Endositosis yang Diinduksi Eksitotoksisitas Sebagai Target Potensial Untuk Perlindungan Saraf Stroke Bagian 2

Pencegahan endositosis TrkB-FL relevan untuk perlindungan saraf stroke invivo: Karena endositosis merupakan persyaratan untuk nekrosis, strategi umum untuk menurunkan regulasi atau menghabiskan protein utama yang memediasi berbagai langkah proses endositik telah dirancang dan terbukti mengganggu degenerasi saraf (Troulinaki dan Tavernarakis, 2012).

Dalam beberapa tahun terakhir, stroke telah menjadi masalah umum, dan karena kerusakan saraf akibat stroke akan berdampak langsung pada kehidupan kita sehari-hari, kehilangan ingatan relatif umum terjadi setelah stroke. Oleh karena itu, hubungan antara perlindungan saraf dan memori pasca stroke juga menjadi topik hangat.

Pertama-tama, kita perlu memahami bahwa setelah stroke, saraf di otak akan mengalami kerusakan sampai batas tertentu, yang akan berdampak langsung pada daya ingat kita. Namun, jika kita melakukan pengobatan dan tindakan pencegahan tepat waktu, kita masih dapat melindungi saraf dan meningkatkan daya ingat kita secara efektif.

Bagaimana cara melakukan perlindungan saraf? Pertama, kita perlu melakukan olahraga yang benar. Hal ini tidak hanya memperbaiki kondisi fisik kita, tetapi juga mendorong pertumbuhan dan pemulihan saraf. Kedua, mengembangkan kebiasaan hidup yang baik, seperti menjaga tidur yang cukup dan makan dengan benar, juga akan sangat membantu perlindungan saraf kita. Terakhir, selama masa pengobatan, kita perlu bekerja sama secara aktif dengan pengobatan dokter dan segera menerima pelatihan rehabilitasi, untuk memulihkan fungsi neurologis kita secara efektif.

Selain itu, kita juga dapat meningkatkan daya ingat kita melalui beberapa cara. Misalnya, kita dapat mengembangkan kebiasaan baik seperti membaca, mendengarkan musik, dan bermain permainan intelektual, yang dapat menstimulasi otak kita dan mendorong pembentukan serta pemeliharaan ingatan. Pada saat yang sama, kita juga dapat mencoba beberapa pelatihan ingatan, seperti melafalkan kata-kata, angka, lokasi geografis, dll. Metode-metode ini secara efektif dapat meningkatkan kemampuan ingatan kita.

Meskipun stroke akan membawa banyak ketidaknyamanan dalam hidup kita, selama kita secara aktif bekerja sama dengan pelatihan pengobatan dan rehabilitasi, serta mengembangkan kebiasaan hidup dan belajar yang baik, kita tetap dapat menjalani hidup yang aktif dan sehat serta melindungi saraf dan ingatan kita. Terlihat bahwa kita perlu meningkatkan daya ingat, dan Cistanche deserticola dapat meningkatkan daya ingat secara signifikan, karena Cistanche deserticola memiliki efek antioksidan, anti inflamasi, dan anti penuaan, yang dapat membantu mengurangi reaksi oksidasi dan inflamasi di otak, sehingga melindungi otak. kesehatan sistem saraf. Selain itu, Cistanche deserticola juga dapat mendorong pertumbuhan dan perbaikan sel saraf, sehingga meningkatkan konektivitas dan fungsi jaringan saraf. Efek ini dapat membantu meningkatkan daya ingat, belajar, dan kecepatan berpikir, serta mencegah perkembangan disfungsi kognitif dan penyakit neurodegeneratif.

Klik tahu untuk meningkatkan memori jangka pendek

Oleh karena itu, intervensi generik terhadap sism mungkin dianggap sebagai strategi terapeutik yang berpotensi mengurangi kematian sel akibat kerusakan otak akut. Namun, potensi peringatan terhadap pendekatan ini adalah efek buruk pleiotropik yang mungkin terjadi mengingat proses fisiologis sel yang penting juga akan terhambat. Sebagai alternatif, kami mengusulkan penggunaan molekul yang mampu mengganggu endositosis patologis protein kelangsungan hidup saraf tertentu.
Salah satu kandidat yang perlu dipertimbangkan adalah NMDAR, yang terinternalisasi oleh rangsangan berlebihan. Endositosis NMDAR yang mengandung GluN2B telah terbukti memediasi eksitotoksisitas melalui mekanisme yang masih belum diketahui (Wu et al., 2017).
Blokade proses endositik yang bergantung pada clathrin menggunakan peptida penembus sel (CPP) mampu menghambat eksitotoksisitas pada neuron kortikal yang dikultur. CPP ini (Tat-YEKL) berisi domain 11 aa dari Tatprotein human immunodeficiency virus tipe 1, yang memungkinkan muatan yang menempel melewati sawar darah-otak dan membran plasma, diikuti oleh 12 aa dari terminal C GluN2B yang sesuai dengan AP{{9} } motif mengikat.

