Crosstalk Rhwng Niwron A Chelloedd Glial mewn Anafiadau Ocsidiol A Niwroamddiffyniad Rhan 4

Mae ymateb gwrthocsidiol gwahaniaethol niwronau ac astrocytes yn deillio o fynegiant astrocytig ffafriol Nrf2, ffactor trawsgrifio sy'n sensitif i redox.

Astrocytes yw'r celloedd di-nerf mwyaf cyffredin yn y system nerfol ganolog ddynol. Mae ganddynt swyddogaethau gwahanol, yn bennaf yn ymwneud â chyflenwad ynni celloedd nerfol a chynnal cydbwysedd yr amgylchedd nerfol. Mae'r celloedd hyn yn chwarae rhan bwysig wrth gychwyn llawer o glefydau niwrolegol, megis clefyd Alzheimer, clefyd Parkinson a sglerosis ymledol, yn ogystal ag yn y cyfnod atgyweirio ar ôl niwed i'r nerfau. Fodd bynnag, rôl bwysig arall a chwaraeir gan astrocytes yw eu rôl hanfodol wrth gynnal y cof.

Mae gwyddonwyr wedi darganfod bod astrocytes yn fwy dylanwadol nag a feddyliwyd yn flaenorol, gan chwarae rolau pwysig yn y cof, dysgu, a niwroplastigedd. Yn ystod y broses ddysgu, mae cyfathrebu rhwng niwronau yn cael ei gryfhau, ac mae astrocytes yn rhyddhau negesydd cemegol o'r enw serotonin niwronaidd, a all gryfhau cyfathrebu rhwng niwronau, gan wella cof a galluoedd dysgu. Yn ogystal, mae astrocytes hefyd yn amddiffyn iechyd niwronau trwy amlyncu gwastraff a chelloedd marw a gynhyrchir o'u cwmpas, a thrwy hynny wella bywiogrwydd a swyddogaeth gyffredinol yr ymennydd.

Yn ogystal â manteision dysgu a chof, mae gan astrocytes fuddion eraill. Er enghraifft, efallai y byddant yn cadw'r ymennydd yn iach, gan osgoi dyfodiad clefydau fel clefyd Parkinson a chlefyd Alzheimer. Yn ogystal, gallant gryfhau swyddogaeth y system imiwnedd ddynol, a thrwy hynny helpu'r corff i frwydro yn erbyn afiechydon ac ymatebion llidiol yn fwy effeithiol.

I gloi, mae astrocytes yn chwarae rhan hanfodol wrth gynnal iechyd yr ymennydd a galluoedd cof. Nid yn unig hynny, mae gan y celloedd hudol hyn lawer o fanteision posibl sy'n deilwng o astudiaeth bellach. Mae hyn yn dangos eu pwysigrwydd ac, felly, mae cadw astrocytes yn yr ymennydd yn iach ac yn egnïol yn hanfodol ar gyfer ein hiechyd hirdymor. Gellir gweld bod angen i ni wella cof, a gall Cistanche deserticola wella cof yn sylweddol oherwydd bod Cistanche deserticola yn ddeunydd meddyginiaethol Tsieineaidd traddodiadol sydd â llawer o effeithiau unigryw, ac un ohonynt yw gwella cof. Daw effeithiolrwydd Cistanche deserticola o'r cynhwysion actif lluosog y mae'n eu cynnwys, gan gynnwys asid tannig, polysacaridau, glycosidau flavonoid, ac ati. Gall y cynhwysion hyn hybu iechyd yr ymennydd trwy amrywiaeth o lwybrau.

Cliciwch gwybod 10 ffordd i wella cof

Mae Nrf2-ARE yn llwybr hanfodol ar gyfer rheoleiddio'r mecanwaith amddiffyn gwrthocsidiol oherwydd ei fod yn rheoleiddio mynegiant ensymau dadwenwyno cam II a genynnau gwrthocsidiol [127].

Mae tueddiad uwch niwronau i ROS yn ganlyniad i ansefydlogi a diraddio parhaus yr actifydd trawsgrifio gwrthocsidiol Nrf2, sy'n rheoleiddio'r system GSH, y system thioredoxin, a SOD [128,129].

Mae Nrf2 yn fwy sefydlog mewn astrocytes; felly, maent yn cael gwared ar y ROS yn y system nerfol. Mae anwythiad Nrf2 o glutamad cysteine ​​ligas (GCL) yn cynyddu synthesis GSH mewn astrocytes, ac mae rhagflaenwyr GSH yn cael eu hallforio wedyn i'r cyfrwng allgellog [130].

