Aktuální Důkazy pro Úlohu Neuropeptidů v Regulaci Autofagie

Abstrakt

Neuropeptidy řídit širokou rozmanitost biologických akcí a zprostředkovat více regulačních funkcí, zahrnující všechny orgánové systémy. Modulují mezibuněčnou signalizaci v centrálním a periferním nervovém systému i křížovou řeč mezi nervovými a endokrinními systémy. Neuropeptidy mohou skutečně fungovat jako peptidové hormony regulující fyziologickou homeostázu (např., poznávání, krevní tlak, chování při krmení, vodní bilance, metabolismus glukózy, bolest a reakce na stres), neuroprotekce a imunomodulace. Naším cílem je popsat nedávné pokroky v roli neuropeptidů při kontrole autofagie a jejích molekulárních mechanismů, protože rostoucí důkazy naznačují, že dysregulace autofagického procesu souvisí s různými patologickými stavy, včetně neurodegenerace, metabolických poruch a rakoviny.

1. Neuropeptidy

Sekreční peptidy jsou krátké řetězce aminokyselin spojeny prostřednictvím peptidové vazby, které fungují především jako signalizační molekuly v zvířata. V 70. letech byl v nervových buňkách nalezen endogenní peptid a poté byl zaveden termín neuropeptidy . Po mnoha letech intenzivního výzkumu existuje obecná shoda, že neuropeptidy jsou široce distribuovány v centrálním a periferním nervovém systému; obvykle působí jako doplňkové signály k „klasickým“ neurotransmiterům, aby doladily neurotransmisi, čímž řídí rovnováhu mezi excitací a inhibicí . Neuropeptidy mohou být costored nebo, alternativně, může koexistovat s jinými messenger molekuly, jako, například, s jedním nebo i dvěma malými klasické neurotransmitery, v různých buněčných kompartmentů. Je obecným pravidlem, že když peptid a klasický vysílač koexistují, první zprostředkovává dlouhodobé reakce a druhý krátkodobé synaptické události v cílových buňkách. Protože neuropeptidy jsou přítomny hlavně v neuronech a gliových buňkách ,ale jsou také široce exprimovány v nonneurálních buňkách a tkáních/orgánech, tj. V tomto scénáři, neuropeptidy mohou působit v cross talk mezi nervového, endokrinního a imunitního systémů prostřednictvím neurocrine, parakrinní, autokrinní, a endokrinní chování tak ovlivňuje postsynaptické buňky a velké cílové oblasti; zajímavé stejné peptidy se mohou účastnit buněčné komunikace různými způsoby. Chemicky mají neuropeptidy méně složitou trojrozměrnou strukturu a jsou menší (3-100 aminokyselinových zbytků) než normální proteiny, ale jsou větší než klasické neurotransmitery. V současné době je v buněčné signalizaci popsáno více než 100 různých neuropeptidů (http://www.neuropeptides.nl).

téměř všechny peptidergické receptory patří do nadčeledi heterotrimerních receptorů vázaných na G-protein (GPCRs), které se vyznačují přítomností 7 transmembránových domén; existují však některé výjimky, jako je ionotropní receptor pro Fmrfamid a dva neurotensinové receptory . Zájmu, nedávné důkazy výzvy ústřední princip, že GPCR činnost vyvolanou neuropeptidy pochází výhradně na membránové úrovni . Běžně existuje několik podtypů receptorů pro daný peptidový ligand a mnoho přirozeně se vyskytujících peptidů vykazuje vysoký stupeň promiskuity napříč GPCR .

2. Autofagie, Stručný Pohled na to,

Autofagie je evolučně konzervovaným membrána proces podílejí na náhradu buněčných komponent v obou konstitutivní a katabolických stavů, přes který to hraje důležitou roli v buněčných funkcí včetně vývoje, zánětu, metabolismu a stárnutí. Autophagic proces působí ve fyziologických způsobem k degradaci cytoplazmatických složek, proteinů, proteinové agregáty, a celých organel, které jsou zachvátil v autophagosomes, které pak spojí s lyzosomem tvořit autolysosome pro degradaci . Úloha autofagie však přesahuje obecné odstranění / recyklaci poškozených prvků na mnoho specifických homeostatických a patologických procesů .

