Crosstalk ระหว่างเซลล์ประสาทและเซลล์ Glial ในการบาดเจ็บจากปฏิกิริยาออกซิเดชั่นและการป้องกันระบบประสาทตอนที่ 4
Mar 27, 2024
การตอบสนองของสารต้านอนุมูลอิสระที่แตกต่างกันของเซลล์ประสาทและแอสโตรไซต์เป็นผลมาจากการแสดงออกของแอสโตรไซต์พิเศษของ Nrf2 ซึ่งเป็นปัจจัยการถอดรหัสที่ไวต่อรีดอกซ์
Astrocytes เป็นเซลล์ที่ไม่ใช่เส้นประสาทที่พบมากที่สุดในระบบประสาทส่วนกลางของมนุษย์ พวกมันมีหน้าที่ที่แตกต่างกัน โดยส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับการจัดหาพลังงานของเซลล์ประสาทและการรักษาสมดุลของสภาพแวดล้อมทางประสาท เซลล์เหล่านี้มีบทบาทสำคัญในการเริ่มต้นของโรคทางระบบประสาทหลายชนิด เช่น โรคอัลไซเมอร์ โรคพาร์กินสัน และโรคปลอกประสาทเสื่อมแข็ง ตลอดจนในระยะการซ่อมแซมหลังจากเส้นประสาทถูกทำลาย อย่างไรก็ตาม บทบาทสำคัญอีกประการหนึ่งของแอสโตรไซต์คือบทบาทสำคัญในการดูแลรักษาความจำ
นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบว่าแอสโตรไซต์มีอิทธิพลมากกว่าที่คิดไว้ก่อนหน้านี้ โดยมีบทบาทสำคัญในด้านความจำ การเรียนรู้ และความยืดหยุ่นของระบบประสาท ในระหว่างกระบวนการเรียนรู้ การสื่อสารระหว่างเซลล์ประสาทจะแข็งแกร่งขึ้น และแอสโตรไซต์จะปล่อยสารเคมีที่เรียกว่าเซโรโทนินของเซลล์ประสาท ซึ่งสามารถเสริมสร้างการสื่อสารระหว่างเซลล์ประสาท จึงช่วยเพิ่มความจำและความสามารถในการเรียนรู้ นอกจากนี้ แอสโตรไซต์ยังช่วยปกป้องสุขภาพของเซลล์ประสาทด้วยการกลืนของเสียและเซลล์ที่ตายแล้วที่เกิดขึ้นรอบๆ ตัว ซึ่งจะช่วยเพิ่มความมีชีวิตชีวาและการทำงานของสมองโดยรวม
นอกจากประโยชน์ด้านการเรียนรู้และความจำแล้ว แอสโตรไซต์ยังมีประโยชน์อื่นๆ อีกด้วย ตัวอย่างเช่น พวกมันอาจทำให้สมองแข็งแรง เพื่อหลีกเลี่ยงการเกิดโรคต่างๆ เช่น โรคพาร์กินสันและโรคอัลไซเมอร์ นอกจากนี้ยังสามารถเสริมสร้างการทำงานของระบบภูมิคุ้มกันของมนุษย์ ซึ่งช่วยให้ร่างกายต่อสู้กับโรคและการตอบสนองต่อการอักเสบได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น
โดยสรุป แอสโตรไซต์มีบทบาทสำคัญในการรักษาสุขภาพสมองและความสามารถในการจดจำ ไม่เพียงเท่านั้น เซลล์มหัศจรรย์เหล่านี้ยังมีประโยชน์ที่เป็นไปได้มากมายที่ควรค่าแก่การศึกษาเพิ่มเติม สิ่งนี้แสดงให้เห็นถึงความสำคัญของพวกมัน ดังนั้นการรักษาแอสโตรไซต์ในสมองให้แข็งแรงและกระฉับกระเฉงจึงเป็นสิ่งสำคัญต่อสุขภาพในระยะยาวของเรา จะเห็นได้ว่าเราต้องปรับปรุงความจำ และ Cistanche Deserticola สามารถปรับปรุงความจำได้อย่างมาก เนื่องจาก Cistanche Deserticola เป็นยาจีนโบราณที่มีลักษณะพิเศษมากมาย หนึ่งในนั้นคือการปรับปรุงความจำ ประสิทธิภาพของ Cistanche Deserticola มาจากส่วนผสมออกฤทธิ์หลายชนิดใน Cistanche Deserticola รวมถึงกรดแทนนิก โพลีแซ็กคาไรด์ ฟลาโวนอยด์ไกลโคไซด์ ฯลฯ ส่วนผสมเหล่านี้สามารถส่งเสริมสุขภาพสมองผ่านวิถีทางที่หลากหลาย
