Эндоцитоз, индуцированный эксайтотоксичностью, как потенциальная мишень нейропротекции при инсульте. Часть 2.

Предотвращение эндоцитоза TrkB-FL важно для нейропротекции инсульта in vivo: поскольку эндоцитоз является необходимым условием для некроза, были разработаны общие стратегии по подавлению или истощению ключевых белков, опосредующих различные этапы эндоцитарного процесса, и показано, что они препятствуют нейродегенерации (Troulinaki and Tavernarakis, 2012).

В последние годы инсульт стал распространенной проблемой, а поскольку неврологические повреждения, вызванные инсультом, напрямую влияют на нашу повседневную жизнь, потеря памяти после инсульта является относительно распространенным явлением. Поэтому связь между нейропротекцией и памятью после инсульта также стала горячей темой.

Прежде всего, нам нужно понимать, что после инсульта в определенной степени будут повреждены нервы головного мозга, что окажет непосредственное влияние на нашу память. Однако, если мы примем своевременное лечение и профилактические меры, мы все равно сможем эффективно защитить наши нервы и улучшить память.

Как осуществить нейропротекцию? Во-первых, нам нужно делать правильные упражнения. Это не только улучшает наше физическое состояние, но также способствует росту и восстановлению нервов. Во-вторых, развитие хороших жизненных привычек, таких как достаточный сон и правильное питание, также окажет большую помощь нашей нейропротекции. Наконец, в период лечения нам необходимо активно сотрудничать с лечащим врачом и своевременно проходить реабилитационное обучение, чтобы эффективно восстановить нашу неврологическую функцию.

Кроме того, мы можем улучшить нашу память с помощью некоторых методов. Например, мы можем выработать хорошие привычки, такие как чтение, прослушивание музыки и интеллектуальные игры, которые стимулируют наш мозг и способствуют формированию и поддержанию воспоминаний. В то же время мы также можем попробовать тренировать память, например, повторяя слова, цифры, географические местоположения и т. д. Эти методы могут эффективно улучшить нашу способность памяти.

Хотя инсульт принесет много неудобств в нашу жизнь, пока мы активно участвуем в лечении и реабилитации, а также развиваем хорошие привычки к жизни и учебе, мы все равно можем жить активной и здоровой жизнью и защищать наши нервы и память. Видно, что нам необходимо улучшить память, а Cistanche Deserticola может значительно улучшить память, поскольку Cistanche Deserticola обладает антиоксидантным, противовоспалительным и омолаживающим действием, что может помочь уменьшить окислительные и воспалительные реакции в мозге, тем самым защищая здоровье нервной системы. Кроме того, Cistanche Deserticola может также способствовать росту и восстановлению нервных клеток, тем самым улучшая связь и функцию нейронных сетей. Эти эффекты могут помочь улучшить память, скорость обучения и мышления, а также предотвратить развитие когнитивной дисфункции и нейродегенеративных заболеваний.

Нажмите «Знать», чтобы улучшить кратковременную память

Таким образом, дженерическая Интерференсофендоцития к sismight может рассматриваться как терапевтическая стратегия, потенциально способная уменьшить гибель клеток вследствие острых инсультов головного мозга. Однако потенциальным предостережением в отношении этого подхода являются плейотропные побочные эффекты, которые он может иметь, учитывая, что при этом также будут ингибироваться важные физиологические клеточные процессы. В качестве альтернативы мы предлагаем использование молекул, способных препятствовать патологическому эндоцитозу специфических белков выживания нейронов.
Одним из кандидатов, который следует рассмотреть, является NMDAR, усвоенный из-за чрезмерной стимуляции. Было показано, что эндоцитоз NMDAR, содержащих GluN2B, опосредует эксайтотоксичность по еще неизвестным механизмам (Wu et al., 2017).
Блокада этого клатрин-зависимого эндоцитарного процесса с помощью проникающего в клетки пептида (CPP) смогла ингибировать эксайтотоксичность в культивируемых кортикальных нейронах. Этот CPP (Tat-YEKL) содержит 11 аминокислотный домен белка Tat вируса иммунодефицита человека типа 1, который позволяет присоединенным грузам пересекать гематоэнцефалический барьер и плазматическую мембрану, за которым следуют 12 аминокислотных остатков C-конца GluN2B, соответствующих AP{{9} } связующий мотив.