nejrozšířenější formou autofagie je makroautofagie, obvykle jednoduše označovaná jako autofagie, která je charakterizována membránami, které postupně rostou a vytvářejí dvojité membránové struktury (tj. To zahrnuje tři hlavní kroky: iniciaci, nukleaci a expanzi . Organely, malá část cytosolu nebo proteinové agregáty, které byly označeny autofagickými adaptéry . Náklad je pak degradován lysozomálními hydrolázami. Rozpoznávání celulárního nákladu může záviset na ubikvitinaci, i když neubikvitinovaný náklad je také vyčištěn autofagií . Molekulární signální dráhy vedoucí k autofagie je velmi složité a řídí autofagie-související geny (Atgs), mnohé z nich byly poprvé identifikovány z kvasinek, které jsou spojeny s tvorbou autophagosomes. ATG-komplexy jsou také řízeny několika signalizačními cestami, které doladí autofagii a regulují tempo tvorby autofagozomu. Různé nedávné recenze rozsáhle informovaly o podrobném popisu autofagického procesu a jeho regulaci .

Pro adekvátní interpretaci dat autofagie by být měřena pomocí několika testy a monitorovat dynamicky v průběhu času s cílem posoudit, zda autophagic substráty dosáhli lysosome/vakuoly a zda nebo ne oni byli degradován . Například seskupování mikrotubulové-associated protein 1 light chain 3 (LC3) protein, homolog kvasinkové protein Atg8, a jeho asociace s autophagosomes membrán bylo zjištěno, že jsou užitečné znamení k monitorování autofagie, od LC3 přítomen v autophagosome membrány uznává autophagic receptory/adaptéry nákladu . Během autofagie se cytoplazmatická forma LC3-I (18 kDa) rekrutuje do fagoforů, kde LC3-II (16 kDa) vzniká proteolýzou a lipidací na C-konci. Tvorba LC3-II tedy pozitivně koreluje s počtem autofagozomů . Lipidace a shlukování LC3 však mohou být výsledkem indukce i potlačení autolysozomálního zrání. V tomto ohledu klíčový bod v autofagie studie je, že existuje rozdíl mezi sledováním autophagic prvky (počet nebo objem autophagosomes/autolysosomes) a měření autophagic toku během autophagic proces, jako je, například, množství a rychlost náklad zabaven a degradován .

na začátku byla autofagie považována za neselektivní degradační mechanismus, ale nyní je zřejmé, že se vyskytují selektivní formy autofagie . V závislosti na typu buněk, indukci nebo potlačení autofagie může mít ochranné účinky a změnil autofagie je spojena s několika onemocnění, včetně rakoviny, onemocnění nervového systému, neurodegenerativních onemocnění, infekčních onemocnění, metabolické nebo endokrinní onemocnění . Autofagie je nezbytná pro přežití nervových buněk, protože bazální autofagie může zabránit hromadění abnormálních proteinů, které mohou narušit nervovou funkci vedoucí k neurodegeneraci . Autofagie je také důležitá pro přizpůsobení komplikované architektuře neuronů a jejich nedělitelnému stavu ; v endokrinním systému hraje autofagie rozhodující roli při kontrole hladin intracelulárních hormonů, zaměřených jak na sekreční granule, tak na organely produkující hormony .

3. Neuropeptidergic Systémy v Autofagie

Máme zde zdůrazněno nedávné zjištění, které poskytují informace o neuropeptid akce v regulaci autofagie (Tabulka 1), s důrazem na jejich signalizační vlastnosti a patofyziologickou úlohu. Od neuropeptidy jsou hlavně přítomny v centrálním nervovém systému, ale jsou také široce vyjádřil a aktivní v nonneural buněk a periferních tkání/orgánů, jejich akce byly hlášeny v širokém spektru cílů. To může také představovat matoucí faktor, protože neuropeptidy často postrádají specificitu na buněčné úrovni, protože jejich signály mají více funkcí.

