Tyroksyna dynamicznie reguluje poziomy 5'-dejodynazy jodotyroninowej typu II (5'D-II) poprzez modulowanie inaktywacji enzymu i kierowanie enzymu na różne ścieżki internalizacji. ścieżki internalizacji. 5'D-II jest multimerycznym białkiem o masie około 200 kDa białko zawierające podjednostkę wiążącą substrat o masie 29 kDa (p29) i nieznaną liczbę innych podjednostek. nieznaną liczbę innych podjednostek. Pod nieobecność tyroksyny (T4), p29 jest powoli endocytowana i transportowana do lizosomów. Leczenie T4 szybko aktywuje endocytozę aktywuje szlak endocytotyczny, w którym pośredniczy aktyna i kieruje enzym do endosomów. W W tym badaniu scharakteryzowaliśmy wpływ T4 na wewnątrzkomórkowy wewnątrzkomórkowy handel 5'D-II. Wykazaliśmy, że T4 przyspiesza tempo inaktywacji 5'D-II inaktywacji poprzez translokację enzymu do wnętrza komórki i przez sekwestrując p29 w puli endosomalnej bez przyspieszania tempa degradacji p29. Ta dychotomia między szybką inaktywacją aktywności katalitycznej a znacznie wolniejszą degradacją p29 jest zgodna z ponownym użyciem p29 w produkcji aktywności 5'D-II. Analiza immunocytochemiczna z użyciem anty-p29 IgG pokazuje, że znakowany powinowactwem pulsacyjnym p29 pojawia się ponownie na błonie plazmatycznej błonie plazmatycznej około 2 godziny po internalizacji enzymu w obecności T4, co wskazuje, że p29 jest poddawany recyklingowi. Pomimo zdolności p29 do recyklingu w komórce traktowanej T4, aktywność katalityczna 5'D-II wymaga ciągłej syntezy białka, prawdopodobnie syntezy białka, przypuszczalnie innego składnika enzymatycznego lub dodatkowego białka białka związanego z enzymem. W przypadku braku T4, inaktywacja enzymu i degradacja p29 są czasowo powiązane, a znakowany powinowactwem pulsacyjnym p29 jest internalizowany i sekwestrowany w oddzielnych pulach wewnątrzkomórkowych. Dane te sugerują że T4 reguluje podstawowe procesy związane z obrotem integralnych białek błony białek błonowych i uczestniczy w regulacji wzajemnych powiązań między między szlakami degradacji, recyklingu i syntezy. --- W niniejszym badaniu przetestowano hipotezę, że N-bromoacetylo-3,3',5-[125I]trijodotyronina (BrAc[125I]T3) jest użytecznym znacznikiem powinowactwa dla dejodynaz jodotyroninowych typu I i typu III (ID-I i ID-III). Dlatego frakcje mikrosomalne różnych tkanek szczurów badano pod kątem aktywności ID-I i ID-III, a białka mikrosomalne znakowano BrAc[125I]T3 i analizowane przez SDS-PAGE. Zgodnie z wcześniejszymi obserwacjami, wysoką aktywność ID-I stwierdzono w wątrobie, nerkach i tarczycy, a wysoką aktywność ID-III w mózgu, w szczególności w mózgu płodu i łożysku. SDS-PAGE z BrAc[125I]T3-znakowane mikrosomy wykazały wyraźne radioaktywne białko około 27 kDa (p27) w wątrobie, nerkach i tarczycy, które zostało wcześniej zidentyfikowane jako jako ID-I i białko o masie około 32 kDa (p32) w mózgu, w szczególności w mózgu płodu i łożysku. mózgu i łożysku. Stwierdzono dobrą korelację między znakowaniem powinowactwa p32 i inaktywacją ID-III przez BrAcT3, co sugeruje, że p32 reprezentuje ID-III lub jego podjednostkę. Po traktowaniu mikrosomów 0,05% dezoksycholanem lub buforem węglanowym (pH 11,5) p32 był nadal znakowany przez BrAc[125I]T3, co wskazuje, że p32 jest białkiem transmembranowym. Chociaż 3,3',5'-trijodotyronina (rT3) nie jest substratem dla ID-III, p32 był łatwo znakowane BrAc[125I]rT3. Znakowanie p32 w mikrosomach mózgu szczura przez BrAc[125I]rT3 nie miało wpływu dodanie 100 mikroM nieznakowanej tyroksyny (T4) lub T3, podczas gdy dejodynacja [125I]T3 przez ID-III była hamowana przez 91 i 96% w obecności odpowiednio 1 mikroM T4 i T3.