім того, ми також можемо покращити нашу пам'ять за допомогою деяких методів. Наприклад, ми можемо виробити хороші звички, такі як читання, прослуховування музики та гра в інтелектуальні ігри, які можуть стимулювати наш мозок і сприяти формуванню та збереженню спогадів. У той же час ми також можемо спробувати трохи тренувати пам’ять, наприклад, повторювати слова, числа, географічні положення тощо. Ці методи можуть ефективно покращити нашу пам’ять.

Незважаючи на те, що інсульт принесе багато незручностей у наше життя, поки ми активно співпрацюємо з лікуванням і реабілітаційним навчанням, а також розвиваємо хороші звички до життя та навчання, ми все ще можемо жити активним і здоровим життям і захистити свої нерви та пам'ять. Можна побачити, що нам потрібно покращити пам’ять, і Cistanche deserticola може значно покращити пам’ять, оскільки Cistanche deserticola має антиоксидантну, протизапальну та антистарільну дію, що може допомогти зменшити окислення та запальні реакції в мозку, тим самим захищаючи здоров'я нервової системи. Крім того, Cistanche deserticola також може сприяти росту та відновленню нервових клітин, таким чином покращуючи зв’язок і роботу нейронних мереж. Ці ефекти можуть допомогти покращити пам’ять, навчання та швидкість мислення, а також можуть запобігти розвитку когнітивної дисфункції та нейродегенеративних захворювань.

Натисніть знати, щоб покращити короткочасну пам'ять

Таким чином, generici nte r fe re nceofendocy to sismig ht be вважається терапевтичною стратегією з потенціалом для зменшення загибелі клітин через гострі ураження головного мозку. Однак потенційними застереженнями щодо цього підходу є плейотропні несприятливі ефекти, які він може мати, враховуючи, що основні фізіологічні клітинні процеси також будуть пригнічені. Як альтернативу ми пропонуємо використання молекул, здатних перешкоджати патологічному ендоцитозу специфічних білків виживання нейронів.
Одним із кандидатів на розгляд є NMDAR, інтерналізований його надмірною стимуляцією. Було показано, що ендоцитоз NMDAR, що містить GluN2B, опосередковує ексайтотоксичність за допомогою ще невідомих механізмів (Wu et al., 2017).
Блокада цього клатрин-залежного ендоцитного процесу за допомогою пептиду, що проникає в клітину (CPP), здатна пригнічувати ексайтотоксичність у культивованих кортикальних нейронах. Цей CPP (Tat-YEKL) містить 11 амінокислотних домен Tat-білка вірусу імунодефіциту людини типу 1, який дозволяє прикріпленим вантажам долати гематоенцефалічний бар’єр і плазматичну мембрану, а потім 12 амінокислот C-кінця GluN2B, що відповідає AP{{9} } сполучний мотив.

Цей вибір CPP як нейропротекторних інструментів для терапії інсульту здається особливо доцільним ДОСЛІДЖЕННЯ НЕРВНОЇ РЕГЕНЕРАЦІЇ｜Том 16｜No.2｜Лютий 2021｜301Малюнок 1｜ Механізм дії нейропротекторного пептиду TFL457. CPP містить послідовність біля мембрани TrkB-FL (темно-зелений прямокутник ), що, ймовірно, конкурує з білок, що взаємодіє з TrkB (помаранчевий), важливий для індукованого ексайтотоксичністю ендоцитозу, таким чином запобігаючи вторинній обробці рецепторів і смерті нейронів.

Взаємодія TrkB з цим неідентифікованим білком підтримується в присутності контрольного пептиду TMyc (фіолетове коло), і загибель нейронів індукується ексайтотоксичним ефектом. CPP: пептид, що проникає в клітину; TFL457 і TMyc: CPP, отримані з Tat; TrkB: тропоміозиноподібна кіназа B; TrkB-FL: каталітично активний повнорозмірний рецептор.

оскільки високоендоцитозні нейрони ішемічної зони демонструють посилене поглинання пептидів, отриманих з Tat (Vaslin et al., 2009), що призводить до вибіркового націлювання потенційних нейропротекторних CPP на пошкоджені нейрони. У майбутньому буде цікаво встановити, чи цей CPP має аналогічну нейропротекторну дію. ефектів при використанні in vivo і може спеціально пригнічувати про-смертельні ефекти надмірної активації NMDAR, зберігаючи при цьому інші функції рецепторів.

Іншим можливим кандидатом на дослідження в якості нейропротекторної мішені є D-взаємодіючий субстрат кінази 220 кДа (Kidins220), нижній ефектор нейротрофінових рецепторів і NMDAR, необхідних для життєздатності нейронів. Ми продемонстрували, що процесинг Kidins220 кальпаїном у ексайтотоксичності є вторинним щодо трафіку цього білка до апарату Гольджі та ранньої активації Rap1-GTPase (LópezMenéndez et al., 2019).

На більш пізніх стадіях ексайтотоксичного процесу пригнічення Kidins220 регулює інактивацію Rap1, пов’язану зі зниженням активності ERK, що ставить під загрозу виживання нейронів. Таким чином, запобігання ендоцитозу Kidins220, спричиненого ексайтотоксичністю, можна досліджувати як спосіб пригнічення обробки кальпаїном комплексів активації Rap1 і, таким чином, перешкоджати відключенню каскадів провиживаності Kidins220/Rap1/ERK.

