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中枢神经系统生理和病理学中的自噬

已有 1971 次阅读 2021-3-22 13:30 |个人分类:健康管理|系统分类:科普集锦

中枢神经系统生理和病理学中的自噬

神经元是高度特化的有丝分裂后细胞,依赖于动态的细胞过程来维持其正常功能功能。这些其中包括神经元生长和成熟、轴突迁移、突触形成和消除,所有这些都需要持续的蛋白质合成和降解。因此,神经元的质量控制过程与它们的生理学直接相关。自噬是一种受严格调控的细胞降解途径,通过自噬途径,有缺陷或多余的细胞溶质蛋白、细胞器和其他细胞成分被隔离在自噬体中,并传递到溶酶体进行降解。在这里,我们提出新的证据表明,组成性自噬fluxin神经元在生理条件下的关键神经元过程中发挥重要作用条件。而且, 我们讨论了自噬途径的干扰如何成为与神经发育和神经退行性疾病相关的神经元中不同病理表型的基础。

在生理条件下,自噬在神经元中形成。自噬损伤导致神经退行性变。

视网膜色素上皮(RPE)的自噬流量对视觉周期至关重要。

自噬调节下丘脑神经元内的脂质代谢调节神经肽水平。

自噬受损与许多神经发育和神经退行性疾病的发病机制有关。

特定类型的巨自噬(如有丝分裂吞噬、核吞噬、脂肪吞噬等)的缺乏如何影响神经元生理学?

胶质细胞特异性巨自噬缺陷是否影响大脑生理?如果是,怎么做?

长时程增强(LTP)和/或长时程抑制是否受自噬流量水平的影响?

健康神经元的自噬是如何调节的?

慢性自噬破坏如何影响神经回路和其他复杂的脑过程?

诱导选择性巨自噬的药物干预能阻止疾病的进展吗?

开发在体内成像和监测中枢神经系统(CNS)自噬选择性类型的工具是必要的。

在不同条件下鉴定自噬调节的分子机制对于开发治疗药物至关重要。

 

小胶质细胞自噬降解细胞外β-淀粉样纤维并调节NLRP3炎症小体

β-淀粉样蛋白(Aβ)的积聚和由此引起的炎症是阿尔茨海默病(AD)的重要病理特征。小胶质细胞是脑内的主要免疫细胞,通过溶酶体系统摄取和降解细胞外的aβ纤维。自噬是一种降解天然细胞成分的分解代谢过程。韩国蔚山大学医学院的研究人员利用小胶质细胞特异性atg7敲除小鼠和细胞培养证明了自噬在小胶质细胞清除细胞外aβ原纤维和调节aβ诱导的NLRP3(NLR家族,含有3个pyrin结构域)炎症小体中的新作用。在小胶质细胞培养中发现,Aβ通过OPTN/视神经素与MAP1LC3B-II相互作用,并通过PRKAA1途径介导的自噬过程降解。他们认为增强小胶质细胞自噬可能是治疗阿尔兹海默病的一种新策略。

阿尔茨海默病的细胞自噬机制

自噬途径是细胞降解长寿命蛋白质和细胞器的主要途径。自噬功能障碍与几种与错误折叠蛋白聚集体聚集相关的神经退行性疾病有关。阿尔茨海默病是最常见的神经退行性疾病,以tau蛋白缠结和β淀粉样蛋白斑块两种聚集形式为特征。自噬通过与内体溶酶体系统的结合与阿尔茨海默病的发病机制有关,后者在淀粉样β斑块的形成中起作用。然而,自噬在阿尔茨海默病发病机制中的确切作用仍存在争议。一种假说认为,异常的自噬诱导导致含有淀粉样β及其产生所需成分的自噬空泡的积聚,而其他证据表明自噬清除受损,甚至自噬活性的整体降低在阿尔茨海默病的发病机制中起作用。美国西奈山医学院的研究人员在“阿尔茨海默病的细胞自噬机制”一文中讨论了目前有关自噬与阿尔茨海默病的证据,以及自噬调节在阿尔茨海默病发病机制中的确切作用和水平的不确定性。

常见神经退行性疾病中描述的不同类型的自噬功能障碍的例子,并讨论了探索最近发现的一些自噬变体以及自噬和非自噬蛋白水解系统之间的相互作用作为未来可能的治疗靶点的前景。




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