Nrf2-AREเป็นวิถีทางที่สำคัญสำหรับการควบคุมกลไกการป้องกันสารต้านอนุมูลอิสระ เนื่องจากควบคุมการแสดงออกของเอนไซม์ล้างพิษระยะที่ 2 และยีนต้านอนุมูลอิสระ [127]
ความไวของเซลล์ประสาทต่อ ROS ที่สูงขึ้นนั้นเกิดจากการไม่เสถียรและการย่อยสลายอย่างต่อเนื่องของตัวกระตุ้นการถอดรหัสสารต้านอนุมูลอิสระ Nrf2 ซึ่งควบคุมระบบ GSH ระบบ thioredoxin และ SOD [128,129]
Nrf2 มีความเสถียรมากกว่าในแอสโตรไซต์ ดังนั้นพวกมันจึงกำจัด ROS ในระบบประสาท การเหนี่ยวนำ Nrf2 ของกลูตาเมตซิสเทอีน ligase (GCL) เพิ่มการสังเคราะห์ GSH ในแอสโตรไซต์ และสารตั้งต้นของ GSH จะถูกส่งออกไปยังสื่อนอกเซลล์ในเวลาต่อมา [130]
ยิ่งไปกว่านั้น Nrf2-เหนี่ยวนำให้เกิดการสังเคราะห์ GSH ในแอสโตรไซต์ซิสเพื่อเติมเต็ม GSH ของเซลล์ประสาทผ่านทางกระสวยแอสโตรไซต์-นิวรอน โมเลกุลเหนี่ยวนำ Nrf2- เช่น เอนไซม์ที่เกี่ยวข้องกับ GSH และเมทัลโลไทโอนีน มีการแสดงออกในแอสโตรไซต์มากกว่าในเซลล์ประสาท ซึ่งบ่งชี้ว่าการกระตุ้น Nrf2 ในแอสโตรไซต์ช่วยปกป้องเซลล์ประสาทจากความเครียดจากปฏิกิริยาออกซิเดชัน [131,132]
Microglia แสดงฟีโนไทป์ในการสำรวจผ่าน crosstalk แบบไดนามิกระหว่าง microglia และเซลล์ประสาทในสมองที่แข็งแรง M1 microglia ส่งเสริมการอักเสบโดยการผลิตไซโตไคน์ที่ทำให้เกิดการอักเสบและกระตุ้นกิจกรรมการสังเคราะห์ NO
M2 microglia ควบคุมการทำงานของระบบภูมิคุ้มกันและส่งเสริมการซ่อมแซมโดยการหลั่งไซโตไคน์ที่ต้านการอักเสบ [134,135]
หน้าที่ของสารควบคุมรีดอกซ์ใน microglia ยังไม่ชัดเจน แต่โปรตีนสารต้านอนุมูลอิสระจำนวนมากเชื่อมโยงกับการอักเสบผ่านทาง microglia ที่ใช้งานได้ ใน crosstalk ระหว่าง microglia และเซลล์ประสาทที่อธิบายไว้ในรูปที่ 3 การแสดงออกของโปรตีนต้านอนุมูลอิสระแบบคลาสสิกถูกควบคุมโดย Nrf2 ใน microglia [6] การขาด Nrf2 จะทำให้ความบกพร่องทางสติปัญญารุนแรงขึ้นและการเกิด microgliosis ที่เกิดปฏิกิริยาต่อการรักษา LPS ในร่างกาย [136]
Heme oxygenase-1 (HO-1) ซึ่งเป็นเอนไซม์ต้านอนุมูลอิสระที่ควบคุมโดย Nrf2 ยับยั้งการกระตุ้น NOX2 เมื่อกระตุ้นด้วย LPS [137] HO-1 ซึ่งอาจอำนวยความสะดวกในการลดทอนสัญญาณ TLR4 โดยการยับยั้ง NOX มีหน้าที่ในการแปลงฮีมเป็นบิลิเวอร์ดินและคาร์บอนมอนอกไซด์ และทำหน้าที่เป็นเอนไซม์ต้านอนุมูลอิสระ [138] การแสดงออกมากเกินไปของ H O -1 ใน microglia ลดการสะสมธาตุเหล็กที่เป็นพิษต่อระบบประสาทในหนูอายุมาก [139]