Нарешті, ми вже продемонстрували, що втручання в ендоцитоз TrkB-FL є відповідною нейропротекторною стратегією як in vitro, так і in vivo. Ми виявили, що ексайтотоксичність знижує поверхневі рівні цього рецептора та, послідовно, сприяє його внутрішньоклітинній обробці кількома протеазами (Tejeda та ін., 2019). Основним механізмом зниження регуляції TrkB-FL є розщеплення його внутрішньоклітинної примембранної області кальпаїном (Vidaurre et al., 2012; рис. 1).

Вторинний механізм для TrkB-FL, але первинний для регуляції TrkB-T1, регулюється внутрішньомембранний протеоліз за допомогою послідовної реакції металопротеїнази/-секретази, що призводить до виділення цими ізоформами ідентичних рецепторних ектодоменів, які, як ми продемонстрували, діють як поглиначі BDNF (Tejeda et al., 2016).

Загалом ці механізми викликають глибоку зміну передачі сигналів BDNF через ексайтотоксичність, що спостерігається не лише при інсульті, але й при інших неврологічних розладах (Tejeda and Diaz-Guerra, 2017).

Щоб зберегти шляхи виживання, регульовані BDNF, ми розробили CPP, отриманий з Tat (TFL 457), що містить коротку послідовність TrkB-FL біля мембрани (aa 457–471), яка, як ми припустили, може бути важливою для контролю стабільності рецептора та функціональної ексайтотоксичності.

Вибрана послідовність є частиною внутрішньоклітинної області, яка вважається важливою для регуляції розташування та функціонування TrkB-FL через взаємодію з набором різних білків, які включають Hrs (Huang et al., 2009).

Ми спостерігали, що пептид TFL457 спеціально запобігав ранньому ендоцитозу TrkB-FL, активованому ексайтотоксичністю, на відміну від CPP негативного контролю, що містить неспоріднені послідовності (TMyc). Ми припустили, що TFL457 може конкурувати з деякими взаємодіями білків/встановленими послідовністю 457–471 у TrkB-FL, які будуть потрібні для сприяння ендоцитозу, індукованого ексайтотоксичністю.

Оскільки цей пептид впливатиме лише на взаємодії, спеціально встановлені TrkB-FL, ендоцитоз інших поверхневих білків не буде впливати. Утримуючи необроблений рецептор на поверхні клітини, TFL457 вторинно перешкоджає розщепленню TrkB-FL кальпаїном і регулює внутрішньомембранний протеоліз, і, таким чином, фосфорилювання рецептора Tyr816 і передача сигналів BDNF/TrkB/PLC зберігаються.

Результатом є збереження білка, що зв’язує елемент відповіді цАМФ, і активності промоутера фактора 2 енхансера міоцитів нижче за цей каскад, що запускає механізм зворотного зв’язку, що сприяє підвищенню експресії критичних протеїнів виживання в нейронах, таких як BDNF або сам TrkBreceptor, що призводить до підвищення життєздатності нейронів.

Розроблений нейропротекторний пептид може мати велике значення для терапії інсульту, оскільки в мишачій моделі перманентної ішемії він протидіє зниженню регуляції TrkB-FL в інфаркті та ефективно зменшує розмір інфаркту майже на 30% (Tejeda et al., 2019).

Крім того, TFL457 покращує неврологічні результати, про що свідчить зменшення на 42% середньої кількості промахів у тесті, що оцінює рівновагу та рухову координацію.

Таким чином, ці результати розгадують ендоцитоз TrkB-FL, спричинений ексайтотоксичністю, як нову та дуже відповідну мішень для терапії інсульту та відкривають нові шляхи для розробки нових ліків, спеціально спрямованих на інші білки виживання.

Маргарита Діас-Герра*

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

Ліцензійна угода про авторське право: ліцензійна угода про авторське право була підписана автором перед публікацією.

Перевірка на плагіат: двічі перевірено iThenticate. Експертна оцінка: рецензовано ззовні.

Заява про відкритий доступ: це журнал із відкритим доступом, і статті розповсюджуються згідно з умовами ліцензії Creative Commons AttributionNonCommercial-ShareAlike 4.0, яка дозволяє іншим некомерційно реміксувати, налаштовувати та доповнювати роботу, якщо надається відповідний кредит, а нові твори ліцензуються на ідентичних умовах.

Відкритий рецензент: Райуду Гопалакрішна, Університет Південної Каліфорнії, США. Додатковий файл: Звіт про відкриту рецензію 1.

Список літератури

1. Hardingham GE, Fukunaga Y, Bading H (2002) Екстрасинаптичні NMDAR протидіють синаптичним NMDAR, запускаючи відключення CREB і шляхи загибелі клітин. NatNeurosci 5:405-414.

2. Huang SH, Zhao L, Sun ZP, Li XZ, Geng Z, Zhang KD, ChaoMV, Chen ZY (2009) Важлива роль Hrs в ендоцитному циклі повнорозмірного рецептора TrkB, але не його цізоформи 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) Ексайтотоксичне націлювання Kidins220 на апарат Гольджі передує кальпаїновому розщепленню Rap 1-комплекси активації. Клітинна смерть Dis 10:535.

4. Rudinskiy N, Grishchuk Y, Vaslin A, Puyal J, DelacourteA, Hirling H, Clarke PG, Luthi-Carter R (2009) Кальпаїновий гідроліз альфа- та бета2-адаптинів зменшує склатрин-залежний ендоцитоз і може сприяти нейродегенерації. J Biol Chem 284:12447-12458.

5. Скотт Д.Б., Міхайлідіс І., Му.Й., Логотетіс Д., Елерс М.Д. (2004) Ендоцитоз і деградаційне сортування NMDA-рецепторів за збереженими мембранними проксимальними сигналами. JNeurosci 24:7096-7109.

For more information:1950477648nn@gmail.com