Parkinson kasalligining HiPSC modelidagi sinukleinning patogen mexanizmi

Abstrakt

-sinuklein turli neyrodegenerativ holatlarning patologiyasida tobora ko'proq ishtirok etuvchi o'yinchi hisoblanadi. Parkinson kasalligi (PD) neyrodegenerativ kasallik bo'lib, asosan miyaning qora rangli qismidagi dopaminerjik (DA) neyronlarga ta'sir qiladi. PD patologiyasiga xos bo'lgan narsa miyaning ta'sirlangan hududlarida "Lyui jismlari" deb ataladigan oqsil birikmalarining topilishidir. -sinuklein ko'plab kasallik holatlarida, shu jumladan Lyui tanalari (DLB) va Altsgeymer kasalligi bilan demans bilan bog'liq. Biroq, PD eng keng tarqalgan sinukleinopatiya bo'lib, -sinuklein Lyui tanasi patologiyasi nuqtai nazaridan PD tadqiqotlarining muhim yo'nalishi bo'lib qolmoqda. Bir nechta genlardagi mutatsiyalar PD rivojlanishi bilan bog'liq, shu jumladan -sinukleinni kodlaydigan SNCA. Sinuklein fiziologiyasi va patofiziologiyasini o'rganish uchun PD patologiyasi bilan yaqinroq bog'lanish uchun turli xil model tizimlari qo'llanilgan. Ushbu modellar transgen texnologiyalarni o'rganuvchi uyali va hayvonlar tizimlarini, virusli vektor ifodasini, nokdaun yondashuvlarini va sinukleinning potentsial prion oqsiliga o'xshash ta'sirini o'rganish uchun modellarni o'z ichiga oladi. Joriy sharh SNCA genining mutatsiyalari yoki ko'payishiga alohida e'tibor qaratgan inson tomonidan yaratilgan pluripotent ildiz hujayralari (iPSC) modellariga qaratilgan. iPSCs tez rivojlanayotgan texnologiya bo'lib, in vitroda normal fiziologiya va kasalliklarni modellashtirishni o'rganishda katta va'da beradi. Bemorning genetik fonini saqlab qolish va shunga o'xshash hujayra fenotiplarini takrorlash qobiliyati iPSC'larni nevrologik kasalliklarni o'rganishda kuchli vositaga aylantiradi. Ushbu sharh -sinukleinning fiziologik funktsiyasi haqidagi mavjud bilimlarga, shuningdek, inson iPSC modellariga asoslangan PD patogenezida uning roliga qaratilgan.

Kalit so'zlar

-sinuklein patogenezi; hiPSC modellari; Parkinson kasalligi; Neyrodegenerativ kasalliklar;Cistanche foydalari.

Sotib olish uchun shu yerni bosingCistanche qo'shimchalari

Kirish

Neyrodegenerativ kasalliklar - bu asosan ishemiya, infektsiya yoki malignite bilan bog'liq bo'lgan holatlar bundan mustasno, neyron hujayralari o'limi bilan tavsiflangan progressiv kasalliklar guruhidir. Neyrodegenerativ sharoitlar odamlarda eng keng tarqalgan yoshga bog'liq kasalliklar bo'lib, tobora kengayib bormoqda va butun dunyo bo'ylab millionlab odamlarga ta'sir qiladi. Muhim ilmiy va klinik tadqiqotlarga qaramay, samarali davolash usullari hali ham mavjud emas. Shunday qilib, maqsadli va samarali davolash strategiyalarini ishlab chiqishga yordam berish uchun neyrodejeneratsiya asosidagi fiziologik va patologik jarayonlarni tushunishimizdagi bo'shliqlarni bartaraf etish juda muhimdir. So'nggi 25 yil ichida neyronlarning degeneratsiyasi bilan bog'liq bo'lgan ko'plab uyali va molekulyar mexanizmlar aniqlandi, ular orasida oqsil agregatlarining cho'kishi [2], mitoxondriyal DNK mutatsiyalari [3] va oksidlovchi stress [4]. Fiziologik oqsillarning g'ayritabiiy agregatlarining shakllanishi katta qiziqish uyg'otdi va hozirgi vaqtda proteinopatiyalar deb ataladigan ko'plab neyrodegenerativ kasalliklarning asosiy belgisi sifatida aniqlandi [5]. Neyrodegenerativ proteinopatiyalar muhim normal fiziologik funktsiyaga ega bo'lgan normal oqsilning noto'g'ri to'planishi, cho'kishi va / yoki to'planishi bilan tavsiflangan kasalliklar guruhini ifodalaydi. Proteinopatiyalar ushbu konlarda topilgan asosiy oqsilga qarab tasniflanadi, shuning uchun tauopatiyalarda asosan t protein, TDP-43 proteinopatiyada esa TDP-43 [6]. -sinuklein neyrodegenerativ kasalliklarda ishtirok etadigan ushbu oqsillar guruhining asosiy a'zosidir.