การลบยีนของโปรตีนจำเพาะของไมโครเกลียและการหยุดชะงักทางกลไกของการทำงานของเซลล์ประสาทโดยการจัดการไมโครเกลียแสดงให้เห็นว่าไมโครเกลียปรับกิจกรรมของเซลล์ประสาท Fractalkine (FKN) แสดงออกอย่างเด่นชัดในระบบประสาทส่วนกลางและมีการแปลบนเซลล์ประสาท
ตัวรับ FKN (CX3CR1) แสดงออกเฉพาะใน microglia และเซลล์ประสาท และเป็นแกนส่งสัญญาณที่น่าสนใจสำหรับการสื่อสารระหว่าง microglia และเซลล์ประสาท [69,140] การขาด CX3CR1 เชื่อมโยงกับการหยุดชะงักของการสร้างระบบประสาทและการเชื่อมต่อของระบบประสาท [141]
DAP12 เป็นอีกหนึ่งโปรตีนจำเพาะของ microglia ที่เกิดขึ้นจากการเปลี่ยนแปลงปริมาณตัวรับกลูตาเมตที่ไซแนปส์ผ่าน microglial BDNF [142] ในการส่งผ่านสารสื่อประสาทที่มีการจัดการเฉพาะของ microglia สื่อที่มีการปรับสภาพด้วย microglia จะช่วยเพิ่มศักยภาพและกระแส postynaptic ในการกระตุ้นในการเพาะเลี้ยงเซลล์ที่แยกออกจากกัน [143]
การยับยั้งการกระตุ้นด้วย microglial byminocycline ช่วยลดการตายของเซลล์ประสาทและการชักซ้ำที่เกิดขึ้นเองในแบบจำลอง ratlithium–pilocarpine [144]
6. ข้อสรุป
เซลล์ประสาทซึ่งมีความต้องการพลังงานสูงจะมีส่วนร่วมในการเผาผลาญและรีดอกซ์ข้ามเซลล์ที่อยู่รอบๆ เพื่อให้การทำงานของสมองเป็นปกติ Glia มีบทบาทสำคัญในความต้องการรีดอกซ์และเมแทบอลิซึมของเซลล์ประสาทเพื่อการส่งผ่านระบบประสาทและการอยู่รอด
การศึกษาก่อนหน้านี้หลายชิ้นได้แสดงให้เห็นถึงลักษณะระดับโมเลกุลและเซลล์ของการมีเพศสัมพันธ์แบบ glial-neuronal นี้ และได้ใช้การบำบัดด้วยสารต้านอนุมูลอิสระเพื่อชะลอการลุกลามของการเสื่อมของระบบประสาท [139,145–147]
เราตรวจสอบระบบออกซิแดนท์และสารต้านอนุมูลอิสระในการกระตุ้นเนื่องจากการส่งสัญญาณรีดอกซ์โทพาราคริน และบทบาทที่สำคัญของ crosstalk ของเซลล์ประสาท – glia ต่อการเกิดออกซิเดชั่นความเครียดในระบบประสาทส่วนกลาง ซึ่งพื้นที่นอกเซลล์และระยะห่างไปยังเซลล์หรือโครงสร้างเซลล์ใกล้เคียงนั้นมีจำกัดอย่างมาก
เซลล์ Glial แสดงการเปลี่ยนแปลงทางสัณฐานวิทยาและโมเลกุลในการตอบสนองต่อการบาดเจ็บจากปฏิกิริยาออกซิเดชัน และควบคุมการทำงานของเซลล์ประสาทภายใต้สภาวะเหล่านี้ การสื่อสารของเซลล์ประสาท-glia นี้มีบทบาทสำคัญในสภาวะออกซิเดชันโดยการชะลอการสร้างระบบประสาทและการสร้างระบบประสาทที่ผิดปกติผ่านกลไกการปรับสมดุลรีดอกซ์
ผลงานของผู้เขียน:
ผู้เขียนทุกคนมีส่วนร่วมอย่างมาก KHL ออกแบบและร่างต้นฉบับ พิธีกรช่วยร่างต้นฉบับและเตรียมตัวเลข BHตรวจดูโครงการทั้งหมดและเตรียมร่างต้นฉบับ ผู้เขียนทุกคนได้อ่านและเห็นด้วยกับต้นฉบับที่ตีพิมพ์แล้ว
เงินทุน:
