مېتىلېن كۆكى ۋە ئاپتوفاگىيە: AMPK، mTOR ۋە نېرۋا ھۈجەيرىسى تەجرىبىلىرى

ھۈجەيرە تەجرىبىسى ئېلىپ بېرىپ، مېتىلېن كۆكى قوشقاندىن كېيىن، ئىممۇنىلىق بلوتىڭىزدىكى LC3-II دەپ ئاتىلىدىغان ئاقسىل بەلبېغىنىڭ قېنىقلاشقانلىقىنى كۆرگەنلىكىڭىزنى تەسەۋۋۇر قىلىڭ. بۇ بىرىكمە «ئاپتوفاگىيەنى كۈچەيتىدۇ» دەپ ئېلان قىلىپ، كېيىنكى قەدەمگە ئۆتۈپ كېتىش ئاسان. ئەمما بۇنداق چۈشەندۈرۈش تېخى بالدۇر. LC3-II بەلبېغىنىڭ قېنىقلىشىشى ھۈجەيرىنىڭ تېخىمۇ كۆپ تازىلاش كۆپۈكچىسى ھاسىل قىلىۋاتقانلىقىنى بىلدۈرۈشى مۇمكىن، ياكى بىر تەرەپ قىلىش قەدىمى توسۇلۇپ قالغانلىقتىن كۆپۈكچىلەرنىڭ يىغىلىۋاتقانلىقىنى بىلدۈرۈشى مۇمكىن. بۇ ئىككى چۈشەندۈرۈش قارىمۇقارشى يۆنىلىشنى كۆرسىتىدۇ، مېتىلېن كۆكىگە دائىر نېرۋا ھۈجەيرىسى ئەدەبىياتىدا ھەر ئىككى خىل دەلىلنىڭ مىساللىرى بار. بۇ ماقالە ھەر بىر سىناق بويىچە ئەمەلىيەتتە نېمىنىڭ ئۆلچەنگەنلىكىنى تەپسىلىي چۈشەندۈرىدۇ.

بۇ يەردە تەتقىق قىلىنغان شەكىل — ماكروئاپتوفاگىيە — ھۈجەيرىنىڭ توپلاپ قايتا پايدىلىنىش جەريانىدۇر. فاگوفور دەپ ئاتىلىدىغان پەردىلىك خالتا كونىراپ كەتكەن ئاقسىللار ۋە ئورگانېللارنىڭ ئەتراپىدا چوڭىيىپ، يېپىلغاندىن كېيىن ئاپتوفاگوسوم ھاسىل قىلىدۇ، ئاندىن لىزوسوم بىلەن قوشۇلىدۇ؛ ئۇنىڭ ئىچىدىكى يۈك پارچىلىنىپ، قايتا ئىشلىتىش ئۈچۈن قويۇپ بېرىلىدۇ. نېرۋا ھۈجەيرىلىرى بۇ دائىملىق جەريانغا تايىنىدۇ، چۈنكى ئۇلار بۆلۈنمەيدۇ ۋە بۆلۈنۈش ئارقىلىق بۇزۇلغان قىسىملارنىڭ قويۇقلۇقىنى تۆۋەنلىتەلمەيدۇ. قايتا پايدىلىنىش توختاپ قالسا، تاشلاندۇقلار يىغىلىدۇ. جەريان نورمال ماڭسا، ھۈجەيرە بېسىم ئاستىدا قۇرۇلۇش ماتېرىياللىرىنى قايتۇرۇۋالىدۇ.

بىر ھىپپوكامپ تەجرىبىسى نېمىنى كۆرسەتتى

قوزغىتىلىشقا دائىر ئاساسلىق تەتقىقاتتا، قان زەردابىدىن 24 سائەت مەھرۇم قىلىنىپ بېسىمغا ئۇچرىتىلغان HT22 چاشقان ھىپپوكامپ ھۈجەيرىلىرى ئىشلىتىلگەن. بۇ شارائىت ئۆسۈش ئامىللىرى ۋە ئوزۇقلاندۇرغۇچى سىگناللارنى چىقىرىپ تاشلاپ، ئاپوپتوز بىلەن ئاپتوفاگىيەنىڭ ھەر ئىككىسىنى قوزغايدۇ. تەتقىقاتچىلارنىڭ دوكلات قىلىشىچە، مېتىلېن كۆكى ھۈجەيرە ئۆلۈمىنى مىقدارغا باغلىق ھالدا ئازايتقان، بۇ قوغداش بىلەن بىرگە ماكروئاپتوفاگىيە ئالامەتلىرىمۇ كۆرۈلگەن.

