Manga metilena sy autofagia: AMPK, mTOR, ary fanandramana amin'ny neurôna

Alao sary an-tsaina hoe manao fanandramana amin'ny sela ianao, manampy manga metilena, ary mahita fa mihamaizina eo amin'ny blot-nao ny tsipika proteinina antsoina hoe LC3-II. Mora ny milaza avy hatrany fa “mampitombo ny autofagia” ilay fitambarana simika, dia mandroso amin'ny zavatra hafa. Mbola aloha loatra anefa izany fandikana izany. Ny tsipika LC3-II mihamaizina dia mety hidika fa mamorona vesikily fanadiovana betsaka kokoa ilay sela, na mety hidika fa miangona ireo vesikily satria voasakana ny dingana fanariana. Mifanohitra ny tondroin'ireo fandikana roa ireo, ary ahitana ohatra amin'ny karazana porofo roa tonta ny lahatsoratra siantifika momba ny manga metilena amin'ny neurôna. Ity lahatsoratra ity dia mandinika izay tena norefesina, isaky ny fitsapana.

Ny makroautofagia, ilay endrika nodinihina eto, dia fomba anodinan'ny sela indray ireo akora ao aminy betsaka miaraka. Misy kitapo fonontselan'ny sela antsoina hoe phagophore mitombo manodidina ireo proteinina sy organely efa simba, mihidy ka lasa autophagosome, mitambatra amin'ny lysosome, ary potika ny entana ao anatiny ka avoaka mba hampiasaina indray. Miankina amin'io fizotry ny asa io ny neurôna satria tsy mizara izy ireo ka tsy afaka mampihena ny fifantohan'ireo singa simba amin'ny alalan'ny fizarana. Rehefa mijanona ny fanodinana indray dia miangona ny fako. Rehefa mandeha kosa izany dia mahazo akora fanorenana indray ny sela rehefa iharan'ny adin-tsaina.

Izay nasehon'ny fanandramana iray tamin'ny sela avy amin'ny hippocampe

Ilay fikarohana fototra momba ny fanombohan'ny autofagia dia nampiasa sela HT22 avy amin'ny hippocampe-n'ny totozy, izay nampiharan'ny adin-tsaina tamin'ny fanesorana sérum nandritra ny 24 ora. Izany toe-javatra izany dia manaisotra ireo anton-javatra mampiroborobo fitomboana sy famantarana manohana ny fahaveloman'ny sela, ary mampisy apoptôzy sy autofagia. Nitatitra ireo mpikaroka fa nampihena ny fahafatesan'ny sela arakaraka ny fatrany ny manga metilena, ary niaraka tamin'ny famantarana ny makroautofagia izany fiarovana izany.

Voafaritra tsara ny fizotry ny fiovan'ireo mari-pamantarana. Ny fandokoana LC3B niparitaka dia nifindra ho teboka madinika manodidina ny fototry ny sela nanomboka teo amin'ny manga metilena 20 nM teo ho eo, ary teo akaikin'ny 1 μM no nahery indrindra ny fihetsiky ny LC3-I sy LC3-II. Samy nitombo arakaraka ny fatra sy ny fotoana ny LC3B-I sy LC3B-II. Ny tena zava-dehibe dia tsy nijanona tamin'ny blot LC3 maneho toe-javatra iray monja ny ekipan'ny mpikaroka. Nanampy chloroquine 10 μM izy ireo, izay manakana ny fanesorana ataon'ny lysosome, ka nahita LC3-II ambony kokoa sy p62 voatazona tsy ho rava tao amin'ireo sela notsaboina tamin'ny manga metilena. Manohana ny fisian'ny fanodinana miankina amin'ny lysosome izany lamina izany, fa tsy fiangonana fotsiny. Nasehon'izy ireo koa fa nanafoana tamin'ny ampahany ny vokatra manohitra ny apoptôzy ny chloroquine, ka nampifandray ilay fiarovana tamin'ny lalan'ny autofagia sy lysosome tao amin'io môdely io.