Compound Role on autophagy Targets (cell/tissue) Effects of Potential therapeutic applications
PACAP Inhibition Human SH-SY5Y cells; mouse brain Decreasing apoptosis; preservation of mitochondrial activity; neuroprotection Parkinson disease
SP Mouse skin; Wistar rat bladder Hair cycle alteration; apoptosis Psychological stress conditions; bladder disorders
NPY Activation Rat/mouse cortical/hypothalamic neurons; mouse hypothalamus Neuroprotection Control of feeding; metabolic syndrome; aging; neurodegenerative diseases
Ghrelin Activation Mouse skeletal muscle; rat cortical neurons Restoring insulin signalling; neuroprotection Diabetes; aging
Ghrelin Inhibition Rat H9c2 cells; human HO-8910 cells; mouse liver Cell survival and size maintenance; reducing cell proliferation; apoptosis; decreasing expression of pathological markers Heart failure; ovarian cancer; liver fibrosis
Leptin Activation Human HepG2 cells; human MCF-7 cells; HepG2 tumour xenografts Tumour growth; tumour invasion; decreasing apoptosis Obesity-associated breast and hepatic cancers
SRIF Activation Human GH-secreting adenomas Decreasing cell proliferation Acromegaly
Orexin A Activation Human HCT-116 cells Decreasing cell viability Colon cancer
Ang-II Activation Human HUVEC cells; rat vascular smooth cells; mouse podocytes; rat cardiomyocytes Cell senescence; apoptosis; production of reactive oxygen ; cardiomyocyte hypertrophy Cardiovascular diseases; heart failure; proteinuria
Intermedin Rat H9c2 cells; mouse hearts Attenuation of myocardial infarction; cardiomyocyte survival; improvement of cardiac performance Heart failure; srdeční hypertrofická onemocnění
Urocortin 1 Inhibice Krysí kardiomyocyty Snížení apoptózy selhání Srdce
některých případech tyto účinky byly jasně prokázáno, že být závislá na neuropeptid-indukované modulace autofagie. byla vyslovena hypotéza, že autofagie má ochranný vliv na cévní a podocyt poškození buněk v důsledku Ang-II. hodnocení autophagic dynamiky vyžaduje další studium.
Tabulka 1
modulace Autofagie vybraných neuropeptidy.

3.1. Je známo, že hypofyzární adenylátcykláza aktivující polypeptid

hypotalamické neurony syntetizují několik neuropeptidů s různými centrálními a periferními funkcemi . Mezi nimi je polypeptid aktivující adenylátcyklázu hypofýzy (PACAP) členem vazoaktivní skupiny peptidů střevního peptidu/sekretinu/glukagonu. V nervovém systému PACAP působí jako multifunkční peptid regulující neurotransmisi, hormonální sekreci, přežití neuronů, neuroprotekci a neuroimunitní odpovědi . Peptid je také silná antiapoptotická, protizánětlivá a vazodilatační látka.

bylo pozorováno, že PACAP má ochranné účinky na zvířecích modelech Parkinsonovy choroby (PD) , chronické a progresivní onemocnění, které se vyznačuje především tím, že selektivní ztráta dopaminergních neuronů v substantia nigra pars compacta, což vede k nedostatku dopaminu ve striatu. Rostoucí důkazy naznačují, že dysregulace autofagie výsledky v akumulaci abnormálních proteinů a/nebo poškozené organely, které je běžně pozorována u neurodegenerativních chorob, včetně POLICIE, i když, zda tyto dysregulace autofagie je příčinou nebo důsledkem PD patologie zůstává nejasný . LC3-II úrovně bylo zjištěno, že zvýšené v substantia nigra pars compacta a amygdala PD vzorků mozku; kromě toho lysosomální proteiny byly sníženy tak naznačuje souvislost mezi vadou autofagie a PD . Četné studie in vitro a in vivo modely na zvířatech uvádí, že použití aktivátory autofagie snižuje dopaminergní neurodegeneraci, což podporuje potenciální terapeutické účinky modulátory autofagie v PD, i když další výzkumy je také možné škodlivé role autofagie . Zajímavé je, že inaktivace autofagie odstraněním genu autofagie Atg7 předurčuje zvířata k patologii podobné PD . Naopak, to bylo nedávno prokázáno, že upregulace Atg7 zvyšuje autofagie a je škodlivé pro dopaminergní neurony přežití . Produkty Atg7 jsou nezbytné pro aktivaci (lipidaci) LC3 . V in vitro a in vivo experimentálních modelech PD a PACAP zobrazí nejen antiapoptotic ale také antiautophagic vlastnosti, protože se snížil autophagic vakuola tvorbu a lipidated LC3 úrovně a vyjádření autophagosomal nákladní protein p62 , který slouží jako spojení mezi LC3 a ubiquitní substráty. PACAP také podporoval správnou mitochondriální funkci v neuronech, které jsou odhodlány zemřít, což naznačuje jeho ochrannou roli během aberantní mitofagie indukované PD.