بەلگىلەرنىڭ ئۆزگىرىشى ئېنىق ئىدى. مېتىلېن كۆكى تەخمىنەن 20 nM بولغاندىن باشلاپ، تارقاق LC3B بوياق سىگنالى يادرو ئەتراپىدىكى نۇقتىلارغا قايتا تەقسىملەنگەن؛ LC3-I ۋە LC3-II نىڭ ئەڭ كۈچلۈك ئىنكاسى 1 μM ئەتراپىدا كۆرۈلگەن. LC3B-I بىلەن LC3B-II نىڭ ھەر ئىككىسى مىقدار ۋە ۋاقىتقا باغلىق ھالدا ئاشقان. مۇھىمى، گۇرۇپپا بىر ۋاقىت نۇقتىسىدىكى LC3 بلوتى بىلەنلا چەكلەنمىگەن. ئۇلار لىزوسوم ئارقىلىق تازىلىنىشنى توسۇۋالىدىغان 10 μM خلوروكىن قوشۇپ، مېتىلېن كۆكى بىلەن بىر تەرەپ قىلىنغان ھۈجەيرىلەردە LC3-II نىڭ تېخىمۇ يۇقىرى، p62 نىڭ بولسا مۇقىملاشقانلىقىنى بايقىغان. بۇ ئەندىزە پەقەت يىغىلىپ قېلىشنى ئەمەس، بەلكى لىزوسومغا باغلىق ئايلىنىشنى قوللايدۇ. ئۇلار يەنە خلوروكىننىڭ ئاپوپتوزغا قارشى تەسىرنى قىسمەن كەينىگە قايتۇرغانلىقىنى كۆرسەتكەن؛ بۇ، مەزكۇر مودېلدىكى قوغداشنى ئاپتوفاگىيە ۋە لىزوسوم يولى بىلەن باغلايدۇ.

سىگنالغا دائىر نەتىجە ئەڭ كۆپ خاتا نەقىل قىلىنىدىغان قىسمىدۇر. فوسفورلانغان AMPK ۋە ئۇنىڭ تۆۋەنكى نىشانى بولغان فوسفورلانغان ACC ئارقىلىق باھالانغان AMPK سىگنالى 12 ۋە 24 سائەتتە مىقدارغا باغلىق ھالدا ئاشقان. ئاخىرقى 4 سائەتتە 20 μM مىقداردا ئىشلىتىلگەن AMPK تورمۇزلىغۇچىسى Compound C، ACC نىڭ فوسفورلىنىشى بىلەن LC3 نىڭ ئاكتىپلىشىشىنى ھەر ئىككىسىنى ئازايتقان. بۇنىڭ ئەكسىچە، فوسفورلانغان mTOR دا بايقىغىلى بولىدىغان بېسىلىش كۆرۈلمىگەن. شۇڭا بېسىمغا ئۇچرىغان ھىپپوكامپ ھۈجەيرىلىرىدىكى نەتىجە، قارىماققا mTOR غا باغلىق بولمىغان يول ئارقىلىق يۈز بەرگەن، AMPK بىلەن باغلانغان قوزغىتىلىش ئىدى. ئوخشاش ئەندىزە تىرىك چاشقانلاردىمۇ كۆرۈلگەن: مېتىلېن كۆكى بىلەن بىر تەرەپ قىلىش چوڭ مېڭە پوستلاق قەۋىتى ۋە ھىپپوكامپتا ماكروئاپتوفاگىيە بەلگىلىرىنى قوزغاتقان.