Ny vokatra momba ny fampitana famantarana no ampahany diso tononina matetika indrindra. Ny fampitana famantarana AMPK, izay nojerena tamin'ny AMPK nampiana vondrona phosphate sy ny ACC nampiana vondrona phosphate izay kendreny any amin'ny dingana manaraka, dia nitombo tamin'ny 12 sy 24 ora arakaraka ny fatra. Ny Compound C, mpanakana AMPK, izay nampiasaina tamin'ny 20 μM nandritra ny 4 ora farany, dia nampihena ny fampiana vondrona phosphate tamin'ny ACC sy ny fampihetsihana LC3. Ny mTOR nampiana vondrona phosphate kosa dia tsy nampiseho fihenana azo tsikaritra. Noho izany, tamin'ireo sela avy amin'ny hippocampe niharan'ny adin-tsaina, ny zavatra hita dia fanombohan'ny autofagia mifandray amin'ny AMPK amin'ny alalan'ny lalana toa tsy miankina amin'ny mTOR. Hita tamin'ny totozy velona koa io lamina io: ny fitsaboana tamin'ny manga metilena dia nampisy mari-pamantarana ny makroautofagia tao amin'ny cortex sy hippocampe.

Tsy mitovy amin'ny fikorianana vita hatramin'ny farany ny fanombohana

Eto no tena maha-zava-dehibe ny fanavahana ireo hevitra. Ny fanombohana dia midika fa mamorona autophagosome betsaka kokoa ireo rafitra miasa any amin'ny dingana voalohany. Ny fikorianana kosa dia midika fa mandeha amin'ny lalana manontolo ny entana: fanokanana, fahamatorana, fitambarana amin'ny lysosome, fandravana, ary fanodinana indray. Ny fitomboan'ny LC3-II rehetra dia porofon'ny fanombohana ihany mandra-panamafisan'ny fitsapana fikorianana ny dingana sisa amin'ilay lalana.

Ny fitsapana fikorianana mahazatra dia mandrefy LC3-II rehefa misy sy rehefa tsy misy fanakanana fohy ny lysosome, amin'ny alalan'ny bafilomycin A1 na chloroquine ohatra. Raha tena manafaingana ny famokarana ilay fitsaboana, dia tokony hampiakatra bebe kokoa ny LC3-II ny fanakanana ny fandravana. Ny mpitatitra famantarana mCherry-GFP-LC3 mifamatotra tsiroaroa dia manampy fomba fijery faharoa: mamirapiratra mavo ireo rafitra alohan'ny fitambarana amin'ny lysosome, ary mena fotsiny rehefa mamono ny famantarana GFP ny asidra. Noho izany, ny fitomboan'ny teboka mena fotsiny dia manohana ny fandrosoana mankany amin'ny autolysosome asidra. Ny fihenan'ny proteinina p62 dia afaka manamafy ny fanodinana ny entana, saingy tokony hotandremana fa mamaly ny adin-tsaina koa ny fandikana ny fototarazo p62, ka tokony hojerena amin'ny haavon'ny mRNA izany.

Ny lisitra eto ambany dia mampifandray ny fitsapana tsirairay ampiasaina amin'ireo lahatsoratra siantifika ireo amin'izay refesiny sy izay tsy azony porofoina irery. Afaka mampiasa azy indray ny mpamaky amin'izay filazana momba ny makroautofagia ho avy, anisan'izany ireo hevitra momba ny fifadian-kanina sy ny faharetan'ny fiainana izay mampiasa ireo mari-pamantarana ireo.

Mariho ny fandrika iray amin'ny voambolana izay sorohin'io tabilao io. Ny ACC nampiana vondrona phosphate no endrika voasakana amin'ny asany amin'ny maha-anzima azy. Ny fitomboany dia mampiseho ny vokatra ateraky ny AMPK, fa tsy ny fampihetsihana ACC.