-sinuklein sinukleinopatiyalar sifatida guruhlangan turli neyrodegenerativ holatlarning patologiyasida asosiy rol o'ynashi ko'rsatilgan. -sinuklein 4-xromosomada (4q21.3-22) joylashgan SNCA geni tomonidan kodlangan va bu gendagi mutatsiyalar avtosomal dominant meros namunasini ko'rsatadi. Ushbu gendagi mutatsiyalar ko'p turdagi neyrodegenerativ sharoitlarda namoyon bo'ladigan -sinuklein to'planishi va agregatsiyasiga olib kelishi ko'rsatilgan [7-9]. Ushbu guruhda Parkinson kasalligi (PD), Lyui tanalari bilan demans (DLB) va ko'p tizimli atrofiya (MSA) kabi taniqli kasalliklar, shuningdek, neyroaksonal distrofiyalar, sof vegetativ qobiliyatsizlik (PAF) kabi kamroq tarqalgan patologiyalar qayd etilgan. yoki REM uyqu xatti-harakatlarining buzilishi [10].

Hozirgi vaqtda sinukleinopatiyalarni o'rganishga yordam beradigan keng ko'lamli model tizimlari mavjud. Hayvon modellari neyronal o'zgarishlar bilan bog'liq xatti-harakatlarning o'zgarishlari haqida qimmatli ma'lumot beradi, ammo turlarning farqlari insonga o'tkaziladigan kasallikka xos fenotiplarni olish uchun to'siq yaratadi. Uyali modellar patologiyaning tez rivojlanishiga imkon beruvchi afzalliklarga ega, iqtisodiy jihatdan samarali va genetik jihatdan osonroq boshqarilishi mumkin, ayniqsa molekulyar va hujayrali tadqiqotlarda qiziqish uyg'otadi. So'nggi 14 yil ichida induktsiyalangan pluripotent ildiz hujayralari (iPSC) texnologiyasining paydo bo'lishi kasallikning bemorga xos molekulyar mexanizmlari haqidagi tushunchamizni, shuningdek, potentsial yangi terapevtika va dori skriningini ishlab chiqishni sezilarli darajada kengaytirdi. Ushbu texnologiya o'ziga xos transkripsiya omillarini (ko'pincha, Oct4, Sox2, cMyc va Klf4) majburlash orqali kasallikka xos fibroblastlarni qayta dasturlash qobiliyatiga asoslanadi, bu esa pluripotent holatga olib keladi. Keyinchalik, bu pluripotent hujayralar qiziqish uyg'otadigan o'ziga xos somatik etuk hujayralarga ajratiladi [11]. Ushbu turdagi yondashuv odatda "taomdagi kasallik" modellashtirish deb nomlanadi [12] (1-rasm). Ushbu metodologiyaning afzalligi bemorning to'liq genetik fonini saqlab qolish va ba'zi asosiy mutatsiyalarning patofiziologiyaga ta'sirini o'rganish imkonini beradi, bu PD kabi murakkab kasalliklarda asosiy hujayra mutatsiyasiga asoslangan fenotiplarni tavsiflash imkonini beradi [13].