قوزغىتىلىش تاماملانغان ئېقىم ئەمەس

بۇ يەردە ئۇقۇملارنى پەرقلەندۈرۈش ئەڭ مۇھىم. قوزغىتىلىش دېگەنلىك، يۇقىرى ئېقىمدىكى مېخانىزم تېخىمۇ كۆپ ئاپتوفاگوسوم ھاسىل قىلىدۇ دېگەنلىكتۇر. ئېقىم بولسا يۈكنىڭ پۈتكۈل يولدىن ئۆتۈشىنى كۆرسىتىدۇ: ئايرىپ ئوراش، يېتىلىش، لىزوسوم بىلەن قوشۇلۇش، پارچىلىنىش ۋە قايتا پايدىلىنىش. ئېقىم سىنىقى بۇ سەپەرنىڭ قالغان قىسمىنى دەلىللىمىگۈچە، LC3-II نىڭ ھەر قانداق ئېشىشى پەقەت قوزغىتىلىشقا دائىر دەۋا بولۇپ قالىدۇ.

ئۆلچەملىك ئېقىم سىنىقى بافىلومىيسىن A1 ياكى خلوروكىنغا ئوخشاش قىسقا مۇددەتلىك لىزوسوم توسۇشى بار ۋە يوق شارائىتتا LC3-II نى ئۆلچەيدۇ. ئەگەر بىر تەرەپ قىلىش راستتىنلا ھاسىل بولۇشنى تېزلەتسە، پارچىلىنىشنى توسۇش LC3-II نى تېخىمۇ ئاشۇرۇشى كېرەك. تەرتىپلىك قوش mCherry-GFP-LC3 دوكلاتچىسى يەنە بىر نۇقتىدىن باھالاش ئىمكانى بېرىدۇ: قۇرۇلمىلار لىزوسوم بىلەن قوشۇلۇشتىن بۇرۇن سېرىق نۇر چىقىرىدۇ، كىسلاتا GFP سىگنالىنى ئۆچۈرگەندىن كېيىن پەقەت قىزىل نۇر چىقىرىدۇ. شۇڭا پەقەت قىزىل نۇقتىلارنىڭ كۆپىيىشى كىسلاتالىق ئاپتولىزوسومغا قاراپ ئىلگىرىلەشنى قوللايدۇ. p62 ئاقسىلىنىڭ ئازىيىشى يۈكنىڭ ئايلىنىشىنى قوشۇمچە دەلىللىيەلەيدۇ؛ ئەمما p62 نىڭ ترانسكرىپسىيەسىمۇ بېسىمغا ئىنكاس قايتۇرىدىغانلىقىنى نەزەردە تۇتۇپ، ئۇنى mRNA سەۋىيەسىدە تەكشۈرۈش كېرەك.

تۆۋەندىكى تەكشۈرۈش تىزىملىكى بۇ ئەدەبىياتتا ئىشلىتىلگەن ھەر بىر سىناقنىڭ نېمىنى ئۆلچەيدىغانلىقىنى ۋە يالغۇز ئۆزى نېمىنى ئىسپاتلىيالمايدىغانلىقىنى كۆرسىتىدۇ. ئوقۇرمەنلەر بۇ تىزىملىكنى كەلگۈسىدىكى ھەر قانداق ماكروئاپتوفاگىيە دەۋاسىغا، جۈملىدىن بۇ بەلگىلەردىن پايدىلىنىدىغان ئاچ تۇرۇش ۋە ئۇزۇن ئۆمۈر كۆرۈش ھەققىدىكى قاراشلارغا قوللىنالايدۇ.

بۇ جەدۋەل ئالدىنى ئالىدىغان بىر ئىپادىلەش خاتالىقىغا دىققەت قىلىڭ. فوسفورلانغان ACC — ئېنزىم پائالىيىتى تورمۇزلانغان شەكىلدۇر. ئۇنىڭ ئېشىشى ACC نىڭ ئاكتىپلىشىشىنى ئەمەس، AMPK نىڭ چىقىش سىگنالىنى كۆرسىتىدۇ.

