דיבור צולב בין תאי עצב ותאי גליה בפציעה חמצונית והגנה עצבית חלק 4

התגובה נוגדת החמצון הדיפרנציאלית של נוירונים ואסטרוציטים נובעת מהביטוי האסטרוציטי המועדף של Nrf2, גורם שעתוק רגיש לחזור.

אסטרוציטים הם התאים הלא-עצביים הנפוצים ביותר במערכת העצבים המרכזית של האדם. יש להם תפקידים שונים, הקשורים בעיקר לאספקת האנרגיה של תאי העצב ולשמירה על איזון הסביבה העצבית. לתאים אלו תפקיד חשוב בהתחלת מחלות נוירולוגיות רבות, כגון מחלת אלצהיימר, מחלת פרקינסון וטרשת נפוצה, וכן בשלב התיקון לאחר נזק עצבי. עם זאת, תפקיד חשוב נוסף שממלאים אסטרוציטים הוא תפקידם הקריטי בשמירה על הזיכרון.

מדענים גילו שאסטרוציטים משפיעים יותר ממה שחשבו בעבר, והם ממלאים תפקידים חשובים בזיכרון, למידה ונוירופלסטיות. במהלך תהליך הלמידה מתחזקת התקשורת בין נוירונים, ואסטרוציטים משחררים שליח כימי הנקרא סרוטונין עצבי, שיכול לחזק את התקשורת בין נוירונים, ובכך לשפר את הזיכרון ואת יכולות הלמידה. בנוסף, אסטרוציטים גם מגנים על בריאותם של נוירונים על ידי בליעת פסולת ותאים מתים המיוצרים סביבם, ובכך משפרים את החיוניות והתפקוד הכוללים של המוח.

בנוסף ליתרונות הלמידה והזיכרון, לאסטרוציטים יש יתרונות נוספים. לדוגמה, הם עשויים לשמור על בריאות המוח, ובכך להימנע מהופעת מחלות כמו מחלת פרקינסון ומחלת אלצהיימר. בנוסף, הם יכולים לחזק את תפקוד מערכת החיסון האנושית, ובכך לסייע לגוף להילחם במחלות ובתגובות דלקתיות בצורה יעילה יותר.

לסיכום, אסטרוציטים ממלאים תפקיד קריטי בשמירה על בריאות המוח ויכולות הזיכרון. לא רק זה, לתאים הקסומים הללו יש יתרונות פוטנציאליים רבים שראויים למחקר נוסף. זה מדגים את חשיבותם, ולכן, שמירה על אסטרוציטים במוח בריאים ופעילים היא חיונית לבריאותנו לטווח ארוך. ניתן לראות שעלינו לשפר את הזיכרון, ו-Cistanche deserticola יכולה לשפר משמעותית את הזיכרון מכיוון ש-Cistanche deserticola הוא חומר רפואי סיני מסורתי בעל השפעות ייחודיות רבות, אחת מהן היא שיפור הזיכרון. היעילות של Cistanche deserticola מגיעה מהרכיבים הפעילים המרובים שהיא מכילה, כולל חומצה טאנית, פוליסכרידים, גליקוזידים פלבנואידים וכו'. מרכיבים אלו יכולים לקדם את בריאות המוח באמצעות מגוון מסלולים.

לחץ לדעת 10 דרכים לשיפור הזיכרון

Nrf2-AREהוא מסלול קריטי לוויסות מנגנון ההגנה של נוגדי חמצון מכיוון שהוא מווסת את הביטוי של אנזימים מסילוק רעלים שלב II וגנים נוגדי חמצון [127].

הרגישות הגבוהה יותר של נוירונים ל-ROS נובעת מחוסר יציבות ופירוק מתמשך של מפעיל התעתוק נוגד החמצון Nrf2, המווסת את מערכת GSH, מערכת thioredoxin ו-SOD [128,129].

Nrf2 יציב יותר באסטרוציטים; לפיכך, הם נפטרים מה-ROS במערכת העצבים. אינדוקציה Nrf2 של גלוטמט ציסטאין ליגאז (GCL) מגבירה את סינתזת GSH באסטרוציטים, ומבשרי GSH מיוצאים לאחר מכן למדיום החוץ תאי [130].