Dopaminerjik (DA) neyronlar bir nechta turli protokollar yordamida PDda neyrodegeneratsiyani o'rganish uchun ishlatiladigan asosiy hujayra turidir. Ko'pgina protokollar LMX1A ning majburiy ifodalanishini o'z ichiga oladi, u ventral o'rta miya identifikatori uchun muhim bo'lgan transkripsiya omilini kodlaydi va ikki tomonlama SMAD inhibisyoni yondashuvini oladi. Bu jarayon SMAD (Caenorhabditis elegans SMA genlari va Drosophila MAD sintezidan olingan qisqartma, Mothers qarshi decapentaplegic) signal o'tkazgich oqsillari oilasining ingibitorlari vazifasini bajaradigan Noggin va SB431542 birikmalaridan foydalanishga asoslangan, ular asosiy regulyatorlardir. hujayra o'sishi [14-16]. Yaqinda differentsiatsiya ASCL1, NURR1 va LMX1A omillarining majburiy haddan tashqari ko'payishi bilan boshqarilishi mumkin [17]. PD bemor hujayralarini qayta dasturlash va DA neyronlariga differentsiatsiya boshqa joylarda keng ko'lamda ko'rib chiqilgan [18,19].

iPSC modellari taqdim etadigan qimmatli ma'lumotni va -sinukleinning neyrodegeneratsiyadagi ahamiyatini e'tirof etgan holda, ushbu sharh iPSC model tizimlarida SNCA mutatsiyalarini o'rganish, -sinuklein agregatsiyasi va toksikligini o'rganish natijasida olingan bilimlarga qaratiladi. Shu nuqtai nazardan, ba'zi tegishli savollar ko'rib chiqiladi: SNCA genidagi mutatsiyalar -sinuklein agregatsiyasining yagona qo'zg'atuvchisimi? SNCA mutatsiyalarining patogen ta'siri -sinuklein agregatsiyasidan qanday farq qiladi?

-sinuklein: tuzilishi va normal fiziologik funktsiyasi

Mavjud adabiyotlarga asoslanib, -sinuklein 14-kDa protein bo'lib, u hamma joyda miyaning presinaptik terminallarida, asosan qo'zg'atuvchi neyronlarda ifodalanadi, birinchi marta 1988 yilda xabar berilgan [20]. Sinuklein oqsilining tabiiy tuzilishi hali ham bahs-munozaralar manbai bo'lib qolmoqda, ammo normal fiziologik sharoitda tabiiy ravishda ochilgan oqsil hisoblanadi [21,22]. Shunday qilib, uning tuzilishi mahalliy muhitdagi o'zgarishlarga qarab o'zgarishi mumkin [23], u erda lipidlar [24] yoki metallar [25] bilan o'zaro ta'sir qilishi mumkin. Sinuklein strukturasidagi o'zgarishlar uning patologik noto'g'ri qatlamlanishi va sinukleinopatiyalarda tez-tez uchraydigan agregatsiyasi bilan bog'liq deb hisoblanadi [26]. Masalan, E35K va E57K kabi mutatsiyalar natijasida kelib chiqqan sinuklein oligomerlarining hosil bo'lishi hujayra membranasining o'tkazuvchanligi va yaxlitligiga ta'sir qiladi, bu hujayraning o'limini rag'batlantiradi [27]. Ko'pgina omillar aberrant -sinuklein ishlab chiqarish va agregatsiyaga hissa qo'shishi mumkin bo'lsa-da, asosiy hissa qo'shuvchilardan biri -sinukleinni kodlaydigan SNCA genining mutatsiyalari va bu gen autosomal-dominant PD [28] da qayd etilgan birinchi mutatsiya bo'lib, keyinchalik DLB bilan bog'langan [28]. 8]. Sinukleinning aniq fiziologik funktsiyasi hali noma'lum, ammo sinaptik funktsiya bilan bog'liq turli rollar aniqlangan. Bu funktsiyalar pufakchalar to'plamini, qayta ishlashni va sinaptik vesikula zahiraviy hovuzini saqlashni o'z ichiga oladi [29,30]. Bundan tashqari, -sinuklein neyrotransmitterning chiqarilishini kuchaytiradigan SNARE kompleksining shakllanishiga yordam berishi ko'rsatilgan [31]. Bundan tashqari, u Rab GTPase oilasining bir nechta a'zolari bilan o'zaro ta'sir qilish orqali hujayra ichidagi savdoni tartibga solishda ishtirok etadi [32], shuningdek, mikrotubulalar yadrolari va o'sish tezligi [33]. PD miyasidan olingan ma'lumotlarga asoslangan boshqa tadqiqotlar shuni ko'rsatadiki, -sinuklein DAT faolligiga ta'sir qilish orqali dopamin darajasini ham tartibga solishi mumkin [34]. Dopamin darajasining oshishi oksidlovchi stress natijasida hujayraning shikastlanishiga olib kelishi mumkin [35]. Yaqinda -sinuklein fosfatidilxolinni fosfatid kislotaga aylantirish uchun mas'ul bo'lgan fosfolipaza D (PLD) ni inhibe qilish, o'sish, differentsiatsiya va neyrotransmitterlarning chiqarilishi va DA neyrodejeneratsiyasi kabi neyron jarayonlarini modulyatsiya qilish uchun ko'rsatildi [36,37]. -sinuklein immun javobni boshlab, neyroinflamatsiyada ham rol o'ynashi haqida xabar berilgan. Hujayradan tashqari -sinuklein immunitet hujayralarining faollashishi va ko'payishi, sitokin sekretsiyasi va fagotsitozni qo'zg'atishi mumkin [38,39].