(ABSTRACT TRUNCATED AT 250 SŁÓW) --- Wewnątrzkomórkowe wytwarzanie trijodotyroniny (T3) z tyroksyny (T4) przez dejodynazę (D2) typu 2 dejodynazę (D2) w mózgu ssaków, odgrywa kluczową rolę w działaniu hormonu tarczycy tarczycy. Obecność D2 w astrocytach szczura sugeruje znaczenie komórek glejowych w regulacji wewnątrzkomórkowego działania hormonów tarczycy. komórek w regulacji wewnątrzkomórkowych poziomów T3 w ośrodkowym układzie nerwowym szczura (CNS). szczura (CNS). Aby dokładniej przeanalizować czynniki regulujące aktywność D2 w CNS, zbadaliśmy wpływ nikotyny i mekamylaminy, która hamuje wiązanie nikotyny z nikotynowymi receptorami acetylocholiny, na aktywność D2 w hodowanych mieszanych komórkach glejowych mózgu szczura. Inkubowaliśmy hodowane mieszane komórki glejowe mieszane komórki glejowe uzyskane od noworodków szczurów Wistar w obecności 10 mM ditiotreitolu, 2 nM [125I] odwrotnej T3 i 1 mM 6-N-propylo-2-tiouracylu przez 2 godziny w temperaturze 37 stopni Celsjusza. w temperaturze 37 stopni C, a uwolniony 125I- został zliczony w liczniku gamma. D2 hodowanych komórek zależała od temperatury i ilości białka. białka. Podstawowa aktywność D2 szczurzych mieszanych komórek glejowych wynosiła 1,9 +/- 0,2 fmol of uwalnianego/mg białka/h (średnia +/- SEM). Dodanie 10(-11), 2 x 10(-11), 10(-10) i 10(-9) M nikotyny znacząco zwiększyło aktywność D2 do odpowiednio około 2,2-, 2,4, 3,5- i 2,9-krotnie w stosunku do poziomu podstawowego. D2 stymulowana przez 10(-8) M nikotyny (2,5-krotnie) osiągnęła szczyt po 9 h inkubacji. inkubacji. Stymulujący efekt nikotyny został całkowicie zablokowany przez 10(-6) M mekamylaminy. Podsumowując, nikotyna zwiększa aktywność D2 prawdopodobnie poprzez nikotynowe receptory acetylocholiny i może wpływać na funkcjonowanie mózgu, przynajmniej częściowo częściowo poprzez wpływ na metabolizm hormonów tarczycy. --- Układy neurosekrecyjne podwzgórza są podstawowymi obwodami regulacyjnymi pod wpływem hormonu tarczycy. Monokarboksylan-transporter-8 (MCT8) - za pośrednictwem wychwyt hormonu tarczycy, po którym następuje katalizowana dejodynaza typu 3 (D3) stanowią ograniczające czynniki regulacyjne dostępności neuronalnej T3. W niniejszym badaniu zajęliśmy się lokalizacją i dystrybucją subkomórkową D3 i MCT8 w neuronach neurosekrecyjnych i zajęliśmy się funkcją D3 w ich aksonach. aksonach. Intensywną immunoreaktywność D3 zaobserwowano w żylakach aksonów w zewnętrznej strefie zewnętrznej strefie eminencji środkowej szczura i strefie neurohemalnej ludzkiego infundibulum zawierające zakończenia aksonów hipofizjotropowych neuronów parwokomórkowych. neuronów. Immunoelektronomikroskopia zlokalizowała D3 do pęcherzyków o gęstym rdzeniu w hipofizjotropowych żylakach aksonów. Mikroskopia superrozdzielczości N-STORM wykryła aktywne centrum zawierające C-końcówkę D3 na zewnętrznej powierzchni tych organelli. organelli. Podwójnie znakowana immunofluorescencyjna mikroskopia konfokalna ujawniła, że D3 jest obecny w większości aksonów GnRH, CRH i GHRH, ale tylko w mniejszości aksonów TRH, podczas gdy nieobecny w neuronach zawierających somatostatynę. Uzupełnienie fluorescencji bimolekularnej zidentyfikowało homodimery D3, warunek warunek wstępny dla aktywności D3 w procesach komórek GT1-7. Ponadto, Aktywność katalityczną D3 indukowaną przez T3 wykryto w rdzeniu środkowym szczura. Potrójnie znakowana immunofluorescencja i immunoelektronomikroskopia ujawniły obecność obecność MCT8 na powierzchni zdecydowanej większości wszystkich typów terminali hipofizjotropowych. Obecność