3.2. Látka P

látka P (SP) patří do rodiny tachykininů, která zahrnuje neuropeptidy exprimované v neuronálních a nonneuronálních buňkách, stejně jako v neinnervovaných tkáních . Mezi jeho více rolí, SP byl nedávno spojován se zvýšenou autofagií u myších modelů chronického psychického stresového stavu . Zejména Sp zvýšila hladiny kůže LC3-II a beclin-1, savčího ortologa kvasinek Atg6, který se podílel na tvorbě a zrání autofagozomu . Bylo také prokázáno, že SP aktivuje hyperaktivní aferentní signalizaci močového měchýře pomocí autofagie zprostředkované LC3-II . Tyto výsledky však zůstávají kontroverzní, protože obrat autofagozomu nebyl zkoumán.

3.3. Peptidy související s Agouti a Proopiomelanokortinovými peptidy

jednotlivé populace hypotalamických neuronů mohou kontrolovat homeostázu těla, neuroendokrinní výstupy a chování při krmení . Zejména neurony obloukového jádra hypotalamu uvolňují specifické neuropeptidy, které regulují krmení. Některé z nich zvyšují příjem potravy, jako je orexigenní peptid související s agouti (AgRP); některé další působí při supresi krmení, jako anorexigenní proopiomelanokortin (POMC) syntetizovaný POMC neurony.

Několik řádků důkazy naznačují roli autofagie v neuropeptidergic regulaci příjmu potravy a energetické bilance a regulace hypotalamus autofagie by se mohl stát efektivní intervence v podmínkách, jako je obezita a metabolický syndrom. Ztráta Atg7 v neuronech AgRP snížila hladiny AgRP, příjem potravy (zejména reakce na opětovné podávání nalačno) a adipozitu . Naproti tomu delece Atg7 v POMC neuronech zvýšila příjem potravy a tělesnou hmotnost . Podobné výsledky byly získány v nepřítomnosti Atg12, ale ne Atg5 . Kromě toho, selektivní ztráta autofagie (tj. ztráta Atg7) POMOCT neuronů se snížil α-melanocyty-stimulující hormon v krvi (aktivní derivát POMOCT), zvýšení tělesné hmotnosti, a zvýšil adiposity a intolerance glukózy pravděpodobné, ovládající energetické bilance . Tyto metabolické poruchy byly spojeny s akumulací p62-pozitivní agregáty v hypotalamu a narušení zrání POMOCT-obsahující axonální projekce . Nedávno bylo prokázáno, že v hypotalamu buněčné linie vystaveny nízké glukózy dostupnost, autofagie byla navozena prostřednictvím aktivace protein kinázy AMPK, která upravuje savčí rapamycinový cílový receptor (mTOR) cestou, jedním z nejdůležitějších proti proudu inhibitory autophagic proces , následuje snížená POMOCT výraz . Zájem vyřazující z AMPK v arcuate nucleus myši hypotalamu krmeny s vysokým obsahem tuku strava snížil autophagic aktivitu a zvýšenou POMOCT výraz, což vede ke snížení příjmu potravy a tělesné hmotnosti . Proto, zhoršení POMOCT-odvozené produkce adrenocorticotropin hormonu byla v korelaci s indukční endoplazmatického retikula stresem a autofagie v hypofýze sacharózy-bohaté stravy-léčených potkanů; pozoruhodné jsou tyto účinky zvrátit mírné cvičení, které má příznivý roli v inzulínové rezistence . Společně tyto údaje poskytují důkaz, že autofagie v neuronech POMC / AgRP je nutná pro normální metabolickou regulaci, nervový vývoj a kontrolu krmení.

3.4. Neuropeptid Y

Živin zbavení (nebo omezení kalorií) může stimulovat autofagie a orexigennímu peptid, neuropeptid Y (NPY) v hypotalamu a kortikální neurony . NPY je jedním z nejvíce hojné neuropeptidy v mozku a působí (prostřednictvím svých receptorů, pojmenované Y1 6) důležitou roli v mnoha fyziologických funkcí, jako jsou příjem potravy, energetické homeostázy, cirkadiánní rytmus, poznávání, reakce na stres, neurogenezi, a neuroprotekce .