-SNCA-mutatsiyalangan iPSC-dan olingan modellarda sinuklein fenotipi

iPSC'lar boshqa model tizimlarga nisbatan bir qator afzalliklarga ega, bemorning asl genomik xususiyatlarini, shu jumladan gen mutatsiyalari yoki xromosoma anomaliyalarini saqlab qolgan holda, inson kelib chiqishining klinik jihatdan ahamiyatli fenotipik hujayralarining cheksiz ta'minoti bilan. Genetik PD bilan bog'liq bo'lgan asosiy SNCA variantlari, shu jumladan triplikatsiyalar/duplikatsiyalar [40] va A53T [41], A30T [42] yoki E46K [9] kabi noto'g'ri nuqta mutatsiyalari iPSC-larda modellashtirilgan. PD bilan og'rigan bemorlarda triplikatsiya yoki A53T SNCA mutatsiyasining yuqori tarqalishi tufayli, hozirgi kunga qadar iPSC modellarining katta qismi ushbu ikki mutatsiya turiga qaratilgan va ularning xarakterli fenotiplari 2-rasmda umumlashtirilgan.

SNCA uch nusxasining iPSC modellari

SNCA genining ko'payishi PD boshlanishining yoshligi va simptomlarning kuchayishi bilan bog'liq. SNCA ning takrorlanishi natijasida SNCA genining qo'shimcha nusxalari paydo bo'ladi va yovvoyi tipdagi -sinukleinning haddan tashqari ko'payishi toksik agregatlarning shakllanishiga va keng tarqalgan neyronal shikastlanishga olib keladi [43], bu kasallik sabab bo'lishida -sinukleinning dozaga bog'liq ta'sirini ko'rsatadi. SNCA uchlik tashuvchilari ko'proq og'ir fenotip bilan namoyon bo'ladi va duplikatsiya tashuvchilarga qaraganda kasallikning tezroq rivojlanishini ko'rsatadi va ko'p hollarda qo'shimcha motor xususiyatlarini namoyish etadi [44]. SNCA triplikatsiyasi bo'lgan PD bemorning miyasini neyropatologik tekshirish qora substantsiyaning jiddiy degeneratsiyasini, temporal korteksdagi ajoyib neyronlarning yo'qolishini va vakuolatsiyasini, shuningdek, Lyui tanasining keng tarqalgan to'planishini ko'rsatadi [45]. Ushbu patologiya SNCA triplikatsiyasi bilan iPSC-dan olingan DA neyronlarida aks ettirilgan bo'lib, ular -sinuklein mRNK darajasini oshiradi, natijada protein ifodasining g'ayritabiiy va yuqori darajalariga olib keladi [46]. Bundan tashqari, ushbu mutatsiyani o'z ichiga olgan iPSC-dan olingan neyronlar -sinuklein fosforillanishining yuqori darajasini ko'rsatadi, bu odatda PD miyalarida topiladi [47], shuningdek -sinuklein agregatlari va Lyui jismlarining anormal o'sishi [9,48].

iPSC modellari endi SNCA uchliklari bilan asosiy molekulyar yo'llar haqida qo'shimcha ma'lumot bera boshlaydi. Endoplazmatik retikulum (ER) stressi va ochilgan oqsil reaktsiyasining (UPR) faollashuvi SNCA triplikatsiyasini o'z ichiga olgan iPSC-dan olingan neyronlarda faollashtirilganligi aniqlandi [49]. Bu ER ning hujayra ichidagi aberrant oqsil agregatlarini yo'q qilishda muhim rol o'ynashini ko'rsatadi, bu ER quvvati oshib ketganda ER stressiga va u bilan bog'liq UPRga olib keladi.

Oddiy neyron jarayonlari SNCA triplikatsiyasidan ta'sirlanadi va iPSC modellari neyronlarning differentsiatsiyasi va etukligi SNCA triplikatsiyasi bilan o'zgarishini ko'rsatdi. SNCA triplikatsiyasi iPSC-dan olingan neyronlar o'zlarining proliferativ qobiliyatini saqlab, farqlash qobiliyatidagi nozik o'zgarishlarni ko'rsatib, odatiy murakkab neyronal tarmoqni yarata olmaydi. Ushbu o'zgarishlar DLK, GABABR2 va NURR1 kabi differentsiatsiya bilan bog'liq genlarda kuzatilgan sezilarli pasayish va neyrit o'sishi uzunligining pasayishi [46,47] bilan qo'shimcha ravishda qo'llab-quvvatlanadi. Ushbu ma'lumotlar PD bilan og'rigan bemorlarda neyronlarning yo'qolishini yanada kuchaytirishi mumkin bo'lgan regenerativ qobiliyatning yo'qolishiga ishora qiladi.

-sinuklein asosan presinaptik nerv terminallarida joylashgan bo'lsa-da, kichik bir qismi hujayra yadrolarida ham mavjud. SNCA triplikatsiyasi bo'lgan iPSC neyronlari genom tuzilishidagi o'zgarishlarni ko'rsatadi, bu esa DNKning shikastlanishiga olib keladi [50]. Ushbu iPSC-dan olingan neyronlar aberrant qarish fenotiplarini ifodalaydi, bu esa heterokromatin belgilarining kamayishi va g'ayritabiiy yadro konvertini ko'rsatishi [48], shuningdek genomning yaxlitligiga ta'sir qilishi, DNK zanjirining uzilishi va hujayra o'limiga olib keladi [50].

Mitoxondriyal disfunktsiya neyronlarning yo'qolishining umumiy xususiyati bo'lib, -sinuklein patologiyasidan ta'sirlangan asosiy organoid hisoblanadi. Shunga ko'ra, iPSC-dan olingan SNCA triplikatsiya neyronlarida mitoxondriyal buzilishlarni topish odatiy holdir [51]. Mitoxondriyal buzilish nafas olish qobiliyati va ATP ishlab chiqarish kabi muhim jarayonlarning buzilishi natijasida energiya almashinuvidagi o'zgarishlar sifatida namoyon bo'ladi [52]. SNCA triplikatsiyasi iPSC-dan kelib chiqqan neyronlar kaltsiy ionofor ferritin yoki lazer tomonidan qo'zg'atilgan ROS ning past konsentratsiyasiga duchor bo'lganda, ular nazorat neyronlari bilan solishtirganda o'tkazuvchanlikning o'tish teshiklari (PTP) shakllanishiga yuqori sezuvchanlikka ega [53]. Bir qator tadqiqotlar shuni ko'rsatadiki, SNCA mutatsiyalari metall ionlarining o'zaro ta'sirida kuchayishi mumkin bo'lgan toksinlar keltirib chiqaradigan oksidlovchi stressga bazal sezgirlikni oshirdi [54]. SNCA-triplikatsiyasi iPSC-dan kelib chiqqan neyronlarning 6OHDA kabi toksinlarga ta'siri hujayralar o'limi va kaspaza{12}} faollashishi [47] hamda autofagosomalarning ko'payishiga olib keladi [46]. Ushbu natijalar hujayrani oksidlanish shikastlanishidan himoya qilishda ishtirok etadigan DNAJA1, HMOX2, UCHL1 va HSPB1 kabi oksidlovchi stress belgilarining yuqori darajalari va bu neyronlarda haddan tashqari ifodalanganida oksidlovchi stress manbai bo'lgan MAOA bilan qo'llab-quvvatlanadi. 55].

Cistanche tabletkalari

SNCA-A53T mutatsiyasining iPSC modellari

A53T mutatsiyasiga ega iPSC-dan olingan neyronlar nazorat neyronlari bilan solishtirganda -sinuklein oligomerlari va agregatlarini ishlab chiqarishga yuqori tendentsiyani namoyish etadi. Bu xuddi shu mutatsiyaga ega bo'lgan bemorlarda inson miyasida kuzatilgan narsalar bilan yaxshi mos keladi [41,56]. SNCA-A53T noto'g'ri mutatsiyasi birinchi bo'lib aniqlangan va PD bemorlarida mavjud bo'lgan eng keng tarqalgan mutatsiyadir [28]. A53T mutatsiyasi boshqa noto'g'ri nuqta mutatsiyalari bilan solishtirganda, taxminan 10- yil erta boshlanishi bilan bog'liq [44]. A53T mutatsiyasi varaqlardagi sinuklein oqsilini barqarorlashtiradi, bu esa toksik funktsiyani oshirish sifatida fibril shakllanishining tezroq tezligiga olib keladi va oilaviy PDning erta boshlanishiga yordam beradi [26,57]. iPSC-dan olingan neyronlar, shuningdek, genom bo'yicha tahlil hisobotlari asosida A53T mutatsiyaga uchragan sinukleinning muhim transkripsiya omillari, ribonukleoproteinlar va ribosoma oqsillari bilan o'zaro ta'siri tufayli oqsil ishlab chiqarish va transkripsiya bilan bog'liq mRNKlarda disregulyatsiyani ko'rsatadi [58]. Shu bilan birga, boshqa bir tadqiqot SNCA-A53T iPSC-dan olingan neyronlarda tetramerlar/monomerlar nisbati nazorat bilan solishtirganda pasayganligini ko'rsatdi, bu tetramerlar kabi ba'zi konformatsiyalar oqsilni barqarorlashtirishi va ba'zi oligomerlar bilan kuzatilgan toksik ta'sirlarning oldini olishi mumkinligini ko'rsatdi [59].

IPSC-dan olingan neyronlarda SNCA triplikatsiyasi haqida xabar berilganidek, UPR tizimi SNCA-A53T iPSC-dan olingan neyronlarda ham buziladi. Bu ushbu jarayonning muhim tarkibiy qismi bo'lgan IRE omilining ifodalanishining pasayishi bilan bog'liq [60]. Lizosomal stressning chambarchas bog'liq yo'li A53T mutatsiyaga uchragan iPSC neyronlarida ham buziladi, bu erda -sinuklein ykt6 ni bog'laydi va o'chiradi, natijada neyronlar uchun toksik bo'lishi mumkin bo'lgan oqsil to'planishi sodir bo'ladi [61].

SNCA uchlik neyronlarida kuzatilgan distrofik neyrit naqshlariga o'xshab, bu SNCA-A53T iPSC-dan olingan neyronlarda ham mavjud [56]. SNCA-A53T iPSC neyronlarida erta nevrit degeneratsiyasi bilan bog'liq bo'lgan shishgan varikozlar va katta sferoid qo'shimchalar mavjud. Ushbu o'zgarishlar sinaptik kontaktlarning sezilarli darajada kamayishi bilan neyron tarmoqlarining shakllanishining buzilishiga olib keladi [62]. SNCA-A53T iPSC-dan olingan neyronlardagi sinaptik faollik kuzatilgan muhim pre-va postsinaptik hujayra yopishish oqsillarining pastga regulyatsiyasi bilan buziladi [62]. Bundan tashqari, bu jarayonlarning buzilishi ko'proq o'z-o'zidan Ca2 va vaqtinchalik jarayonlarda katta o'rtacha amplituda bilan sinaptik faollikning o'zgarishiga olib keladi [56].

SNCA-A53T neyronlarida anterograd mitoxondriyal tashish jarayoni buziladi, bu mikrotubulalar nitratsiyasi va mitoxondriyal transport komplekslari bilan o'zaro ta'sir o'tkaza olmaslik bilan bog'liq ko'rinadi [63]. Xuddi shunday, SNCA-A53T iPSC-dan olingan neyronlar mitokondriyal transportda ishtirok etadigan asosiy oqsil bo'lgan Miro1ning yuqori regulyatsiyasi bilan bog'liq mitofagiya kechikishini ko'rsatadi [64]. Mitoxondriyal morfologiya, shuningdek, mutatsiyaga uchragan neyronlarda membrana potentsialining sezilarli darajada pasayishi bilan yanada aylana va tarvaqaylab ketgan shaklga o'zgaradi [60]. Bundan tashqari, antioksidant yo'llar ko'tariladi, ehtimol mitoxondriyal stressning kuchayishiga javoban kompensatsion mexanizm sifatida. Bu katalaza darajasining oshishi yoki peroksisoma-proliferator tomonidan faollashtirilgan retseptorlari ko-aktivatori 1- (PGC1- ) [60] darajasining oshishi bilan bogʻliq deb taxmin qilingan. Bu omillarning barchasi SNCA-A53T mutatsiyasida mavjud bo'lgan proapoptotik fenotipga yordam beradi. Otofagiya bilan bog'liq bo'lgan oqsillar, masalan, p62 yoki autofagosoma belgisi LC3 [60] ekspressiyasida o'sish kuzatiladi. Bu jarayon, ayniqsa, agrokimyoviy moddalar ta'siridan keyin SNCA-A53T iPSC neyronlarida og'irlashadi [41].

iPSC modellarida topilgan -sinuklein agregatsiyasi va patologiyasiga ta'sir qiluvchi qo'shimcha omillar