Pemilihan CPP sebagai alat neuroprotektif untuk terapi stroke nampaknya sangat tepat. protein yang berinteraksi dengan TrkB (oranye) penting untuk endositosis yang diinduksi eksitotoksisitas, sehingga mencegah pemrosesan reseptor sekunder dan kematian neuron.

Interaksi TrkB dengan protein tak dikenal ini dipertahankan dengan adanya peptida kontrol TMyc (lingkaran ungu) dan kematian neuron disebabkan oleh serangan eksitotoksik. CPP: Peptida yang menembus sel; TFL457 danTMyc: CPP yang diturunkan dari Tat; TrkB: kinase B terkait tropomiosin; TrkB-FL: reseptor panjang penuh yang aktif secara katalitik.

karena neuron yang sangat endositik di area iskemik menghadirkan peningkatan serapan peptida turunan Tat (Vaslin et al., 2009) yang menghasilkan penargetan selektif dari CPP neuroprotektif potensial ke neuron yang rusak. Di masa depan, akan menarik untuk mengetahui apakah CPP ini memiliki neuroprotektif serupa efek ketika digunakan secara in vivo dan secara spesifik dapat menghambat efek pro-kematian dari aktivasi berlebihan NMDAR sambil mempertahankan fungsi reseptor lainnya.

Kandidat lain yang mungkin untuk dieksplorasi sebagai target neuroprotektif adalah substrat yang berinteraksi dengan kinase D sebesar 220 kDa (Kidins220), efektor hilir reseptor neurotropin dan NMDAR yang penting untuk kelangsungan hidup saraf. Kami telah menunjukkan bahwa pemrosesan Kidins220 oleh calpain dalam eksitotoksisitas terjadi akibat lalu lintas protein ini ke aparatus Golgi dan aktivasi awal Rap1-GTPase (LópezMenéndez et al., 2019).

Pada tahap selanjutnya dari proses eksitotoksik, penurunan regulasi Kidins220 mengatur inaktivasi Rap1 yang terkait dengan penurunan aktivitas ERK yang membahayakan kelangsungan hidup neuron. Oleh karena itu, pencegahan endositosis Kidins220 yang diinduksi eksitotoksisitas dapat diselidiki sebagai cara untuk menghambat pemrosesan calpain dari kompleks aktivasi Rap1 dan, dengan demikian, mengganggu penutupan kaskade prosurvival Kidins220/Rap1/ERK.

Akhirnya, kami telah menunjukkan bahwa interferensi endositosis TrkB-FL adalah strategi neuroprotektif yang relevan baik in vitro dan in vivo. Kami telah menemukan bahwa eksitotoksisitasmenurunkan tingkat permukaan reseptor ini dan, secara berurutan, mendorong pemrosesan intraselulernya oleh beberapa protease (Tejeda et al., 2019). Mekanisme utama regulasi penurunan TrkB-FL adalah pembelahan wilayah juxtamembran intraselulernya oleh calpain (Vidaurre et al., 2012; Gambar 1).

Mekanisme sekunder untuk TrkB-FL, namun primer untuk regulasi TrkB-T1, diatur oleh proteolisis intramembran melalui aksi metalloproteinase/-sekretase berurutan, menghasilkan pelepasan isoform dari ektodomain reseptor identik yang telah kami tunjukkan bertindak sebagai pemulung BDNF (Tejeda et al., 2016).

Secara keseluruhan, mekanisme ini menyebabkan perubahan besar pada sinyal BDNF melalui eksitotoksisitas, yang diamati tidak hanya pada stroke namun juga pada kelainan neurologis lainnya (Tejeda dan Diaz-Guerra, 2017).

Untuk melestarikan jalur kelangsungan hidup yang diatur BDNF, kami telah merancang CPP yang diturunkan dari Tat (TFL 457) yang berisi urutan membran pendek TrkB-FLjuxta (aa 457–471) yang kami hipotesiskan mungkin penting untuk mengendalikan stabilitas reseptor dan fungsi ineksitotoksisitas.

Urutan yang dipilih adalah bagian dari wilayah intraseluler yang dianggap penting untuk pengaturan lokasi dan fungsi TrkB-FL melalui interaksi dengan serangkaian protein berbeda yang mencakup Hrs (Huang et al., 2009).