Mila fahitsiana mitovy amin'izany koa ilay fehezanteny hoe “nanafoana ny fiarovana ny neurôna ny fanakanana ny makroautofagia”. Ao amin'ny môdely HT22, midika izany fa ny fanelingelenana ny lalan'ny autofagia sy lysosome dia nanafoana ny tombony nomen'ny manga metilena ho an'ny fahaveloman'ny sela rehefa nesorina ny sérum. Manohana izany fa ilaina na mandray anjara ny autofagia ao amin'io fitoerana fambolena sela io. Tsy manaporofo izany fa ny autofagia ihany no fomba fiarovan'ilay fitambarana simika, na hoe amin'ny alalan'ny autofagia irery no iasan'ny chloroquine. Ilaina ny fanovana ara-pototarazo manelingelina ny ATG5, ATG7, na ULK1 mba hanamafisana ny filazana fifandraisana antony sy vokatra.

Lalana roa mankany amin'ny rafitra iray ihany

Manampy ny sarintany tsotsotra. Mampiakatra ny AMPK ny adin-tsaina ara-angovo, mampihetsika ny vondrona ULK1 ny AMPK, ary manomboka ny autofagia. Mampiakatra ny mTORC1 ny anton-javatra mampiroborobo fitomboana sy ny otrikaina, manakana ny ULK1 ny mTORC1, ary tsy mandeha ny autofagia. Any amin'ny dingana aorian'ny ULK1, ny vondrona Beclin-1 sy VPS34 dia manomboka ny fiforonan'ny phagophore, ampiana lipida ny LC3-I ka lasa LC3-II, mihidy ny autophagosome, mitambatra amin'ny lysosome, ary rava ny entana sady voahodina koa ny p62.

Apetrak'ilay kisary eo amin'io sarintany io ny vokatra tsirairay momba ny manga metilena: eo akaikin'ny sampana AMPK ny vokatra tamin'ny sela avy amin'ny hippocampe, ary eo akaikin'ny sampana mTOR ny vokatra tamin'ny sela mpialoha.

Io fomba fijery io dia mamaha ny toa tsy fitoviana amin'ny fikarohana faharoa nataon'i Xie. Tamin'ny sela mpialoha ao amin'ny rafi-pitatitra an'ny voalavo izay nihamaro, dia nahita fanandramana iray hafa fa nanakana ny fihamaroan'ny sela sy nampiroborobo ny toetry ny fitsaharana ny manga metilena 5 μM. Nihena ny sela nahitana Ki67 tamin'ny andro 1 sy 3, nefa tsy voaelingelina ny fizotry ny fiavahana ho neurôna izay efa nanomboka. Tao, ny fomba fiasa dia nandalo tamin'ny fampihenana ny fampitana famantarana mTOR: nihena ny mTOR manontolo sy ny mTOR nampiana vondrona phosphate, niaraka tamin'ny fihenan'ny famokarana p70S6K sy 4EBP1, ary koa ny fampihenana ny famokarana cyclins E1, B1, D1, sy D2. Ny toetra nisongadina indrindra dia ny fitsaharan'ny sela mpialoha, izay nampifandraisin'ny mpanoratra tamin'ny fanemorana ny fahanteran'ny sela, fa tsy tamin'ny famonjena ireo sela avy amin'ny hippocampe niharan'ny adin-tsaina.