יתרה מכך, Nrf2-עורר סינתזה של GSH באסטרוציטזה המשמשת לחידוש GSH עצבי באמצעות מעבורת האסטרוציטים-נוירון. מולקולות המושרות של Nrf2-, כגון אנזימים הקשורים ל-GSH ומטלותיוניינים, מתבטאות יותר באסטרוציטים מאשר בנוירונים, מה שמעיד על כך שהפעלת Nrf2 באסטרוציטים מגינה על נוירונים מלחץ חמצוני [131,132].

מיקרוגליה מציגה פנוטיפ סקר באמצעות דיבור צולב דינמי בין מיקרוגלי ונוירונים במוח הבריא [133]. M1 מיקרוגליה מעודדת דלקת על ידי ייצור ציטוקינים פרו-דלקתיים והשראת פעילות NO synthase.

M2 microglia מסדיר את תפקוד החיסון ומקדם תיקון על ידי הפרשת ציטוקינים אנטי דלקתיים [134,135].

תפקידם של מווסתי חיזור במיקרוגליה אינו ברור, אך חלבונים נוגדי חמצון רבים מקושרים לדלקת באמצעות מיקרוגליה פונקציונלית. בשיח ההצלבה בין מיקרוגלי ונוירונים המתוארים באיור 3, הביטוי של חלבונים נוגדי חמצון קלאסיים נשלט על ידי Nrf2 במיקרוגליה [6]. מחסור ב-Nrf2 מחמיר ליקוי קוגניטיבי ומיקרוגליוזיס תגובתי בטיפול ב-LPS in vivo [136].

Heme oxygenase-1 (HO-1), אנזים נוגד חמצון המווסת על ידי Nrf2, מעכב את הפעלת NOX2 עם גירוי עם LPS [137]. HO-1, שעשוי להקל על הנחתה של איתות TLR4 על ידי NOXinhibition, אחראי להמרה של heme ל-biliverdin ופחמן חד חמצני ומתפקד כאנזים נוגד חמצון [138]. ביטוי היתר של HO -1 במיקרוגליה הפחית הצטברות ברזל נוירוטוקסי בעכברים מבוגרים [139].

המחיקה הגנטית של חלבונים ספציפיים למיקרוגליה והפרעה מכאניסטית של פעילות עצבית על ידי מניפולציה של מיקרוגליה הראו שמיקרוגליה מווסתת פעילות עצבית. Fractalkine (FKN) מתבטא בעיקר ב-CNS וממוקם על תאי עצב.

קולטן FKN (CX3CR1) מתבטא באופן בלעדי במיקרוגליה ובנוירונים ומהווה ציר איתות מעניין לתקשורת בין מיקרוגליה ונוירונים [69,140]. מחסור ב-CX3CR1 היה קשור לשיבוש של נוירוגנזה וקישוריות עצבית [141].

DAP12 הוא עוד חלבון ספציפי למיקרוגליה המופיע כתוצאה משינויים בתכולת הקולטן לגלוטמט בסינפסה דרך BDNF מיקרוגלית [142]. בהולכה עצבית עם מניפולציה ספציפית למיקרוגליה, מדיה מותנית במיקרוגליה הגבירה את הפוטנציאל והזרמים הפוסט-סינפטיים המעוררים בתרביות תאים מנותקות [143].

העיכוב של הפעלת מיקרוגליה על ידי מינוצילין הפחית מוות של תאי עצב והתקפים חוזרים ספונטניים במודל ה-ratlithium-pilocarpine [144].

6. מסקנות

נוירונים, שיש להם דרישות אנרגיה גבוהות, עוסקים בהצלבה מטבולית וחיזור עם תאים מסביב לתפקוד תקין של המוח. גליה ממלאת תפקידים חיוניים בחיזור ובצרכים המטבוליים של נוירונים להולכה עצבית והישרדות.

מספר מחקרים קודמים הוכיחו את ההיבטים המולקולריים והתאיים של צימוד גליה-נוירוני זה והשתמשו בטיפולים נוגדי חמצון כדי להאט את התקדמות ניוון העצבים [139,145-147].

סקרנו מערכות חמצון ונוגדי חמצון באיתות חיזור מופעלים על רקע toparacrine ואת התפקיד המכריע של הצלבת נוירונים-גליה נגד סטרס חמצוני ב-CNS, כאשר החלל החוץ-תאי והמרחק לתאים או מבני תאים שכנים מוגבלים ביותר.