Kami mengamati bahwa peptida TFL457 secara spesifik mencegah endositosis TrkB-FL awal yang diaktifkan oleh eksitotoksisitas, berbeda dari CPP kontrol negatif yang mengandung sekuens yang tidak terkait (TMyc). Kami berhipotesis bahwa TFL457 mungkin bersaing dengan beberapa interaksi protein/s yang dibentuk oleh urutan 457-471 di TrkB-FL yang diperlukan untuk mempromosikan endositosis yang diinduksi eksitotoksisitas.

Karena peptida ini hanya akan mempengaruhi interaksi yang secara spesifik dibuat oleh TrkB-FL, endositosis protein permukaan lainnya tidak akan terpengaruh. Dengan menjaga reseptor yang belum diproses di permukaan sel, TFL457 secara sekunder mengganggu pembelahan TrkB-FL melalui calpain dan mengatur proteolisis intramembran dan, dengan demikian, fosforilasi reseptor Tyr816 dan pensinyalan BDNF/TrkB/PLC dipertahankan.

Hasilnya adalah pelestarian protein pengikat elemen respons cAMP dan aktivitas promotor faktor penambah miosit 2 di bagian hilir kaskade ini, yang memulai mekanisme umpan balik yang mendukung peningkatan ekspresi protein prosurvival penting dalam neuron, seperti BDNF atau reseptor TrkB itu sendiri, sehingga menghasilkan peningkatan kelangsungan hidup saraf.

Peptida neuroprotektif yang dikembangkan mungkin sangat relevan untuk terapi stroke karena, pada model tikus yang mengalami iskemia permanen, peptida ini melawan penurunan regulasi TrkB-FL pada infark dan secara efisien mengurangi ukuran infark hampir 30% (Tejeda et al., 2019).

Selain itu, TFL457 meningkatkan hasil neurologis, seperti yang ditunjukkan oleh penurunan rata-rata jumlah slip sebesar 42% dalam tes yang mengevaluasi keseimbangan dan koordinasi motorik.

Oleh karena itu, hasil ini mengungkap endositosis TrkB-FL yang disebabkan oleh eksitotoksisitas sebagai target baru dan sangat relevan untuk terapi stroke dan membuka jalan baru untuk pengembangan obat baru yang secara khusus diarahkan pada protein kelangsungan hidup lainnya.

Margarita Díaz-Guerra*

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

Perjanjian lisensi hak cipta: Perjanjian Lisensi Hak Cipta telah ditandatangani oleh penulis sebelum dipublikasikan.

Pemeriksaan plagiarisme: Diperiksa dua kali oleh Ithenticate. Tinjauan sejawat: Ditinjau sejawat secara eksternal.

Pernyataan akses terbuka: Ini adalah jurnal akses terbuka, dan artikel didistribusikan berdasarkan ketentuan Creative Commons AttributionNonCommercial-ShareAlike 4.0 Lisensi, yang memungkinkan orang lain untuk me-remix, mengubah, dan mengembangkan karya tersebut secara non-komersial, selama kredit yang sesuai diberikan dan ciptaan baru dilisensikan dengan ketentuan yang sama.

Buka peer reviewer: Rayudu Gopalakrishna, University of Southern California, AS. File tambahan: Buka laporan peer review 1.

Referensi

1. Hardingham GE, Fukunaga Y, Bading H (2002) NMDAR ekstrasinaptik menentang NMDAR sinaptik dengan memicu penghentian CREB dan jalur kematian sel. NatNeurosci 5:405-414.

2. Huang SH, Zhao L, Sun ZP, Li XZ, Geng Z, Zhang KD, ChaoMV, Chen ZY (2009) Peran penting Hrs dalam daur ulang endositik reseptor TrkB full-length tetapi tidak isoform TrkB.T1. J Biol Kimia 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) Penargetan eksitotoksik Kidins220 ke aparat Golgi mendahului pembelahan calpain di Rap 1-kompleks aktivasi. Kematian Sel Dis 10:535.

4. Rudinskiy N, Grishchuk Y, Vaslin A, Puyal J, DelacourteA, Hirling H, Clarke PG, Luthi-Carter R (2009) Calpainhidrolisis alfa dan beta2-adaptin menurunkan endositosis yang bergantung pada clathrin dan dapat meningkatkan degenerasi saraf. J Biol Kimia 284:12447-12458.

5. Scott DB, Michailidis I, Mu Y, Logothetis D, Ehlers MD (2004) Endositosis dan penyortiran degradatif reseptor NMDA dengan sinyal proksimal membran yang dilestarikan. JNeurosci 24:7096-7109.

For more information:1950477648nn@gmail.com