Выбор CPP в качестве нейропротекторного инструмента для терапии инсульта кажется особенно целесообразным. NEURAL REGENERATION RESEARCH｜Vol 16｜No.2｜февраль 2021｜301. белок, взаимодействующий с TrkB (оранжевый), важный для эндоцитоза, вызванного эксайтотоксичностью, предотвращая тем самым вторичную обработку рецепторов и гибель нейронов.

Взаимодействие TrkB с этим неидентифицированным белком поддерживается в присутствии контрольного пептида TMyc (фиолетовый кружок), а гибель нейронов индуцируется экситотоксическим воздействием. CPP: проникающий в клетку пептид; TFL457 и TMyc: CPP, полученные из Tat; TrkB: тропомиозин-родственная киназа B; TrkB-FL: каталитически активный полноразмерный рецептор.

поскольку высокоэндоцитарные нейроны ишемизированной области демонстрируют повышенное поглощение пептидов, полученных из Tat (Vaslin et al., 2009), что приводит к селективному нацеливанию потенциальных нейропротекторных CPP на поврежденные нейроны. В будущем будет интересно установить, обладает ли этот CPP аналогичным нейропротекторным действием. эффекты при использовании in vivo и могут специфически ингибировать вызывающие смерть эффекты сверхактивации NMDAR, сохраняя при этом другие функции рецепторов.

Другим возможным кандидатом, который следует изучить в качестве нейропротекторной мишени, является взаимодействующий с киназой D субстрат массой 220 кДа (Kidins220), нижестоящий эффектор рецепторов нейротрофинов и NMDAR, необходимых для жизнеспособности нейронов. Мы продемонстрировали, что обработка Kidins220 кальпаином при эксайтотоксичности является вторичной по отношению к транспортировке этого белка в аппарат Гольджи и ранней активации Rap1-GTPase (LópezMenéndez et al., 2019).

На более поздних стадиях эксайтотоксического процесса подавление Kidins220 управляет инактивацией Rap1, связанной со снижением активности ERK, что ставит под угрозу выживаемость нейронов. Таким образом, предотвращение эндоцитоза Kidins220, вызванного эксайтотоксичностью, может быть исследовано как способ ингибировать кальпаинпроцессинг комплексов активации Rap1 и, таким образом, препятствовать отключению каскадов про-выживания Kidins220/Rap1/ERK.

Наконец, мы уже продемонстрировали, что вмешательство в эндоцитоз TrkB-FL является актуальной нейропротекторной стратегией как in vitro, так и in vivo. Мы обнаружили, что эксайтотоксичность снижает поверхностные уровни этого рецептора и, следовательно, способствует его внутриклеточному процессингу несколькими протеазами (Tejeda etal., 2019). Основным механизмом подавления TrkB-FL является расщепление его внутриклеточной околомембранной области кальпаином (Vidaurre etal., 2012; Рисунок 1).

Вторичный механизм TrkB-FL, но первичный для регуляции TrkB-T1, регулируется внутримембранным протеолизом посредством последовательной реакции металлопротеиназы/-секретазы, вызывающей выделение этими изоформами идентичных эктодоменов рецептора, которые, как мы продемонстрировали, действуют как поглотители BDNF (Tejeda et al., 2016).

В целом эти механизмы вызывают глубокие изменения передачи сигналов BDNF вследствие эксайтотоксичности, наблюдаемые не только при инсульте, но и при других неврологических расстройствах (Tejeda and Diaz-Guerra, 2017).

Чтобы сохранить пути выживания, регулируемые BDNF, мы разработали производный от Tat CPP (TFL 457), содержащий короткую последовательность юкстамембраны TrkB-FL (а.а. 457–471), которая, как мы предположили, может быть важна для контроля стабильности рецептора и функциональной инэкситотоксичности.

Выбранная последовательность является частью внутриклеточной области, важной для регуляции местоположения и функционирования TrkB-FL посредством взаимодействия с набором различных белков, включающих Hrs (Huang et al., 2009).

Мы заметили, что пептид TFL457 специфически предотвращал ранний эндоцитоз TrkB-FL, активированный эксайтотоксичностью, в отличие от отрицательного контроля CPP, содержащего несвязанные последовательности (TMyc). Мы предположили, что TFL457 может конкурировать с некоторыми белками-взаимодействиями, установленными последовательностями 457–471 в TrkB-FL, которые необходимы для стимулирования эндоцитоза, индуцированного эксайтотоксичностью.