At hynny, defnyddiwyd synthesis GSH ysgogol gan Nrf mewn astrocytesis i ailgyflenwi GSH niwronaidd trwy'r gwennol astrocyt-niwron. Mae moleciwlau anwythol nrf, fel ensymau sy'n gysylltiedig â GSH a metallothioneins, yn cael eu mynegi'n uwch mewn astrocytes nag mewn niwronau, sy'n dangos bod actifadu Nrf2 mewn astrocytes yn amddiffyn niwronau rhag straen ocsideiddiol [131,132].

Mae Microglia yn arddangos ffenoteip arolygu trwy groes-siarad deinamig rhwng microglia a niwronau yn yr ymennydd iach [133]. Mae microglia M1 yn hyrwyddo llid trwy gynhyrchu cytocinau proinflammatory a chymell gweithgaredd synthase DIM.

Mae microglia M2 yn rheoleiddio swyddogaeth imiwnedd ac yn hyrwyddo atgyweirio trwy gyfrinachu cytocinau gwrthlidiol [134,135].

Mae swyddogaeth rheolyddion rhydocs mewn microglia yn aneglur, ond mae llawer o broteinau gwrthocsidiol yn gysylltiedig â llid trwy ficroglia swyddogaethol. Yn y crosstalk rhwng microglia a niwronau a ddisgrifir yn Ffigur 3, mae mynegiant proteinau gwrthocsidiol clasurol yn cael ei reoli gan Nrf2 mewn microglia [6]. Mae diffyg Nrf2 yn gwaethygu nam gwybyddol a microgliosis adweithiol ar driniaeth LPS in vivo [136].

Mae Heme oxygenase-1 (HO-1), ensym gwrthocsidiol wedi'i ddadreoleiddio gan Nrf2, yn atal actifadu NOX2 ar ysgogiad gyda LPS [137]. Mae HO-1, a all hwyluso gwanhau signalau TLR4 gan NOXinhibition, yn gyfrifol am drosi heme i biliverdin a charbon monocsid ac mae'n gweithredu fel ensym gwrthocsidiol [138]. Roedd gorfynegiant HO-1 mewn microglia yn lleihau croniad haearn niwro-wenwynig mewn llygod oed [139].

Dangosodd dileu genetig proteinau microglial-benodol ac ymyrraeth fecanistig ar weithgaredd niwronaidd trwy drin microglia fod microglia yn modiwleiddio gweithgaredd niwronaidd. Mae Fractalkine (FKN) yn cael ei fynegi'n bennaf yn y CNS a'i leoli ar gelloedd niwronaidd.

Mae'r derbynnydd FKN (CX3CR1) wedi'i fynegi'n unigryw mewn microglia a niwronau ac mae'n gyfathrebu echel signalau diddorol rhwng microglia a niwronau [69,140]. Roedd diffyg CX3CR1 yn gysylltiedig ag aflonyddwch niwrogenesis a chysylltedd niwral [141].

Mae DAP12 yn brotein microglia-benodol arall sy'n digwydd o ganlyniad i newidiadau yn y cynnwys derbynnydd glwtamad atsynapse trwy BDNF microglial [142]. Mewn niwrodrosglwyddiad gyda thrin microglia-benodol, fe wnaeth cyfryngau cyflyru microglia wella potensial a cherhyntau postynaptig cyffrous mewn diwylliannau celloedd datgysylltiedig [143].

Fe wnaeth ataliad microglial actifadu byminocycline leihau marwolaeth celloedd niwronaidd a ffitiau rheolaidd digymell yn y model ratlithium-pilocarpine [144].

6. Casgliadau

Mae niwronau, sydd â gofynion egni uchel, yn cymryd rhan mewn croessiarad metabolig a rhydocs â chelloedd amgylchynol ar gyfer gweithrediad arferol yr ymennydd. Mae Glia yn chwarae rhan hanfodol yn anghenion rhydocs a metabolaidd niwronau ar gyfer niwrodrosglwyddiad a goroesi.

Mae nifer o astudiaethau blaenorol wedi dangos agweddau moleciwlaidd a cellog y cyplu glial-niwronol hwn ac wedi defnyddio therapïau gwrthocsidiol i arafu dilyniant niwroddirywiad [139,145-147].