V myši hypotalamické neuronální buněčné linii a v rat diferencované hypotalamické neuronální buňky, NPY zvýšené neuronální autophagic tok jak ukázala analýza LC3-II obratu, snížení p62, a zvýšení počtu autophagosomes a autolysosomes . Tento účinek je vyvolán aktivací receptorů Y1 nebo Y5. Signální dráha spojená s indukcí autofagie pomocí NPY zahrnovala aktivaci různých proteinkináz, včetně PI3K, ERK1/ 2-MAPK a PKA. Stimulace autofagického toku vyvolaná NPY byla potvrzena u myších hypotalamů nadměrnou expresí NPY in vivo v obloukovitém jádru . Navíc u potkaních kortikálních neuronů NPY stimuluje autofagii (tj. zvýšení lc3-II a snížení exprese p62) pravděpodobně inhibicí aktivity mTOR . U myší krmených dietou s vysokým obsahem tuku delece aktivity AMPK v obloukovitém jádru hypotalamu snížila expresi autofagie a NPY, čímž se snížil příjem potravy a tělesná hmotnost . V souladu s tím byla v hypotalamických buněčných liniích indukována autofagie aktivací AMPK proteinkinázy, modulací signalizace mTOR a zvýšením hladin NPY .

Od obou autofagie a NPY úroveň klesá s věkem, strategie na podporu autofagie a zvýšení NPY, včetně omezení kalorií, byly navrženy k výrobě ochranné účinky oddálení postižení spojené s dlouhověkostí . Modulace hypotalamické autofagie může mít také důsledky pro prevenci obezity a metabolického syndromu stárnutí . Konečně, NPY měla neuroprotektivní účinek ve striatu a cerebellum dvou myších modelů spinocerebelární ataxie typu 3, což je onemocnění charakterizované autofagickými defekty. Autoři tak navrhli, že tato akce může souviset s aktivací mechanismů clearance proteinů, jako je autofagie, i když další údaje jsou povinné pro podporu této hypotézy . Celkový potenciál NPY zpoždění neurodegeneraci prostřednictvím stimulace autofagie jako strategie k jasné nenormální, patologickou konformací proteinů, které způsobují neurodegenerativní onemocnění si zaslouží být zkoumány v detailu.

3.5. Ghrelin a Leptin

Ghrelin je peptid produkovaný primárně v žaludku a vylučovaný do systémového oběhu. Vykazuje různé biologické účinky, jako je regulace příjmu potravy, gastrointestinální motilita a energetická homeostáza . Adipokin leptin, „hormon sytosti“, je peptid vytvářený tukovými buňkami, který pomáhá regulovat energetickou rovnováhu . Ghrelin,“ hladový hormon “ a leptinové akce jsou proti. Oba hormony fungují jako neuropeptidy v hypotalamu regulujícím krmení.

Nedávné důkazy naznačují, že ghrelin snižuje myší jaterní fibrózy a tato událost koreluje s poklesem LC3-II a zvýšení p62 výraz ve fibrotické jaterní tkáně . Ghrelin také podporoval přežití kardiomyocytů a udržování velikosti během srdeční dysfunkce potlačením nadměrné autofagie, což dokazuje pokles hladin LC3-II a autofagických vakuol. Tento efekt je rovnoběžný s upregulací dráhy mTOR, která pravděpodobně působí způsobem potlačeným AMPK a aktivovaným p38-MAPK . Naproti tomu ghrelin stimuloval hladiny inzulínu v kosterních svalech diabetických myší, čímž obnovil potlačenou autofagii závislou na mTOR . V souladu s tím v lidských epiteliálních karcinomových buňkách ghrelin inhiboval mTOR, zvýšil hladiny LC3-II a následně indukoval apoptózu . Podobně pod kalorickým omezením ghrelin a NPY synergizují v kortikálních neuronech potkanů, stimulují autofagický tok inhibicí mTOR . Od narušení autofagie dochází při stárnutí a s věkem související neurodegenerativní onemocnění, účinky NPY a ghrelinu na autofagie aktivace naznačovat terapeutický potenciál oddálit proces stárnutí. V reakci na omezení kalorií, růstový hormon (GH) a jater LC3-II se zvýšil v zájmu zachování hladiny glukózy v krvi; ghrelin podporuje sekreci GH což naznačuje mechanismus pro antihypoglycaemic roli peptidu v postil, tuk-ochuzený myši .

klíčová role autofagie byla nedávno hlášena u leptinem indukované proliferace jaterních buněk a buněk karcinomu prsu za použití in vitro i xenograftových modelů . Zejména leptin způsobil aktivaci tvorby autofagie a autofagozomu prostřednictvím upregulace osy p53 / FoxO3, což podpořilo růst nádoru a pravděpodobně i invazi nádoru. Kromě toho byl stav jater u obézních myší s deficitem leptinu spojen s blokádou autofagie, i když data jsou kontroverzní a chybí měření tvorby autofagického toku / autofagozomu . Zájmu, skutečnost, že leptin indukuje autofagie a působí v patogenezi obezity zvyšuje možnost role připojení obezitou a vznikem rakoviny způsobené produkce leptinu.