תאי גליה מראים שינויים מורפולוגיים ומולקולריים בתגובה לפציעה חמצונית ומווסתים פעילויות נוירונאליות בתנאים אלה. תקשורת נוירון-גליה זו ממלאת תפקיד קריטי במצבי חמצון על ידי עיכוב ניוון עצבי ונוירוגנזה חריגה באמצעות מנגנוני איזון חיזור.

תרומות מחבר:

כל המחברים תרמו באופן משמעותי. KHL עיצב וניסח את כתב היד. MC סייע בניסוח כתב היד ובהכנת הדמויות. BHL פיקח על הפרויקט כולו והכין את טיוטת כתב היד. כל המחברים קראו והסכימו לגרסה שפורסמה של כתב היד.

מימון:

עבודה זו נתמכה על ידי תוכנית המחקר הבסיסי למדע באמצעות מענק National ResearchFoundation of Korea (NRF) במימון ממשלת קוריאה (MSIT) (NRF-2016R1D1A3B2008194,NRF-2020R1A2C3008481).

הפניות

1. Jiang, T.; שמש, ש; Chen, S. מתח חמצוני: פתוגנזה מרכזית ויעד טיפולי פוטנציאלי של חומרים נוגדי חמצון במחלת פרקינסון ובמחלת אלצהיימר. פרוג. נוירוביול. 2016, 147, 1–19. [CrossRef]

2. לי, ק"ח; צ'ה, מ.; Lee, BH השפעה נוירו-פרוטקטיבית של נוגדי חמצון במוח. Int. י.מול. Sci. 2020, 21, 7152. [CrossRef]

3. Lee, BH Neuroprotection: הצלה ממוות נוירוני במוח. Int. י.מול. Sci. 2021, 22, 5525. [CrossRef] [PubMed]

4. Tanioka, M.; פארק, WK; פארק, ג'; לי, JE; Lee, BH תחליב ליפיד משפר התאוששות תפקודית במודל חיה של שבץ. Int. י.מול. Sci. 2020, 21, 7373. [CrossRef] [PubMed]

5. חן, י.; צ'ין, סי; הואנג, ג'; טאנג, X.; ליו, סי; הואנג, ק.; שו, ג'; גואו, ג.; טונג, א.; Zhou, L. תפקידם של אסטרוציטים בלחץ חמצוני של מערכת העצבים המרכזית: ברכה מעורבת. Cell Prolif. 2020, 53, e12781. [CrossRef]

6. סימפסון, DSA; אוליבר, PL דור ROS במיקרוגליה: הבנת מתח חמצוני ודלקת במחלות ניווניות. נוגדי חמצון 2020, 9, 743. [CrossRef]

7. לי, ג'; Wuliji, O.; לי, ו.; Jiang, Z.-G.; Ghanbari, HA מתח חמצוני והפרעות נוירודגנרטיביות. Int. י.מול. Sci. 2013, 14,24438–24475. [CrossRef]

8. Niedzielska, E.; Smaga, I.; גאוליק, מ.; מוניצ'בסקי, א.; סטנקוביץ, פ.; פרה, ג'; פיליפ, מ. מתח חמצוני במחלות ניווניות עצביות. מול. נוירוביול. 2016, 53, 4094–4125. [CrossRef] [PubMed]

9. ראו, א.; Balachandran, B. תפקיד של עקה חמצונית ונוגדי חמצון במחלות נוירודגנרטיביות. נוטר. Neurosci. 2002, 5, 291–309. [Cross Ref]

10. Bauernfeind, AL; ברקס, סק; דוקא, ט.; גרוסמן, לי; חוף, יחסי ציבור; שרווד, CC גליקוליזה אירובית במוח הפרימטים: בחינת ההשלכות על צמיחה ותחזוקה. מבנה המוח. פונקציה. 2013, 219, 1149–1167. [CrossRef]

11. Cobley, JN; פיורלו, ML; ביילי, DM 13 סיבות מדוע המוח רגיש ללחץ חמצוני. חיזור ביול. 2018, 15, 490–503.[CrossRef]

For more information:1950477648nn@gmail.com