Fe wnaethom adolygu systemau ocsidydd a gwrthocsidiol sydd wedi'u actifadu oherwydd signalau rhydocs paracrine a rôl hanfodol crosstalk niwron-glia yn erbyn straen ocsideiddiol yn y CNS, lle mae'r gofod allgellog a'r pellter i gelloedd neu strwythurau cell cyfagos yn gyfyngedig iawn.

Mae celloedd glial yn dangos newidiadau morffolegol a moleciwlaiddmewn ymateb i anaf ocsideiddiol ac yn rheoleiddio gweithgareddau niwronaidd o dan yr amodau hyn.

Cyfraniadau Awdur:

Cyfrannodd yr holl awduron yn sylweddol. Dyluniodd a drafftiodd KHL y llawysgrif. Cynorthwyodd MC gyda drafftio'r llawysgrif a pharatoi'r ffigyrau. Goruchwyliodd BHL y prosiect cyfan a pharatoi drafft o'r llawysgrif. Mae pob awdur wedi darllen a chytuno i'r fersiwn cyhoeddedig o'r llawysgrif.

Ariannu:

Cefnogwyd y gwaith hwn gan y Rhaglen Ymchwil Gwyddoniaeth Sylfaenol trwy grant Sefydliad Ymchwil Cenedlaethol Corea (NRF) a ariannwyd gan lywodraeth Corea (MSIT) (NRF-2016R1D1A3B2008194, NRF-2020R1A2C3008481).

Cyfeiriadau

1. Jiang, T. ; Haul, Q. ; Chen, S. Straen ocsideiddiol: pathogenesis mawr a tharged therapiwtig posibl o asiantau gwrthocsidiol yng nghlefyd Parkinson a chlefyd Alzheimer. Prog. Neurobiol. 2016, 147, 1–19. [CrossRef]

2. Lee, KH; Cha, M. ; Lee, BH Effaith niwro-amddiffynnol gwrthocsidyddion yn yr ymennydd. Int. J. Mol. Sci. 2020, 21, 7152. [CrossRef]

3. Lee, BH Neuroprotection: Achub rhag marwolaeth niwronaidd yn yr ymennydd. Int. J. Mol. Sci. 2021, 22, 5525. [CrossRef] [PubMed]

4. Tanioka, M.; Parc, WK; Parcb, J. ; Lee, JE; Lee, BH Mae emwlsiwn lipid yn gwella adferiad swyddogaethol mewn model anifail o stroke.Int. J. Mol. Sci. 2020, 21, 7373. [CrossRef] [PubMed]

5. Chen, Y. ; Qin, C. ; Huang, J.; Tang, X. ; Liu, C. ; Huang, K.; Xu, J. ; Guo, G. ; Tong, A. ; Zhou, L. Rôl astrocytes yn straen ocsideiddiol y system nerfol ganolog: Bendith gymysg. Cell Prolif. 2020, 53, e12781. [CrossRef]

6. Simpson, DSA; Oliver, PL ROS Cynhyrchu mewn microglia: Deall straen ocsideiddiol a llid mewn clefyd niwro-ddirywiol. Gwrthocsidyddion 2020, 9, 743. [CrossRef]

7. Li, J. ; Wuliji, O.; Li, W. ; Jiang, Z.-G.; Ghanbari, HA Straen ocsideiddiol ac anhwylderau niwroddirywiol. Int. J. Mol. Sci. 2013, 14,24438–24475. [CrossRef]

8. Niedzielska, E.; Smaga, I. ; Gawlik, M.; Moniczewski, A.; Stankowicz, P.; Pera, J. ; Filip, M. Straen ocsideiddiol mewn clefydau niwroddirywiol. Mol. Neurobiol. 2016, 53, 4094–4125. [CrossRef] [PubMed]

9. Rao, A. ; Balachandran, B. Rôl straen ocsideiddiol a gwrthocsidyddion mewn clefydau niwroddirywiol. Nutr. Neurosci. 2002, 5, 291–309.[CrossRef]

10. Bauernfeind, AL; Rhisgl, SK; Duka, T.; Grossman, LI; Hof, Cysylltiadau Cyhoeddus; Sherwood, CC Glycolysis aerobig yn yr ymennydd primatiaid:Ailystyried y goblygiadau ar gyfer twf a chynnal a chadw. Strwythur yr Ymennydd. Funct. 2013, 219, 1149–1167. [CrossRef]

11. Cobley, JN; Fiorello, ML; Bailey, DM 13 rheswm pam mae'r ymennydd yn agored i straen ocsideiddiol. Redox Biol. 2018, 15, 490–503.[CrossRef]

For more information:1950477648nn@gmail.com