«ماكروئاپتوفاگىيەنىڭ تورمۇزلىنىشى نېرۋىنى قوغداش تەسىرىنى يوقاتتى» دېگەن ئىبارىمۇ ئوخشاش ئېنىقلىقنى تەلەپ قىلىدۇ. HT22 مودېلىدا بۇ، ئاپتوفاگىيە ۋە لىزوسوم يولىغا ئارىلىشىشنىڭ قان زەردابىدىن مەھرۇم قىلىنغان شارائىتتا مېتىلېن كۆكى بەرگەن ھايات قېلىش ئەۋزەللىكىنى يوقاتقانلىقىنى بىلدۈرىدۇ. بۇ نەتىجە شۇ تەجرىبە قاچىسىدا ئاپتوفاگىيەنىڭ زۆرۈر ياكى تۆھپە قوشقۇچى رول ئوينىغانلىقىنى قوللايدۇ. ئەمما ئۇ ئاپتوفاگىيەنىڭ بۇ بىرىكمىنىڭ بىردىنبىر قوغداش مېخانىزمى ئىكەنلىكىنى بېكىتمەيدۇ، خلوروكىننىڭ پەقەت ئاپتوفاگىيە ئارقىلىقلا تەسىر كۆرسىتىدىغانلىقىنى ئىسپاتلىمايدۇ. سەۋەبلىك مۇناسىۋەتكە دائىر دەۋانى تېخىمۇ پۇختىلاش ئۈچۈن ATG5، ATG7 ياكى ULK1 گە گېنتىكىلىق ئارىلىشىش كېرەك بولىدۇ.

ئوخشاش مېخانىزمغا كىرىدىغان ئىككى يول

ئاددىيلاشتۇرۇلغان خەرىتە بۇنى چۈشىنىشكە ياردەم بېرىدۇ. ئېنېرگىيە بېسىمى AMPK نى يۇقىرى كۆتۈرىدۇ، AMPK بولسا ULK1 كومپلېكسىنى ئاكتىپلاشتۇرىدۇ، شۇنىڭ بىلەن ئاپتوفاگىيە باشلىنىدۇ. ئۆسۈش ئامىللىرى ۋە ئوزۇقلۇق ماددىلىرى mTORC1 نى يۇقىرى كۆتۈرىدۇ، mTORC1 بولسا ULK1 نى تورمۇزلايدۇ، نەتىجىدە ئاپتوفاگىيە قوزغالمىغان ھالەتتە تۇرىدۇ. ULK1 نىڭ تۆۋەنكى ئېقىمىدا، Beclin-1 ۋە VPS34 كومپلېكسى فاگوفورنىڭ ھاسىل بولۇشىنى باشلايدۇ، LC3-I لىپىدلىنىپ LC3-II غا ئايلىنىدۇ، ئاپتوفاگوسوم يېپىلىپ لىزوسوم بىلەن قوشۇلىدۇ، يۈك پارچىلىنىدۇ ۋە p62 نىڭ ئايلىنىشى يۈز بېرىدۇ.

دىئاگرامما مېتىلېن كۆكىگە دائىر ھەر بىر نەتىجىنى بۇ خەرىتىگە ئورۇنلاشتۇرىدۇ: ھىپپوكامپ نەتىجىسى AMPK تارمىقىنىڭ يېنىدا، ئالدىنقى ھۈجەيرە نەتىجىسى mTOR تارمىقىنىڭ يېنىدا.

بۇ رامكا Xie نىڭ ئىككىنچى تەتقىقاتى بىلەن بولغان كۆرۈنۈشتە زىتلىقنى ھەل قىلىدۇ. كۆپىيىۋاتقان چاشقان نېرۋا ئالدىنقى ھۈجەيرىلىرىدىكى ئايرىم بىر تەجرىبىدە 5 μM مېتىلېن كۆكىنىڭ كۆپىيىشنى تورمۇزلاپ، تىنىم ھالىتىگە كىرىشنى ئىلگىرى سۈرگەنلىكى بايقالغان. Ki67 مۇسبەت ھۈجەيرىلەر 1 ۋە 3-كۈنلەردە ئازايغان، ئەمما نېرۋا ھۈجەيرىسىگە پەرقلەش يولىغا كىرگەن ھۈجەيرىلەرنىڭ پەرقلەش جەريانى ساقلانغان. ئۇ يەردىكى مېخانىزم mTOR سىگنالىنىڭ بېسىلىشى ئارقىلىق ئىشلىگەن: ئومۇمىي mTOR ۋە فوسفورلانغان mTOR ئازايغان، p70S6K ۋە 4EBP1 ئىپادىلىنىشىمۇ تۆۋەنلىگەن، بۇنىڭغا قوشۇلۇپ ھۈجەيرە دەۋرى ئاقسىللىرى E1، B1، D1 ۋە D2 تۆۋەن تەڭشەلگەن. ئاساسلىق كۆزىتىلگەن ھالەت ئالدىنقى ھۈجەيرىلەرنىڭ تىنىم ھالىتى بولۇپ، ئاپتورلار بۇنى بېسىمغا ئۇچرىغان ھىپپوكامپ ھۈجەيرىلىرىنى قۇتقۇزۇشقا ئەمەس، بەلكى ھۈجەيرە قېرىشىنىڭ كېچىكىشىگە باغلىغان.