3.6. Somatostatin, Orexin A a peptid uvolňující Gastrin

jiné neuropeptidy jsou navrženy tak, aby se podílely na zahájení a progresi rakoviny modulací autofagie. Somatostatin nebo somatotropin release inhibující faktor (SRIF) je malý peptid, který je klasicky považován za klíčový endogenní inhibitor růstového hormonu z hypotalamu . SRIF je přítomen v mnoha oblastech centrální a periferní nervový systém, ale také v periferní nonneuronal tkání, jako gastrointestinálního traktu, endokrinní orgány a buňky imunitního systému . Funkčně, SRIF působí jako neurotransmiter/neuromodulator a provádí inhibiční působení na sekreci mnoha biologicky aktivních látek . Analogy somatostatinu jsou současnou hlavní léčbou akromegalie a gastroenteropankreatických neuroendokrinních nádorů . Nedávno bylo navrženo, že předoperační léčba agonisty SRIF u pacientů s akromegalií zvýšila autofagii a snížila proliferaci buněk ve vzorcích ex vivo adenomů vylučujících GH . Zejména léčba SRIF stanovila významné snížení imunopozitivity beclin-1 a zvýšení barvení Atg-5, což je faktor indukující tvorbu LC3-II a autofagozomu .

orexiny (nebo hypocretiny) jsou hypotalamické neuropeptidy, které regulují vzrušení, bdělost a chuť k jídlu . Bylo prokázáno, že Orexin a indukuje tvorbu autofagických vakuol, lipidaci LC3-II a zvýšení exprese beclin-1 v lidských buňkách rakoviny tlustého střeva . Účinky vyvolané orexinem a se objevily prostřednictvím upregulace dráhy ERK. Kromě toho, střeva neuropeptid názvem gastrin-uvolňující peptid a jeho receptor jsou vyjádřeny v neuroblastomové buňky a podporovat angiogenezi, tumorigenezi, a metastatického potenciálu. Pozoruhodné je, že zvýšená autofagie závislá na mTOR blokovala angiogenezi degradací peptidu uvolňujícího gastrin .

3.7. Angiotensin II

angiogenní proces a vaskulární endoteliální stav zahrnují roli angiotensinu II (Ang-II), periferního hormonu, který zvyšuje krevní tlak vazokonstrikcí. Ang-II také působí jako neuropeptid v centrálním nervovém systému a podílí se na neuronální dysfunkci .

Různé studie naznačují, že autofagie má ochranný vliv na cévní poškození v důsledku Ang-II, protože je schopen odstranit poškozené mitochondrie a další buněčné organely. Například, v lidské pupeční vaskulární endoteliální buňky, Ang-II indukované buněčné senescence a apoptózy a zvýšení počtu autophagosomes, LC3-II, a beclin-1 exprese . Také Ang-II zvýšil autofagický tok v buňkách hladkého svalstva cév produkcí mitochondriálních reaktivních druhů kyslíku . V ledvinách ang-II zvýšil počet autofagozomů podocytů a expresi autofagických genů, jako jsou LC3-II a beclin-1, prostřednictvím generace reaktivních druhů kyslíku . Autofagie tak může hrát roli také při prevenci progrese proteinurie. V kultivované neonatální krysí komorových kardiomyocytů to bylo hlásil, že Ang-II-stimulované cardiomyocyte hypertrofie upregulated exprese LC3-II, stejně jako počet autophagic vakuoly a inhibice Ang-II-indukované účinky na autofagie bylo navrženo k ochraně proti patologické hypertrofie myokardu . V této souvislosti je třeba poznamenat, že dvojí roli Ang-II bylo hlášeno srdeční selhání spojené s modulace autofagie, neboť někteří autoři naznačují, že autofagie aktivace oslabených Ang-II-vyvolaná hypertrofie a naopak .