Tsy misy fifanoherana eo amin'ireo lahatsoratra roa ireo. Ny AMPK sy mTOR dia rafitra mampiray famantarana arakaraka ny toe-javatra, fa tsy toy ny bokotra manana asa raikitra. Ny sela mitovitovy amin'ny neurôna izay iharan'ny adin-tsaina dia afaka mampiasa AMPK nefa tsy misy fanakanana mTOR azo refesina, raha ny sela mpialoha izay atosiky ny anton-javatra mampisy fizarana kosa dia afaka mamaly ilay fitambarana simika iray ihany amin'ny fampihenana ny asan'ny rafitra fitomboana miankina amin'ny mTOR. Ny karazana sela, ny toe-javatra misy ny adin-tsaina, ny fifantohana, ary ny fotoana anaovana fandrefesana no mamaritra izay sampana manjaka. Izany koa no antony tokony hampidirana ao amin'io sary io ny vokatry ny manga metilena amin'ny angovo mitokôndrialy sy ny redox: araka ny hazavain'ny famerenana ara-tsiantifika momba ny fomba fiasan'ny fiarovana ny neurôna, ilay fitambarana simika dia miasa ho mpitatitra elektrôna hafa azo ampiasaina, mampiasa fampitana famantarana manohitra ny oksidasiôna sy ny apoptôzy, manakana MAO sy NOS, ary mifandray amin'ny fanavaozana ny mitokôndria amin'ny alalan'ny famoronana azy ireo sy ny autofagia. Sampana iray amin'ireo fiantraikany maro samihafa ny autofagia, fa tsy izy irery no manazava ny zava-drehetra.

Izay tsy asehon'ireo fanandramana

Ny fanesorana sérum dia môdely maneho adin-tsaina mifandray amin'ny fanohanana ny sela sy ny metabolisma ao anaty fitoerana fambolena sela. Tsy môdely maneho fifadian-kanina amin'ny zavamananaina iray manontolo izany: mbola misy gliokaozy, asidra aminé, ary sira ao amin'ny ranoka fototra fambolena sela, ary tsy misy fihetsika fihinanana sakafo. Tsy azo avadika amin'ny kajy tsotra ho fatra ho an'ny olombelona ny fifantohana 20 nM hatramin'ny 5 μM ampiasaina amin'ny fambolena sela, satria samy hafa ny fandraisan'ny vatana azy, ny fifatorany amin'ny proteinina, ny toetry ny redox, ny metabolisma, ny fiangonany ao amin'ny sela sy ny sela mivondrona, ary ny faharetan'ny fiparitahan'ilay akora.

Tsy mbola nisy fitsapana tamin'ny olombelona natao manokana hanehoana ny fikorianan'ny autofagia ateraky ny manga metilena amin'ny marary. Mbola avy amin'ny fikarohana amin'ny sela, amin'ny santionany nalaina avy amin'ny zavamananaina, ary amin'ny biby ny porofo momba ny fomba fiasa. Mbola lazain'ireo famerenana ara-tsiantifika ho savaranonando koa ny porofo momba ny fampiharana izany amin'ny olombelona. Noho izany, tsy mampiseho ireo fikarohana ireo fa mamerina ny vokatry ny fifadian-kanina ny manga metilena, mampaharitra ny fiainan'ny olombelona amin'ny alalan'ny autofagia, na mamita ny fikorianan'ny autofagia ao amin'ny atidohan'olombelona. Mila porofo klinika manokana ireo filazana momba ny fanahafana ny fifadian-kanina sy ny faharetan'ny fiainana. Tsy lasa fitsapana momba ny autofagia noho ny fampifandraisana fotsiny koa ireo fitsapana manga metilena amin'ny olombelona natao ho an'ny antony hafa. Tokony hotadidina io fetra io rehefa mamaky fikarohana momba ny môdely maneho adin-tsaina mifandray amin'ny otrikaina sy ny faharetan'ny fiainana.

Amin'ny lahatsoratra siantifika manaraka hovakinao, ampiharo araka ny filaharany ilay lisitra. Anontanio aloha izay sampana niova: AMPK, mTOR, sa tsy nisy tamin'izy roa. Avy eo, anontanio raha niaraka tamin'ny fitsapana fikorianana ny vokatra LC3 na nijoro irery. Jereo avy eo raha nanafoana ilay tombony ny fanakanana ilay lalana, ary tamin'ny fomba ahoana. Ny fikarohana mamaly ireo fanontaniana telo ireo dia manana fototra mafy hanaovana filazana momba ny fomba fiasa. Ny mamaly ny voalohany ihany kosa dia nampiseho famantarana mamela ny fizotry ny asa, ary mbola tsy voafaritra ny lalana sisa.