بۇ ئىككى ماقالە ئوتتۇرىسىدا زىتلىق يوق. AMPK بىلەن mTOR مۇقىم ئالماشتۇرغۇچلار ئەمەس، بەلكى شارائىتقا سەزگۈر سىگنال بىرلەشتۈرگۈچىلەردۇر. بېسىمغا ئۇچرىغان، نېرۋا ھۈجەيرىسىگە ئوخشاش بىر ھۈجەيرە ئۆلچىگىلى بولىدىغان mTOR تورمۇزلىنىشى بولمىسىمۇ AMPK نى ئىشقا كىرىشتۈرەلەيدۇ. ھالبۇكى، بۆلۈنۈشنى قوزغاتقۇچى ئامىللار تۈرتكە بولغان ئالدىنقى ھۈجەيرە ئوخشاش بىرىكمىگە mTOR غا باغلىق ئۆسۈش مېخانىزمىنى ئاستىلىتىش ئارقىلىق ئىنكاس قايتۇرۇشى مۇمكىن. قايسى تارماقنىڭ ئۈستۈنلۈككە ئىگە بولۇشىنى ھۈجەيرە تۈرى، بېسىم شارائىتى، قويۇقلۇق ۋە ۋاقىت نۇقتىسى بەلگىلەيدۇ. مېتىلېن كۆكىنىڭ مىتوخوندرىيە ئېنېرگىيەسى ۋە ئوكسىدلىنىش-قايتۇرۇلۇشقا كۆرسىتىدىغان تەسىرلىرىنىڭمۇ ئوخشاش رامكىدا قارىلىشىنىڭ سەۋەبى شۇ. نېرۋىنى قوغداش مېخانىزملىرىغا دائىر بىر ئوبزوردا چۈشەندۈرۈلگىنىدەك، بۇ بىرىكمە باشقا بىر ئېلېكترون توشۇغۇچى سۈپىتىدە ھەرىكەت قىلىدۇ، ئوكسىدلىنىشقا ۋە ئاپوپتوزغا قارشى سىگنال يوللىرىنى ئىشقا كىرىشتۈرىدۇ، MAO بىلەن NOS نى تورمۇزلايدۇ، شۇنداقلا بىئوگېنېز ۋە ئاپتوفاگىيە ئارقىلىق مىتوخوندرىيەنىڭ يېڭىلىنىشى بىلەن باغلىنىدۇ. ئاپتوفاگىيە كۆپ تەرەپلىمىلىك تەسىرنىڭ بىر تارمىقى بولۇپ، پۈتكۈل ھېكايە ئەمەس.

بۇ تەجرىبىلەر نېمىنى كۆرسەتمەيدۇ

قان زەردابىدىن مەھرۇم قىلىش تەجرىبە قاچىسىدا ئوزۇقلاندۇرغۇچى سىگنال ۋە مېتابولىزم بېسىمىنى مودېللاشتۇرىدۇ. ئۇ پۈتكۈل ئورگانىزمنىڭ ئاچ تۇرۇشىنى مودېللاشتۇرمايدۇ: گلۇكوزا، ئامىنو كىسلاتالىرى ۋە تۇزلار ئاساسىي ئۆستۈرۈش مۇھىتىدا يەنىلا بار، بۇ يەردە يېمەكلىك يېيىش ھەرىكىتىمۇ مەۋجۇت ئەمەس. ئۆستۈرۈش مۇھىتىدىكى 20 nM دىن 5 μM غىچە بولغان قويۇقلۇقلارنى ئاددىي ھېساب ئارقىلىق ئىنسانغا بېرىلىدىغان مىقدارغا ئايلاندۇرغىلى بولمايدۇ، چۈنكى سۈمۈرۈلۈش، ئاقسىلغا باغلىنىش، ئوكسىدلىنىش-قايتۇرۇلۇش ھالىتى، مېتابولىزم، توقۇلمىدا يىغىلىش ۋە تەسىرگە ئۇچراش ۋاقتىنىڭ ھەممىسى پەرقلىنىدۇ.

بىمارلاردا مېتىلېن كۆكى قوزغاتقان ئاپتوفاگىيە ئېقىمىنى كۆرسىتىشنى مەقسەت قىلغان ھېچقانداق ئىنسان سىنىقى لايىھەلەنمىگەن. مېخانىزمغا دائىر دەلىللەر يەنىلا ھۈجەيرە، بەدەندىن ئايرىپ ئېلىنغان توقۇلما ۋە ھايۋان تەتقىقاتلىرى بىلەن چەكلىنىدۇ؛ ئوبزورلارمۇ بۇ نەتىجىلەرنى كىلىنىكىغا يۆتكەشكە دائىر دەلىللەرنى تېخى دەسلەپكى باسقۇچتا دەپ تەسۋىرلەيدۇ. شۇڭا بۇ تەتقىقاتلار مېتىلېن كۆكىنىڭ ئاچ تۇرۇش ھالىتىنى تەكرارلايدىغانلىقىنى، ئاپتوفاگىيە ئارقىلىق ئىنسان ئۆمرىنى ئۇزارتىدىغانلىقىنى ياكى ئىنسان مېڭىسىدە ئاپتوفاگىيە ئېقىمىنى تاماملايدىغانلىقىنى كۆرسەتمەيدۇ. ئاچ تۇرۇشنى دوراش ۋە ئۇزۇن ئۆمۈر كۆرۈشكە دائىر دەۋالار ئۆزىگە خاس كىلىنىكىلىق دەلىللەرنى تەلەپ قىلىدۇ؛ مېتىلېن كۆكىنىڭ ئىنسانلاردىكى باشقا ئىشلىتىش مەقسەتلىرى ئۈچۈن ئېلىپ بېرىلغان سىناقلىرى پەقەت باغلىنىش سەۋەبىدىن ئاپتوفاگىيە سىنىقىغا ئايلىنىپ قالمايدۇ. ئوزۇقلۇق يېتىشمەسلىك بېسىمى ۋە ئۇزۇن ئۆمۈر كۆرۈش مودېللىرىغا دائىر تەتقىقاتلارنى مۇشۇ چېگرانى نەزەردە تۇتۇپ ئوقۇش كېرەك.

كېيىنكى ئوقۇيدىغان ماقالىڭىزدە، تەكشۈرۈش تىزىملىكىنى تەرتىپ بويىچە قوللىنىڭ. ئالدى بىلەن قايسى تارماقنىڭ ئۆزگەرگەنلىكىنى سوراڭ: AMPK، mTOR ياكى ھېچقايسىسىمۇ ئۆزگەرمىگەنمۇ؟ ئاندىن LC3 نەتىجىسىگە ئېقىم سىنىقى قوشۇلغانمۇ ياكى ئۇ يالغۇزلا كۆرسىتىلگەنمۇ، دەپ سوراڭ. كېيىن يولنى توسۇش پايدىنى يوقاتقان-يوقاتمىغانلىقىنى ۋە قايسى ئۇسۇلنىڭ قوللىنىلغانلىقىنى تەكشۈرۈڭ. بۇ ئۈچ سوئالنىڭ ھەممىسىگە جاۋاب بەرگەن تەتقىقات كۈچلۈك مېخانىزملىق دەۋا قىلىشقا لايىق. پەقەت بىرىنچىسىگىلا جاۋاب بەرگەن تەتقىقات بولسا رۇخسەت سىگنالىنى كۆرسەتكەن بولىدۇ، سەپەرنىڭ قالغان قىسمى تېخى خەرىتىلەشتۈرۈلمىگەن پېتى تۇرىدۇ.