Kaltsiy signalining buzilishi va kasallikning rivojlanishi va rivojlanishi

Hujayra ichidagi kaltsiyning (Ca2 plyus) hujayra bo'linishi, hujayra harakatchanligi, autofagiya, apoptoz va gen transkripsiyasi kabi integral biologik funktsiyalarni tartibga solishda uning hamma joyda ikkinchi xabarchi sifatidagi qobiliyati aniq. Biroq, kasallik va kasallikning rivojlanishida Ca2 plyus signalizatsiya rolini belgilash kamroq aniqlangan.

Neyroproteksiya uchun tubulosa kapsulalarini cistanche uchun bosing

So'nggi ma'lumotlar shuni ko'rsatadiki, Ca2 plyus signalizatsiyasi Altsgeymer kasalligi (AD), Parkinson kasalligi (PD) va Xantington kasalligi (HD) [1] kabi neyrodegenerativ kasalliklarda disfunktsiyali, Ca2 plus signalizatsiya disregulyatsiyasi ham otoimmunitet, astma va hattoki bilan bog'liq. o'pka saratoni. Xususan, tartibga solinmagan Ca2 plyus gomeostazning o'pka oqibatlari patologiyaning rivojlanishini o'z ichiga olishi mumkin: nafas olish yo'llarining yallig'lanishi, surunkali obstruktiv o'pka kasalligi (KOAH), o'tkir o'pka shikastlanishi (ALI), o'tkir respirator kasallik sindromi (ARDS) va o'pka saratoni [2] .

Biroq, bu o'pka kasalliklarida hujayra ichidagi Ca2 va konsentratsiya oqimlarining roli haqida kam ma'lumot mavjud. Bu erda biz Ca2 plyus signalizatsiya anomaliyalarining o'pka kasalligi kontekstida qanday rol o'ynashi haqidagi hozirgi tushunchamizni qisqacha ta'kidlab o'tamiz, bunda endoplazmatik retikulum (ER) rezidenti Ca2 plus kirishining roli va uning terapevtik maqsad sifatida potentsialiga alohida e'tibor qaratamiz. o'pka kasalliklarini davolash uchun.

Yuqorida aytib o'tilganidek, hujayrali Ca2 plus normal o'pka fiziologiyasi uchun, shuningdek, atrof-muhit va patogen ta'sirlarga qarshi yallig'lanish reaktsiyalarini tartibga solish uchun muhimdir [3]. Bazal holatlarda hujayra ichidagi Ca2 plyus darajasi qat'iy tartibga solinadi va saqlanadi. Biroq, to'g'ri rag'batlantirilganda, hujayra ichidagi Ca2 plyus chiqarilishi sodir bo'ladi. Xususan, Ca2 plus ERdan noto'g'ri chiqarilganda, ER rezidenti Ca2 plyusning sezilarli darajada kamayishi hujayra apoptozisi, yallig'lanishga qarshi javoblar va siliyer urish chastotalarining disregulyatsiyasi bilan bog'liq [4].

Shunday qilib, Ca2 va signalizatsiya buzilishi modulyatsiyasi butun tanadagi kasallik bilan bog'liq. Shunisi e'tiborga loyiqki, so'nggi paytlarda elektron sigaretani (elektron sigaret yoki elektron sigaret deb ham ataladi) ishlatish yoki "vaping" ga e'tibor qaratildi, bu esa Ca2 plyus signalizatsiya va kasallikdan faqat bitta vinyetkani taqdim etadi. Yaqinda nashr etilgan adabiyotlar an'anaviy yonuvchi sigaretani yoki elektron sigaretani iste'mol qilish/vaping bilan Ca2 plus signalizatsiyasi va uning tartibga solinishi o'rtasidagi ishonchli bog'liqlikni taqdim etdi, bu esa oxir-oqibatda o'pka epiteliyasining sitotoksikligiga olib keladi. Qisqacha aytganda, biz (va boshqalar) elektron sigaret suyuqliklariga (elektron suyuqliklar, bu vaping jarayonida iste'mol qilinadigan haqiqiy mahsulotlar) ta'sir qilish sitozolik Ca2 plyus darajasini oshirishi mumkinligini ko'rsatish uchun in vitro va in vivo modellaridan foydalandik. muhim sitotoksiklik va/yoki patologiyada [3,5-8].

Darhaqiqat, bir tadqiqot shuni ko'rsatdiki, an'anaviy chekuvchilarning bronxial epiteliyasida Ca2 plyus oqimi kamaygan, bu ORAI3-bog'liq Ca2 plus mobilizatsiya [3] kamayishi bilan bog'liq bo'lsa-da, tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, ma'lum bir e-suyuqlik lazzati kombinatsiyalar, ayniqsa, inson bronxial epiteliy hujayralari qatori CALU-3 va birlamchi kelib chiqqan odam bronxial epitelial hujayralari ichida sitozolik Ca2 plyus darajasini oshiradi. Ushbu oxirgi kuzatuvlar sitotoksiklikning kuchayishi bilan bog'liq [5].

Bundan tashqari, ilgari hujayra ichidagi Ca2 plyus darajasini sezilarli darajada oshirishi ko'rsatilgan elektron suyuqliklardan foydalanganda yallig'lanish sitokinining IL-6 darajasi oshishi, shuningdek, CALU-3 hujayralarida ham, hujayra o'limi ham kuzatildi. 2-inson epitelial hujayra liniyasi, A549 [6]. Yaqinda elektron suyuqliklarni vaping bilan ta'minlashning o'rnatilgan usulidan foydalanib, biz sichqoncha modelidan foydalangan holda in vivo o'pka elektron sigaret ta'siriga vaping ta'sirini baholadik.

Natijalarimiz bakterial yoki virusli chaqiruvdan foydalanganda ER-rezident Ca2 plyus chiqarilishining ko'payishi va o'pka kasalligining aniq kuchayishi uchun rolni ko'rsatdi, bu avvalgi o'tkir vape ta'siri bilan bog'liq edi. Ushbu ma'lumotlar shuni ko'rsatadiki, vaping hujayra ichidagi Ca2 plyus zahiralarini tartibga solishni buzishi mumkin, bu esa o'pka patogenlari bilan bog'liq muammolardan keyin patogenez va kasallikning kuchayishiga yordam beradi.

Biz bundan keyin farmakologiyadan, ya'ni kichik molekulalarni davolash usullaridan ikki tomonlama ta'sir qilish, ya'ni bakterial yoki virusli zaharlanish va Ca2 plyus vositachilik patologiyasi o'rtasidagi bog'liqlikni mustahkamlash uchun foydalandik. Nihoyat, vaping M{2}} makrofaglarning yallig'lanishga qarshi M1 makrofaglariga qutblanishini qo'zg'atish nazariyasi mavjud bo'lib, bu jarayon hujayra ichidagi Ca2 plyus darajalarining ortishi bilan hujjatlashtirilgan [7,9].

Shunday qilib, vaping makrofag polarizatsiyasini qo'zg'atishi va o'pkada yallig'lanishli makrofaglar populyatsiyasining to'planishiga olib kelishi mumkin, bu esa o'pka yallig'lanishini kuchaytiradi. Bu biz hozirda in vivo jonli ravishda o'rganayotgan yana bir yallig'lanishga qarshi mexanizm. Ca2 plyus signalizatsiyasi umumiy biologik gomeostaz uchun juda muhim bo'lganligi sababli, terapevtik vositalarni ogohlantiruvchi omil mavjud bo'lganda signalizatsiyani to'xtatish uchun mo'ljallangan bo'lishi mumkin emas.

Bu avvalgi ta'rif kasallikni davolash uchun "bolg'a" dan foydalanishga ko'proq mos keladi. Haqiqatan ham, Ca2 plyus signalizatsiyasini modulyatsiya qilish va zarur bo'lganda yallig'lanishni kamaytirish uchun o'ziga xos va maqsadli yondashuvlarni qo'llash kerak. Biroq, bunday yondashuv Ca2 ga bog'liq bo'lgan patologiyalarni o'z ichiga olgan tadqiqotlar uchun murakkablik darajasini ta'minlaydi, shuning uchun terapevtik dizayn uchun mos "reostat" ni ishlab chiqish uchun yangi yondashuvlar va innovatsion va, shubhasiz, intensiv tadqiqotlar talab etiladi.

Shunday qilib, "Kaltsiy signalining buzilishi va kasallikning rivojlanishi va rivojlanishi" mavzusidagi ushbu maxsus nashr Ca2 plyus signalizatsiyasi kabi o'ziga xos muhim signal kaskadining tartibga solinmaganligi va natijada yuzaga kelishi mumkin bo'lgan patologiyani keltirib chiqaradigan murakkab vaziyatlarni ko'rib chiqadi.

O'z ichiga olgan ishlar ushbu sohada kelajakdagi tadqiqotlarni olib boradigan yangi ilg'or va eksperimental natijalarni ochib beradi, bu Ca2 plus signalizatsiya doirasini va uning tartibsizligi kasallikka qanday olib kelishi mumkinligini aniqlaydi. Bundan tashqari, bu masala potentsial yangi terapevtik qo'llanmalar va / yoki Ca2 plyus disregulyatsiyani yaxshilash uchun yo'nalishlarni va shuning uchun genetika, toksikologiya, fiziologiya va boshqa sohalarda fanlararo tadqiqotlarni talab qiladigan kasalliklarni ta'kidlash uchun mo'ljallangan.

Cistanche neyronlarni qanday himoya qiladi?

Cistanche oksidlovchi stressni kamaytirish, immunitet tizimini tartibga solish, miyadan kelib chiqadigan neyrotrofik omil (BDNF) kabi neyrotrofik omillarni oshirish va mitoxondriyal funktsiyani yaxshilash kabi turli xil hujayra mexanizmlarini tartibga solish orqali neyroprotektiv ta'sirga ega ekanligi ko'rsatilgan. Ushbu mexanizmlar neyronlarning shikastlanishini kamaytirish va neyronlarning omon qolishini ta'minlash uchun birgalikda ishlaydi. Bundan tashqari, Cistanche yallig'lanishga qarshi ta'sirga ega ekanligi aniqlandi, bu yallig'lanish natijasida kelib chiqqan neyronlarning shikastlanishini kamaytiradi. Umuman olganda, bu xususiyatlar Cistanche ning neyroprotektiv ta'siriga yordam beradi.

Ma'lumotnomalar

1 Pchitskaya, E.; Popugaeva, E.; Bezprozvanny, I. Kaltsiy signalizatsiyasi va neyrodegenerativ kasalliklarning asosiy molekulyar mexanizmlari. Hujayra kaltsiy. 2018, 70, 87–94. [CrossRef] [PubMed]

2. Monteith, GR; MakEndryu, D.; Faddy, HM; Roberts-Tomson, SJ Kaltsiy va saraton: Ca2 va transportni maqsadli. Nat. Rev. Saraton 2007, 7, 519-530. [CrossRef] [PubMed]

3. Petit, A.; Knabe, L.; Xelloufi, K.; Jori, M.; Gras, D.; Kabon, Y.; Begg, M.; Richard, S.; Massiera, G.; Chanez, P.; va boshqalar. Chekuvchilar va surunkali obstruktiv o'pka kasalligida bronxial epiteliya kaltsiy metabolizmining buzilishi. ORAI3 signalizatsiyasi kamaydi. Am. J. Respir. Hujayra Mol. Biol. 2019, 61, 501–511. [CrossRef] [PubMed]

4. Xoyer-Xansen, M.; Bastholm, L.; Shinyarovski, P.; Kampanella, M.; Szabadkay, G.; Farkas, T.; Bianchi, K.; Fehrenbaxer, N.; Elling, F.; Rizzuto, R.; va boshqalar. Kaltsiy, kalmodulinga bog'liq kinaz kinaz-beta va Bcl-2 tomonidan makroautofagiyani nazorat qilish. Mol. Hujayra 2007, 25, 193–205. [CrossRef] [PubMed]

5. Rowell, TR; Keating, JE; Zorn, BT; Glish, GL; Qaychi, SB; Tarran, R. Xushbo'y elektron suyuqliklar havo yo'llari epiteliyasida sitoplazmatik Ca (2 plyus) darajasini oshiradi. Am. J. Fiziol. O'pka hujayrasi. Mol. Fiziol. 2020, 318, L226–L241. [CrossRef] [PubMed]

6. Chjan, R.; Jons, MM; Dornsife, RE; Vu, T.; Sivaraman, V.; Tarran, R.; Onyenwoke, RU JUUL e-suyuqlik ta'siri sitoplazmik Ca (2 plus) javoblarini keltirib chiqaradi va madaniyatli havo yo'llarining epitelial hujayralarida sitotoksiklikka olib keladi. Toksikol. Lett. 2020, 337, 46–56. [CrossRef] [PubMed]

7. Ghosh, A.; Beyazjichek, O.; Devis, ES; Onyenwoke, RU; Tarran, R. Nikotin tuzi o'z ichiga olgan elektron suyuqliklarning hujayra ta'siri. J. Ilova. Toksikol. 2021, 41, 493–505. [CrossRef] [PubMed]

8. Sassano, MF; Ghosh, A.; Tarran, R. Tamaki tutuni tarkibiy qismlari sitoplazmatik kaltsiyning chiqarilishini qo'zg'atadi. Ilova. In Vitro Toxicol. 2017, 3, 193–198. [CrossRef] [PubMed]

9. Chauxan, A.; Quyosh, Y.; Sukumaran, P.; Quenum Zangbede, FO; Jondle, CN; Sharma, A.; Evans, DL; Chauxan, P.; Szlabick, RE; Aaland, MO; va boshqalar. M1 makrofagining qutblanishi TRPC1-vositalangan kaltsiy kirishiga bog'liq. iScience 2018, 8, 85–102. [CrossRef] [PubMed]

Vijay Sivaraman 1* va Rob U. Onyenvok 2,3,

1 Biologiya va biotibbiyot fanlari boʻlimi, Sogʻliqni saqlash va fanlar kolleji, Shimoliy Karolina Markaziy universiteti, Durham, NC 27707, AQSh

2 Bioishlab chiqarish tadqiqot instituti va texnologiya korxonasi (BRITE), Shimoliy Karolina markaziy universiteti, 2029-xona, 1801 Fayetteville ko'chasi, Durham, NC 27707, AQSh

3 Farmatsevtika fanlari boʻlimi, Shimoliy Karolina Markaziy universiteti, Durham, NC 27707, AQSh