MCT8 wykazano również na terminali aksonów w strefie neurohemalnej ludzkiego infundibulum. Nieoczekiwana rola aksonów hipofizjotropowych w precyzyjnej regulacji dostępności T3 w tych komórkach poprzez w tych komórkach poprzez transport za pośrednictwem MCT8 i katalizowaną przez D3 inaktywację może stanowić nowy podstawowy mechanizm regulacyjny dla metabolizmu, wzrostu, stresu i reprodukcji u gryzoni i ludzi. --- W mózgu hormon tarczycy dynamicznie reguluje poziomy krótkotrwałego białka błony plazmatycznej białka błony plazmatycznej, 5'-dejodynazy jodotyroninowej typu II. W hodowanych astrocytach tyroksyna moduluje poziomy dejodynazy poprzez aktywację aktywując interakcje cytoszkieletu z błoną plazmatyczną, które zwiększają szybkość inaktywacji enzymu. enzymu. Tutaj scharakteryzowaliśmy wpływ tych zależnych od tyroksyny interakcje cytoszkieletowe na drodze internalizacji dejodynazy przez śledzenie wewnątrzkomórkowego tranzytu znakowanej powinowactwem podjednostki wiążącej substrat podjednostki dejodynazy (p29). Tyroksyna szybko indukowała inaktywację dejodynazy i inicjowała dejodynazy i inicjowała wiązanie p29 z F-aktyną. Do 40 min, > 75% p29 zostało przetransportowane do puli endosomalnej, po czym nastąpiła dysocjacja kompleksu F-aktyna-p29. Nie było znaczącej akumulacji p29 w gęstych lizosomach obserwowanych w obecności tyroksyny. Pod nieobecność tyroksyny, p29 był internalizowany i transportowany do gęstych lizosomów w tempie szybkość równoległa do szybkości inaktywacji dejodynazy (odpowiednio t1/2 0,75 i 0,64 godz.) bez udziału mikrofilmu, odpowiednio) bez udziału mikrofilamentów. Dane te pokazują, że tyroksyna kieruje 5'-dejodynazę jodotyroninową typu II do puli endosomalnej poprzez aktywację puli endosomalnej poprzez aktywację specyficznych interakcji białko-F-aktyna zaangażowanych w wewnątrzkomórkowy transport białek za pośrednictwem mikrofilamentów. --- Ponieważ dejodynazy jodotyroninowe odgrywają kluczową rolę w regulacji dostępnego wewnątrzkomórkowego stężenia T(3), ważne jest określenie ich lokalizacji komórkowej. lokalizacji komórkowej. W mózgu obecność dejodynazy jodotyroninowej typu III (D3) wydaje się być ważna dla utrzymania homeostazy poziomów T(3). Do tej pory nie opisano wzoru lokalizacji komórkowej białka D3 w mózgu kurczaka. mózgu kurczaka. W tym badaniu wytworzono poliklonalne surowice odpornościowe przeciwko specyficznym peptydom peptydy odpowiadające sekwencji aminokwasowej D3. Ich zastosowanie w immunocytochemii doprowadziło do lokalizacji D3 w komórkach Purkinjego móżdżku kurczaka. móżdżku kurczaka. Zarówno surowica preimmunologiczna, jak i pierwotna surowica odpornościowa wyczerpane samym peptydem zostały użyte jako kontrole negatywne. Ekstrakty móżdżku i wątroby kurcząt wykonano w obecności Triton X-100 w celu solubilizacji dejodynaz związanych z błoną. Używając tych ekstraktów w analizie Western blot analiza, pasmo o oczekiwanej masie cząsteczkowej (około 30 kDa) może można wykryć w obu tkankach. Stosując znakowany pełną długością (32)P sondę cRNA dejodynazy typu III dejodynazy typu III, zidentyfikowaliśmy pojedynczy gatunek mRNA w móżdżku który miał dokładnie taki sam rozmiar jak kontrolny mRNA wątroby (+/-2,4 kb). RT-PCR, a następnie subklonowanie i analiza sekwencji, potwierdziły ekspresję D3 mRNA w móżdżku kurczaka. W tym badaniu dostarczamy pierwszych dowodów na obecności białka D3 w typie komórek neuronalnych, a mianowicie w komórkach Purkinjego, za pomocą barwienia immunocytochemicznego. Byliśmy w stanie wykryć fragment białka fragment odpowiadający oczekiwanej masie cząsteczkowej (30 kDa) dla dejodynazy typu III za pomocą analizy Western blot. RT-PCR, jak również analiza Northern blot potwierdziły obecność mRNA D3 w móżdżku. --- Organiczny polipeptyd transportujący aniony 1c1 (Oatp1c1) (znany również jako Slco1c1 i Oatp14) należy do rodziny Oatp i wykazano, że ułatwia transport T(4). W mózgu gryzoni Oatp1c1 jest wysoce wzbogacony w komórki śródbłonka naczyń włosowatych komórek śródbłonka naczyń włosowatych i struktur splotu naczyniówkowego, gdzie może pośredniczyć w wejściu T(4) do ośrodkowego układu nerwowego. Tutaj opisujemy generowanie i pierwszą analizę myszy z niedoborem Oatp1c1. Myszy z nokautem Oatp1c1 (KO) urodziły się z oczekiwaną częstotliwością, nie były opóźnione we wzroście i rozwijały się bez żadnych jawnych nieprawidłowości neurologicznych. Stężenia T(3) i T(4) w surowicy, jak również poziomy ekspresji dejodynazy nerkowej i wątrobowej typu 1 były nierozróżnialne między myszami Oatp1c1 KO i zwierzętami kontrolnymi. Poziomy mRNA podwzgórzowego TRH i przysadkowego TSH nie uległy zmianie, ale zawartość T(4) i T(3) w mózgu była zmniejszona u myszy z niedoborem Oatp1c1 KO. zwierząt z niedoborem Oatp1c1. Ponadto zwiększona aktywność dejodynazy typu 2 i zmniejszona aktywność dejodynazy typu 3 aktywność dejodynazy wskazuje na łagodną niedoczynność tarczycy w mózgu myszy Oatp1c1 KO. W konsekwencji, poziomy ekspresji mRNA produktów genowych pozytywnie regulowanych przez T(3) w mózgu były obniżone. Ta centralna niedoczynność tarczycy specyficzna dla ośrodkowego układu nerwowego jest prawdopodobnie spowodowana upośledzonym przejściem T(4) przez barierę krew-mózg i wskazuje na unikalną funkcję Oatp1c1 w ułatwianiu transportu T(4) pomimo obecności innych transporterów hormonów tarczycy, takich jak transporterów hormonów tarczycy, takich jak Mct8. --- CEL: Czynniki determinujące odpowiedź na leczenie przeciwdepresyjne w dużej depresji depresji są obecnie nieznane. Celem niniejszego badania było ustalenie czy odpowiedź jest przewidywana przez parametry osi podwzgórze-przysadka-tarczyca (HPT) lub przez niedawno odkryty polimorfizm w enzymie typu II (DII), który katalizuje produkcję T3 w mózgu. PROJEKT: Przeanalizowaliśmy przewidywanie odpowiedzi na leczenie paroksetyną poprzez obliczając wskaźniki odpowiedzi na tercyl parametrów osi HPT i genotyp DII. genotyp. METODY: Do badania włączono dziewięćdziesięciu ośmiu pacjentów ambulatoryjnych z dużą depresją (DSM-IV). Zmierzono stężenia TSH, FT4 i delta TSH w surowicy w teście DEX/CRH-TRH. zmierzone. Ponadto stwierdzono obecność polimorfizmu w sekwencji DII (Thr92Ala). WYNIKI: Ogólna odpowiedź na leczenie wystąpiła u 48 z 98 pacjentów (49%). Po wykluczeniu pacjentów z subkliniczną niedoczynnością tarczycy i/lub przeciwciałami TPO (n = 16), wyższe stężenie TSH w surowicy znacząco przewidywało odpowiedź (wskaźnik odpowiedzi na od niskiego do wysokiego TSH: 36%, 42% i 67%). Pacjenci heterozygotyczni dla polimorfizmu polimorfizmu DII (44%) mieli nieco niższe TSH w surowicy (P = 0,03) w porównaniu do pacjentów z dzikim typem DII (47%). Polimorfizm nie był związany z odpowiedzią na leczenie. odpowiedzią na leczenie. WNIOSEK: Wyższy poziom TSH w surowicy był związany z odpowiedzią na paroksetynę u pacjentów z dużą depresją. pacjentów z dużą depresją.
Które dejodynazy są najlepiej znane z obecności w mózgu?
Wszystkie 3 dejodynazy (dejodynaza typu 1, dejodynaza typu 2 i dejodynaza typu 3) są obecne w "mózgu", ale dejodynaza typu 1 występuje tylko w neurohipofizie, której nie można uznać za prawdziwą "tkankę mózgową".