3.8. Intermedin, Urocortin 1, a Mozkový Natriuretický Peptid

Intermedin (nebo adrenomedullin 2) je POMOCT-odvozené neuropeptid produkovaný v hypotalamu, hypofýzy, a několik periferní tkáně s mnoha fyziologických funkcí . Úloha intermedinu v útlumu infarktu myokardu implikuje zvýšení LC3-II v krysím modelu ischemického srdečního selhání, i když autofagická dynamika zůstává nejasná . Podobně, intermedin zvýšil lipidated LC3 a autophagosome čísla v hypertrofické srdce myší a kultivované buňky prostřednictvím aktivace obou cAMP/PKA a ERK1/2-MAPK dráhy, což vede k poklesu cardiomyocyte velikost a apoptózy .

Urocortin 1, 40-aminokyselin, peptidů, které patří k kortikotropin-uvolňující faktor rodiny, je další neuropeptid propuštěn v mnoha oblastech mozku, ale také v periferii včetně srdeční tkáně . Zejména je urokortin 1 upregulován v nezdravém srdci a má kardioprotektivní roli . Je pozoruhodné, že snížila autofagii a buněčnou smrt v kardiomyocytech vystavených poškození ischemií/reperfuzí snížením exprese beclin-1 . Tento efekt zahrnoval aktivaci signalizační dráhy PI3K / Akt a nevyžadoval ERK1 / 2-MAPK.

Brain natriuretický peptid (nebo komorový natriuretický peptid) je 32-aminokyselin polypeptidový vylučují převážně komor srdce v reakci na nadměrné roztahování kardiomyocytů, ale také je přítomen v centrálním nervovém systému, kde představuje důležitý neuromodulačním systémem . V případě, že zpráva studie v 75-rok-starý muž bez zjevné srdeční selhání ukázal rozšířená plazmatické hladiny mozkový natriuretický peptid, který může být zodpovědný za přítomnost nápadné autophagic vakuoly v kardiomyocytech .

4. Závěr

současný konsensus je, že role autofagie, pokud jde o buněčnou smrt, je primárně ochranná . Opravdu, ve většině buněk autofagie dochází v bazální úrovně, ale je často zvýšená v nepříznivých podmínkách poskytují odolnost vůči stresu a podporuje buněčné přežití, jako důležitou cytoprotektivní mechanismus. Na druhé straně vysoké nebo nadměrné hladiny autofagie mohou vyvolat „autofagickou buněčnou smrt“, termín používaný k popisu buněčné smrti, který je potlačen downregulací autofagického stroje . Jak je zde přezkoumáno, nedávná pozorování, i když předběžná, naznačují roli endogenních neuropeptidů v regulaci autofagie, která si zaslouží další zkoumání. To může poskytnout lepší znalost molekulárních mechanismů a funkční dynamiky autofagického procesu i jeho patofyziologie.

klinické potenciál neuropeptidy je dobře známý a netřeba dodávat, že mnohost peptidergic receptory a funkce peptidergic převodovka nabízejí jedinečné a důležité otvory pro vývoj nových specifických léčiv . Studie neuropeptidů v biologii autofagie má potenciál pro usnadnění rozvoje autofagie-based terapeutických intervencí , cílení, například, neurodegeneraci, metabolické poruchy, rakovina, infekce různými patogeny. Například, urocortins a další endogenní neuropeptidy, jako jsou vazoaktivní střevní peptid, adrenomedullin, kortikotropin-uvolňující hormon, ghrelin, a melanocyty-stimulující hormon bylo prokázáno, že vykazují antimikrobiální vlastnosti proti Trypanosoma brucei podporovat energetický metabolismus selhání, které spouští autophagic-jako buněčné smrti .

aktivace autofagie může mít terapeutický přínos, i když existují také okolnosti, za kterých autofagická indukce umožňuje patogenezi . Vzhledem k jeho dvojí patofyziologickou úlohu autofagie byla předmětem intenzivního studia, s cílem získat lepší znalosti o jeho molekulární mechanismus a odhalit nové terapeutické cíle. V tomto ohledu, pro léčbu autofagie-relevantní lidských onemocnění, a to jak farmakologické aktivátory a inhibitory autophagic proces, jsou zajímavé jako potenciální nová léčiva . V této souvislosti může být neuropeptidový systém vzrušující výzvou.

Střet Zájmů

autoři prohlašují, že neexistují žádné střety zájmů týkající se zveřejnění této práce.

Poděkování

Tato práce byla podpořena granty z „Ministero dell‘ Istruzione, Università e Ricerca“ (MIUR, PRIN2015), Davide Cervia.

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna.