Kilka linii dowodów sugeruje, że mechanizm leżący u podstaw apoptozy neuronów indukowanej lekami apoptozę neuronów jest inicjowany przez zwiększoną produkcję reaktywnych form tlenu (ROS). Wykazano, że 1-metylo-4-fenylo-1,2,3,6-tetrahydropirydyna (MPTP), neurotoksyna neurotoksyna, inicjuje kaskadę apoptotyczną poprzez zwiększenie ROS w neuronach dopaminergicznych. neuronach dopaminergicznych istoty czarnej, prowadząc do morfologicznych i fizjologicznych cech związanych z chorobą Parkinsona. Niedawno że autofagia, rodzaj zaprogramowanej śmierci komórki niezależnej od kaskady kaskady apoptotycznej, również odgrywa rolę w uszkodzeniu neuronów. Chociaż autofagia jest jest negatywnie regulowana przez receptor rapamycyny (mTOR), istnieją dowody wskazujące na jej nową funkcję. istnieją pewne dowody wskazujące na nową funkcję antyapoptotycznego białka Bcl-2. Proponuje się, że Bcl-2 odgrywa rolę w negatywnej regulacji autofagii poprzez blokowanie blokowanie istotnego białka w szlaku sygnałowym, Beclin 1. Niemniej jednak, nie jest jasne, czy autofagia jest w stanie regulować autofagię. nie jest jasne, czy autofagia jest również skorelowana z sygnalizacją apoptotyczną w toksyczności 1-metylo-4-fenylopirydyniowej (MPP(+)). Dlatego postawiliśmy hipotezę, że toksyczność MPP(+) ogólnie związana z inicjowaniem kaskady sygnalizacji apoptotycznej zwiększa również fenotyp autofagii w komórkach neuronalnych. Używając SK-N-SH, wykazaliśmy, że MPP(+) zwiększa ekspresję komórek ekspresję łańcucha lekkiego białka związanego z mikrotubulami 3 (LC3-II), markera błony autofagosomu marker błony autofagosomu i szlak sygnałowy mTOR oraz Beclin 1, podczas gdy zmniejszając poziomy Bcl-2. Co więcej, ekspresja ta koreluje ze zmniejszonym stosunkiem wiązania między Bcl-2 i Beclin 1, w efekcie ograniczając regulację markerów autofagii, takich jak LC3-II. Nasze wyniki wskazują, że MPP(+) może indukować autofagię w komórkach SK-N-SH poprzez zmniejszenie kompleksu kompleksu Bcl-2/Beclin 1. --- Informacje o autorze: (1)Freiburg Institute for Advanced Studies (FRIAS); School of Life Sciences-LifeNet; Freiburg, Niemcy; ZBSA Center for Biological Systems Analiza systemów biologicznych; Uniwersytet we Fryburgu; Fryburg, Niemcy. (2) Freiburg Institute for Advanced Studies (FRIAS); School of Life Sciences-LifeNet; Freiburg, Niemcy; ZBSA Center for Biological Systems Analiza; Uniwersytet we Fryburgu; Fryburg, Niemcy; Klinika Dermatologii; Centrum Medyczne Uniwersytetu we Fryburgu; Fryburg, Niemcy. (3)BIOSS Centre for Biological Signaling Studies; Uniwersytet we Fryburgu; Fryburg, Niemcy. (4) Freiburg Institute for Advanced Studies (FRIAS); School of Life Sciences-LifeNet; Freiburg, Niemcy; ZBSA Center for Biological Systems Systemów Biologicznych; Uniwersytet we Fryburgu; Fryburg, Niemcy; BIOSS Centre for Biological Biological Signaling Studies; Uniwersytet we Fryburgu; Fryburg, Niemcy. (5) Centrum Biologii Wysokoprzepustowej; Wydział Biochemii i Biologii Molekularnej; Uniwersytet Kolumbii Brytyjskiej. Biologii; Uniwersytet Kolumbii Brytyjskiej; Vancouver, BC CA. (6) Wydział Biochemii i Biologii Molekularnej; Uniwersytet Południowej Danii; Odense, Dania. Dania; Odense, Dania. (7) Freiburg Institute for Advanced Studies (FRIAS); School of Life Sciences-LifeNet; Freiburg, Niemcy; ZBSA Center for Biological Systems Analiza; Uniwersytet we Fryburgu; Fryburg, Niemcy; Klinika Dermatologii; Centrum Medyczne Uniwersytetu we Fryburgu; Fryburg, Niemcy; Centrum BIOSS ds. Biological Signaling Studies; Uniwersytet we Fryburgu; Fryburg, Niemcy. --- Szlak sygnałowy mTOR integruje dane wejściowe z różnych bodźców poprzedzających w celu regulacji różnych procesów komórkowych, w tym proliferacji, wzrostu, przeżycie, ruchliwość, autofagię, syntezę białek i metabolizm. Szlak mTOR jest rozregulowany w wielu ludzkich patologiach, w tym w raku, cukrzyca, otyłość, zaburzenia autoimmunologiczne, choroby neurologiczne i starzenie się. Trwające badania kliniczne testujące terapie ukierunkowane na mTOR liczone są w setkach i podkreślają jego potencjał terapeutyczny. Do chwili obecnej inhibitory mTOR są klinicznie klinicznie zatwierdzone do zapobiegania odrzucaniu narządów, hamowania restenozy po angioplastyce, oraz w leczeniu kilku zaawansowanych nowotworów. W niniejszym przeglądzie omawiamy stale rozwijającą się dziedzinę farmakogenomiki mTOR, a także podkreślamy pojawiające się wysiłki w identyfikacji markerów diagnostycznych i prognostycznych, w tym miRNA, w celu oceny skutecznych odpowiedzi terapeutycznych. --- Cel: Zbadanie wpływu hamowania ssaczego celu rapamycyny (mTOR) na regenerację wątroby i autofagię w modelu resekcji chirurgicznej. METODY: Myszy C57BL/6 poddano 70% częściowej hepatektomii (PH) i leczono dootrzewnowo co 24 godziny. leczono dootrzewnowo co 24 godziny kombinacją inhibitora mTOR rapamycyny (2,5 mg/kg dziennie) i steroidowego deksametazonu (2,0 mg/kg dziennie) w soli fizjologicznej buforowanej fosforanami (PBS) lub z samym PBS jako nośnikiem kontrolnym. W grupie grupa immunosupresyjna, część grupy była leczona podskórnie 4 godziny przed do i 24 godziny po PH z kombinacją ludzkiej rekombinowanej interleukiny 6 (IL-6; 500 μg/kg dziennie) i czynnika wzrostu hepatocytów (HGF; 100 μg/kg dziennie) w PBS. Zwierzęta uśmiercano 2, 3 lub 5 dni po PH, a tkankę wątroby i krew pobrano do dalszej analizy. Barwienie immunohistochemiczne dla 5-bromo-2'-deoksyurydyny (BrdU) zastosowano do ilościowego określenia proliferacji hepatocytów. Western blotting zastosowano do wykrycia wątrobowego białka związanego z mikrotubulami 1 ekspresji białka łańcucha lekkiego 3 (LC3)-II jako markera autofagii. Poziomy ekspresji genów poziomy ekspresji genów związanych z proliferacją, stanem zapalnym i angiogenezą zbadano za pomocą reakcji łańcuchowej odwrotnej transkrypcji-polimerazy w czasie rzeczywistym a poziomy bilirubiny i transaminaz w surowicy analizowano w klinicznym ośrodku chemicznym rdzenia chemicznego Centrum Medycznego Uniwersytetu Erasmusa. WYNIKI: Zahamowanie mTOR znacząco hamowało regenerację, wykazaną przez zmniejszona proliferacja hepatocytów (2% vs 12% BrdU dodatnich jąder hepatocytów w dzień 2, P < 0,01; 0,8% vs 1,4% w dniu 5, P = 0,02) i masą wątroby (63% vs 76% początkowej całkowitej masy wątroby w dniu 3, P = 0,04), a ponadto zwiększone poziomy transaminaz w surowicy (aminotransferaza asparaginianowa 641 U/L vs 185 U/L w dniu 2, P = 0,02). Ekspresja markera autofagii LC3-II, która została zmniejszona podczas normalnej regeneracji wątroby, wzrosła po zahamowaniu mTOR (wzrost o 46% w dniu 2, P = 0,04). Ekspresja genów wątrobowych wykazała zwiększoną odpowiedź związaną ze stanem zapalnym [czynnik martwicy nowotworów (TNF)-α 3,2-krotna regulacja w górę w dniu 2, P = 0,03; IL-1Ra 6,0-krotna regulacja w górę w dniu 2 i 42,3-krotna regulacja w dniu 5, P < 0,01] i zmniejszona ekspresja progresji cyklu komórkowego i angiogenezy. progresji cyklu komórkowego i czynników związanych z angiogenezą (redukcja HGF o 40% w dniu 2; receptor czynnika wzrostu śródbłonka naczyniowego 2 50% redukcja w dniach 2. i 5; angiopoetyna 1 60% redukcja w dniu 2, wszystkie P ≤ 0,01). Leczenie stymulującą regenerację cytokiną IL-6 i czynnikiem wzrostu HGF może przezwyciężyć hamujący wpływ na masę wątroby (75% początkowej całkowitej masy wątroby w dniu 3, P = 0,02 w porównaniu do samej immunosupresji i P = 0,90 w porównaniu do kontroli) i częściowo odwrócił zmiany ekspresji genów spowodowane przez rapamycynę (poziomy TNF-α i IL-1Ra w dniu dzień 2 zostały przywrócone do poziomów kontrolnych). Nie stwierdzono jednak znaczących zmian w proliferacji hepatocytów, markerów uszkodzenia surowicy lub autofagii. WNIOSEK: Hamowanie mTOR poważnie upośledza regenerację wątroby i zwiększa autofagię po PH. Efekty te są częściowo odwracane przez stymulację szlaków IL-6 i HGF. --- Ssaczy cel kompleksu rapamycyny 1 (mTORC1) jest głównym regulatorem wzrostu i proliferacji komórek. wzrostu i proliferacji komórek. Ostatnie badania sugerują, że konstytutywna aktywacja mTORC1 w normalnych komórkach może prowadzić do rozwoju nowotworu złośliwego w kilku tkankach. Jednak mechanizmy hiperaktywacji mTORC1 w celu promowania wzrostu i przerzutów raka piersi lub innych nowotworów wciąż nie są dobrze scharakteryzowane. Tutaj, używając nowego indukowalnego systemu delecji, pokazujemy, że delecji Tsc1 w mysich pierwotnych komórkach guza sutka, zarówno przed, jak i po ich transplantacji, znacząco zwiększyła ich wzrost in vivo. Wzrost wzrost guza został całkowicie uratowany przez leczenie rapamycyną, sugerując główny udział hiperaktywacji mTORC1. Co ciekawe, autofagii indukowanej głodem glukozy, ale nie autofagii indukowanej głodem aminokwasów autofagia była znacznie zwiększona w komórkach nowotworowych Tsc1-null. Dalsza analiza tych komórek wykazała również zwiększoną aktywację Akt, ale nie znaczących zmian w sygnalizacji Erk. Łącznie wyniki te zapewniają wgląd w mechanizm, za pomocą którego hiperaktywacja mTORC1 promuje raka piersi poprzez zwiększenie autofagii i aktywacji Akt in vivo. --- Autofagia odnosi się do procesu katabolicznego w komórkach eukariotycznych, który dostarcza materiał cytoplazmatyczny do lizosomów w celu degradacji. Ten wysoce konserwatywny proces bierze udział w usuwaniu długo żyjących białek i uszkodzonych organelli. W związku z tym autofagia jest ważna w dostarczaniu składników odżywczych w celu utrzymania funkcji komórkowych w warunkach głodu. w warunkach głodu, utrzymywaniu homeostazy komórkowej i promowaniu przeżycia komórek w określonych warunkach. przeżycie w określonych warunkach. Wykazano, że kilka szlaków, w tym mTOR, reguluje autofagię. regulujących autofagię. Jednak wpływ upośledzenia funkcji lizosomalnych na proces autofagii nie został w pełni zbadany. Podstawowe związki lipofilowe mogą gromadzić się w lizosomach poprzez podział pH, co prowadzi do zaburzenia funkcji lizosomalnych. Nasza hipoteza zakłada, że tego typu związki mogą zakłócać proces autofagii. Wykazano, że jedenaście leków gromadzi się w lizosomach zostało wybranych i ocenionych pod kątem ich wpływu na cytotoksyczność i autofagię przy użyciu odpowiednio zubożenia ATP i oceny LC3. Wszystkie jedenaście leków indukowało zwiększone barwienie endogennego LC3 i egzogennego GFP-LC3, nawet przy nietoksycznych poziomach dawek. Ponadto, wzrost SQSTM1/p62 przez wszystkie badane związki oznacza, że wzrost LC3 wynika raczej z perturbacji autofagii niż jej wzmocnienia. Ponadto, profil ekspresji genów profil ekspresji genów wynikający z leczenia in vitro tymi lekami ujawnił tłumienie wielu długo żyjących białek, w tym strukturalnych cytoszkieletowych i związanych z nimi białek oraz białek macierzy zewnątrzkomórkowej. To odkrycie wskazuje na opóźnienie obrotu białkami, co dodatkowo wspiera koncepcję hamowania autofagii. Co ciekawe, regulacja w górę genów zawierających elementy odpowiedzi antyoksydacyjnej, np. elementy odpowiedzi antyoksydacyjnej, np. transferazę S glutationu i dehydrogenazę chinonową NAD(P)H dehydrogenazę chinonową 1, co sugeruje aktywację czynnika transkrypcyjnego Nrf2 czynnika transkrypcyjnego. Te zmiany ekspresji genów mogą być związane z wzrostem SQSTM1/p62 wynikającym z niedoboru autofagii. Podsumowując, nasze dane wskazują, że akumulacja lizosomalna spowodowana podstawową lipofilową naturą ksenobiotyków ksenobiotyków może być ogólnym mechanizmem przyczyniającym się do zaburzeń procesu autofagii. procesu autofagii. --- W tym badaniu sprawdziliśmy, czy autofagia komórek ziarnistych podczas rozwoju pęcherzyków i atrezji i atrezji była regulowana przez szlak kinazy fosfoinozytydu-3 kinazy/białkowej kinazy B (AKT), o której wiadomo, że kontroluje aktywność ssaczego celu rapamycyny (mTOR), głównego negatywnego regulatora autofagii. Jajniki i komórki ziarniste uzyskano przy użyciu ustalonej metody niedojrzałego modelu szczura stymulowanego gonadotropinami, który indukuje rozwój pęcherzyków i atrezję. Autofagię oceniano poprzez pomiar poziomu ekspresji białka związanego z mikrotubulami łańcucha lekkiego 3-II (LC3-II) przy użyciu western blots i immunohochemii. immunohistochemii. Aktywność AKT i mTOR została również zbadana przez obserwując fosforylację AKT i kinazy rybosomalnej białka S6 (S6K) odpowiednio. Po wstrzyknięciu gonadotropin, ekspresja LC3-II została zahamowana, a fosforylacja AKT i S6K wzrosła w szczurzych komórkach ziarnistych. Natomiast, odstawienie gonadotropin przez klirens metaboliczny promowało ekspresję LC3-II i zmniejszało fosforylację AKT i S6K. Ponadto leczenie FSH in vitro szczurzych komórek ziarnistych szczurzych komórek ziarnistych wykazało również zahamowanie ekspresji LC3-II, któremu towarzyszył znaczny wzrost fosforylacji AKT i S6K. Zahamowanie fosforylacji AKT przy użyciu inhibitora AKT VIII hamowało fosforylację S6K za pośrednictwem FSH. S6K, a następnie wzrost ekspresji LC3-II. Ponadto, jednoczesne leczenie z FSH i inhibitorem AKT zwiększyło poziom apoptozy i śmierci komórek komórek ziarnistych w porównaniu z pojedynczym leczeniem FSH. Podsumowując, nasze odkrycia wskazują, że aktywacja mTOR za pośrednictwem AKT hamuje autofagię komórek ziarnistych autofagię komórek podczas rozwoju pęcherzyków i jest zaangażowana w regulację apoptotycznej śmierci komórek. --- TŁO: Gen mTOR reguluje wzrost komórek poprzez kontrolę translacji mRNA, biogenezę rybosomów, autofagię i metabolizm. Nieprawidłowo zwiększona ekspresja mTOR była związana z kancerogenezą, a jego funkcjonalne polimorfizmy pojedynczego nukleotydu (SNP) (SNP) mogą regulować ekspresję mTOR, a tym samym przyczyniać się do ryzyka raka. ryzyko zachorowania na raka. METODOLOGIA / GŁÓWNE WYNIKI: W szpitalnym badaniu kliniczno-kontrolnym 1004 przypadków przypadków raka prostaty (PCa) i 1051 kontroli wolnych od raka, genotypowaliśmy sześć potencjalnie funkcjonalnych SNP mTOR (rs2536 T>C, rs1883965 G>A, rs1034528 G>C, rs17036508 T>C, rs3806317 A>G i rs2295080 T>G) i ocenił ich powiązania z ryzykiem związki z ryzykiem PCa przy użyciu analizy regresji logistycznej. WNIOSKI/ZNACZENIE: W analizie pojedynczego ogniska stwierdziliśmy znacząco zwiększone ryzyko PCa związane z mTOR rs2536 CT/CC i rs1034528 CG/CC [skorygowany OR = 1,42 (1,13-1,78), P = 0,003 i 1,29 (1,07-1,55), P = 0,007), odpowiednio], w porównaniu z ich wspólnymi homozygotycznymi genotypami. genotypami, podczas gdy genotypy mTOR rs2295080 GT/GG były związane ze zmniejszonym ryzykiem PCa [skorygowany OR = 0,76 (0,64-0,92), P = 0,003], w porównaniu z genotypami TT typu dzikiego. dzikimi genotypami TT. W połączonej analizie sześciu SNP stwierdziliśmy, że osoby posiadające dwa lub więcej niekorzystnych genotypów miały zwiększone ryzyko PCa [skorygowany OR = 1,24 (1,04-1,47), P = 0,016], w porównaniu z osobami posiadającymi mniej niż dwa niekorzystne genotypy. W analizie redukcji wielu wymiarów, wskaźnik masy ciała (BMI) był najlepszym modelem jednoczynnikowym z najwyższym CVC (100%) i najniższym błędem predykcji (42,7%) spośród wszystkich siedmiu czynników. Model obejmujący interakcję między BMI, rs17036508 i rs2536 był najlepszy trójczynnikowy model z najwyższym CVC (100%) i najniższym błędem predykcji (41,9%). 41,9%. Wyniki te sugerują, że SNP mTOR mogą przyczyniać się do ryzyka PCa u mężczyzn ze wschodnich Chin, ale efekt był słaby i wymaga dalszej walidacji przez większe badania populacyjne. --- Funkcjonalna wewnątrzkomórkowa sygnalizacja Ca(2+) jest niezbędna do regulacji w górę kanoniczny szlak autofagii kontrolowany przez mTOR wyzwalany przez rapamycynę lub przez pozbawienie składników odżywczych. Co więcej, modyfikacje w mechanizmie sygnalizacji Ca(2+) zbiegają się ze stymulacją autofagii. Skutkuje to zwiększoną wewnątrzkomórkową sygnalizacją sygnalizacja Ca (2+) niezbędna do napędzania procesu autofagii. Jednak mechanizmy mechanizmy upstream (gracze powodujący zmiany w sygnalizacji Ca(2+)) i downstream (cele zmienionych sygnałów Ca(2+)) tego zależnego od Ca(2+) pozostają nieuchwytne. Tutaj spekulujemy na temat tych mechanizmów w oparciu o naszą obecną wiedzę.
Czy białko mTOR reguluje autofagię?
ssaczego celu rapamycyny (mTOR) jest głównym negatywnym regulatorem autofagii.