Поскольку этот пептид будет влиять только на взаимодействия, специально установленные TrkB-FL, эндоцитоз других поверхностных белков не будет затронут. Сохраняя непроцессированный рецептор на поверхности клетки, TFL457 вторично препятствует расщеплению TrkB-FL с помощью кальпаина и регулирует внутримембранный протеолиз и, таким образом, поддерживается фосфорилирование рецептора Tyr816 и передача сигналов BDNF/TrkB/PLC.

Результатом является сохранение активности белка, связывающего ответный элемент цАМФ, и активности промотора фактора 2 энхансера миоцитов ниже этого каскада, что запускает механизм обратной связи, благоприятствующий увеличению экспрессии критических белков, способствующих выживанию, в нейронах, таких как BDNF или сам TrkBreceptor, что приводит к увеличению жизнеспособности нейронов.

Разработанный нейропротекторный пептид может иметь большое значение для терапии инсульта, поскольку на мышиной модели перманентной ишемии он противодействует снижению регуляции TrkB-FL при инфаркте и эффективно уменьшает размер инфаркта почти на 30% (Tejeda et al., 2019).

Кроме того, TFL457 улучшает неврологические результаты, о чем свидетельствует снижение на 42% среднего количества ошибок в тесте, оценивающем баланс и координацию движений.

Таким образом, эти результаты раскрывают эндоцитоз TrkB-FL, индуцированный эксайтотоксичностью, как новую и весьма актуальную мишень для терапии инсульта и открывают новые возможности для разработки новых лекарств, специально направленных на другие белки выживания.

Маргарита Диас-Гуэрра*

Институт биомедицинских исследований «АльбертоСолс», Высший совет научных исследований Мадридского автономного университета (CSIC-UAM), Мадрид, Испания

Лицензионное соглашение об авторских правах: Лицензионное соглашение об авторских правах было подписано автором перед публикацией.

Проверка на плагиат: дважды проверено iThenticate. Рецензирование: внешняя рецензирование.

Заявление об открытом доступе. Это журнал с открытым доступом, и статьи распространяются на условиях лицензии Creative Commons AttributionNonCommercial-ShareAlike 4.0, которая позволяет другим создавать ремиксы, настройки и дополнять работу в некоммерческих целях, при условии, что предоставляется соответствующий кредит, и новые творения лицензируются на тех же условиях.

Открытый рецензент: Райуду Гопалакришна, Университет Южной Калифорнии, США. Дополнительный файл: Отчет об открытом рецензировании 1.

Рекомендации

1. Hardingham GE, Fukunaga Y, Bading H (2002). Экстрасинаптические NMDAR противостоят синаптическим NMDAR, запуская пути отключения CREB и гибели клеток. NatNeurosci 5:405-414.

2. Хуан Ш., Чжао Л., Сунь З.П., Ли XZ, Гэн З., Чжан К.Д., ЧаоМВ, Чен З.И. (2009)Существенная роль Hrs в эндоцитозном рециклинге полноразмерного рецептора TrkB, но не его изоформы TrkB.T1. J Biol Chem 284:15126-15136.

3. Лопес-Менендес С, Симон-Гарсия А, Гамир-Морралла А, Позе-Утрилла Дж, Лухан Р, Мочизуки Н, Диас-Герра М, Иглесиас Т (2019) Эксайтотоксическое нацеливание Kidins220 на аппарат Гольджи предшествует кальпаиновому расщеплению Rap. 1-комплексы активации. Смерть клетки Dis 10:535.

4. Рудинский Н., Грищук Ю., Васлин А., Пуял Дж., Делакурт А., Хирлинг Х., Кларк П.Г., Люти-Картер Р. (2009). Кальпаингидролиз альфа- и бета2-адаптинов уменьшает клатрин-зависимый эндоцитоз и может способствовать нейродегенерации. J Biol Chem 284:12447-12458.

5. Скотт Д.Б., Михайлидис И., Му Ю., Логотетис Д., Элерс М.Д. (2004). Эндоцитоз и деградационная сортировка NMDA-рецепторов с помощью консервативных мембранно-проксимальных сигналов. JNeurosci 24:7096-7109.

For more information:1950477648nn@gmail.com