งานนี้ได้รับการสนับสนุนจากโครงการวิจัยวิทยาศาสตร์ขั้นพื้นฐานผ่านทางทุนวิจัยแห่งชาติของเกาหลี (NRF) ซึ่งได้รับทุนจากรัฐบาลเกาหลี (MSIT) (NRF-2016R1D1A3B2008194,NRF-2020R1A2C3008481)
อ้างอิง
1. เจียง ต.; ซันคิว.; Chen, S. ความเครียดจากการเกิดออกซิเดชัน: กลไกการเกิดโรคที่สำคัญและเป้าหมายการรักษาที่เป็นไปได้ของสารต้านอนุมูลอิสระในโรคพาร์กินสันและโรคอัลไซเมอร์ โครงการ นิวโรไบโอล 2016, 147, 1–19. [ครอสอ้างอิง]
2. ลี เคเอช; ชะอำ ม.; Lee, BH ฤทธิ์ป้องกันระบบประสาทของสารต้านอนุมูลอิสระในสมอง นานาชาติ เจ. โมล. วิทยาศาสตร์ 2020, 21, 7152. [CrossRef]
3. Lee, BH Neuroprotection: ช่วยเหลือจากการตายของเส้นประสาทในสมอง นานาชาติ เจ. โมล. วิทยาศาสตร์ 2021, 22, 5525. [CrossRef] [PubMed]
4. ทานิโอกะ ม.; พาร์ค, ดับบลิวเค; ปาร์ค เจ.; ลี เจอี; Lee, BH Lipid emulsion ปรับปรุงการฟื้นฟูการทำงานในรูปแบบสัตว์ของโรคหลอดเลือดสมองInt. เจ. โมล. วิทยาศาสตร์ 2020, 21, 7373 [CrossRef] [PubMed]
5. เฉิน ย.; ฉินค.; หวงเจ.; ถังเอ็กซ์.; หลิวค.; หวง, ก.; ซู เจ.; กัว ก.; ตอง, อ.; Zhou, L. บทบาทของแอสโตรไซต์ในความเครียดออกซิเดชันของระบบประสาทส่วนกลาง: พรแบบผสม เซลล์โปรลิฟ 2020, 53, e12781. [ครอสอ้างอิง]
6. ซิมป์สัน, ดีเอสเอ; Oliver, PL ROS Generation ใน microglia: ทำความเข้าใจกับความเครียดจากปฏิกิริยาออกซิเดชั่นและการอักเสบในโรคเกี่ยวกับระบบประสาทเสื่อม สารต้านอนุมูลอิสระ 2020, 9, 743. [CrossRef]
7. หลี่ เจ.; อู๋ลี่จี, โอ.; หลี่วว.; เจียง, Z.-G.; Ghanbari, HA ความเครียดออกซิเดชันและความผิดปกติของระบบประสาท นานาชาติ เจ. โมล. วิทยาศาสตร์ 2013, 14,24438–24475. [ครอสอ้างอิง]
8. นีดเซียลสกา อี.; สมากา ฉัน.; กอว์ลิค ม.; โมนิกซิวสกี้, อ.; สแตนโควิคซ์ ป.; เปรา เจ.; Filip, M. ความเครียดออกซิเดชันในโรคเกี่ยวกับระบบประสาทเสื่อม โมล นิวโรไบโอล 2016, 53, 4094–4125. [CrossRef] [PubMed]
9. เรา อ.; Balachandran, B. บทบาทของความเครียดจากปฏิกิริยาออกซิเดชั่นและสารต้านอนุมูลอิสระในโรคทางระบบประสาท นูทริ โรคประสาท 2002, 5, 291–309.[CrossRef]
10. เบาเอิร์นเฟนด์ อลาบามา; บาร์คส SK; ดูก้า ต.; กรอสแมน, ลิทัวเนีย; ฮอฟ, พีอาร์; Sherwood, CC แอโรบิกไกลโคไลซิสในสมองเจ้าคณะ: พิจารณาผลกระทบต่อการเจริญเติบโตและการบำรุงรักษา โครงสร้างสมอง ฟังก์ชั่น 2013, 219, 1149–1167. [ครอสอ้างอิง]
11. คอบลีย์ เจเอ็น; ฟิออเรลโล, มล.; Bailey, DM 13 เหตุผลว่าทำไมสมองจึงไวต่อความเครียดจากปฏิกิริยาออกซิเดชั่น รีดอกซ์ไบโอล 2018, 15, 490–503.[CrossRef]
For more information:1950477648nn@gmail.com