SNCAda mutatsiyalar mavjudligi oqsilning katlamlanishi va toksik turlarga agregatsiyasini belgilovchi asosiy omil bo'lsa-da, bu jarayonda boshqa omillar va o'zgaruvchilar ham rol o'ynashi ko'rsatilgan. Boshqa genlardagi mutatsiyalarga ega iPSC-dan olingan neyronlar ham -sinuklein agregatsiyasini ko'rsatadi va toksik ta'sir ko'rsatadi. LRRK2 G2019S mutatsiyasiga ega bo'lgan iPSC-dan olingan neyronlar -sinukleinning yuqori darajalariga ega va nazorat qilish bilan solishtirganda sezilarli agregatsiyaga ega [65]. Bundan tashqari, bu neyronlar oldindan tuzilgan sinuklein fibrillalari (PFF) ta'sirida haddan tashqari degeneratsiyaga sezgir. Qizig'i shundaki, bu ta'sir teskari ekanligi ko'rsatildi, mutatsiya izogenik nazoratda tuzatilganda, agregat hosil bo'lishi yumshatilgan [66]. Bundan tashqari, LRRK2 G2019S mutatsiyasiga ega bo'lgan iPSC-dan olingan neyronlarning organoid madaniyatlarida tioredoksin bilan o'zaro ta'sir qiluvchi oqsil (TXNIP) ning differentsial ifodalanishi tufayli -sinuklein agregatsiyasiga ta'sir qiluvchi yana bir omil topildi. TXNIP ilgari PD uchun xavf omili sifatida aniqlangan va uning mutatsiyasi va differentsial ifodasi LRRK2 G2019S neyronlarida -sinukleinning tezlashtirilgan to'planishiga olib keladi [67]. TXNIP mutatsiyalari, shuningdek, neyronlarda sinuklein to'planishining ortishiga hissa qo'shadigan autofagiya mexanizmlari etishmovchiligi bilan bog'liq [68]. Bu ma'lumotlarning barchasi, shuningdek, LRRK2 G2019S mutatsiyasiga ega bo'lgan PD bilan og'rigan bemorlarda sinukleinning keng patologiyasini ko'rsatadigan inson miyasi namunalari dalillariga mos keladi [69].

E3 ubiquitin ligazasini kodlovchi parkin geni (PARK2) -sinukleinni iPSC tadqiqotlarida yana bir muhim omil hisoblanadi. Yaqinda o'tkazilgan tadqiqotlar PARK2 mutatsiyalari bilan kasallangan bemorlarda iPSC-dan olingan neyronlarda -sinuklein darajalari va agregatsiyaning sezilarli darajada oshishini ko'rsatadi [70,71]. Biroq, parkin mutatsiyasiga ega bo'lgan bemorlarning miyasida Lyui tanalarining yo'qligi bu batafsil bog'liqlikni noaniq qiladi, bu parkinning o'zi sinuklein bilan o'zaro ta'sir qiluvchi oqsil, sinfilin-1 bilan o'zaro ta'sir qilishi va ubiquitinatsiya qilishi va Lyui tanalari qo'shimchalarini rag'batlantirishi mumkinligini ko'rsatadi [72] . Shuningdek, CHCHD2 T61I mutatsiyasiga ega bo'lgan iPSC dan olingan DA neyronlarida erimaydigan sinuklein to'planishini ko'rsatadigan CHCHD2 kabi kamdan-kam uchraydigan genetik xavf omillari haqida dalillar mavjud [73].

iPSC model tizimlari ushbu ulanishlarni namoyish qilishda va iPSC texnologiyasi PDda -sinuklein neyrodegeneratsiyasining murakkab molekulyar xaritalashiga olib kelishi mumkin bo'lgan foydalilik va potentsialni ta'kidlashda bebaho bo'ldi.

Sitstanche tubulosa

Kasallik modellarining iPSC modellarining cheklovlari

iPSC texnologiyasi kasalliklarni modellashtirishda yordam beradigan ko'plab afzalliklarga qaramay, hali ham ba'zi cheklovlar va engib o'tish kerak bo'lgan qiyinchiliklar mavjud. Birinchidan, eng keng tarqalgan muammo bu retrovirus va lentiviral qayta dasturlash usullaridan foydalangan holda qayta dasturlash jarayonida yuzaga kelishi mumkin bo'lgan o'smalarning paydo bo'lishidir. Qayta dasturlash jarayonining noma'lum yoki o'lchanmagan ta'siri kasalliklarga xos modellar sifatida iPSClarning haqiqiy vakili tabiatini baholashda potentsial chalg'ituvchi omil hisoblanadi. Ammo shuni ta'kidlash kerakki, so'nggi protokollar Sendai virusi yoki DNK vektorlari kabi integratsiyasiz usullardan foydalanadi va bu muammolarni minimallashtirish uchun qandaydir yo'l bo'ladi [74,75]. Ildiz hujayralarini o'rganishda yaxshi ma'lum bo'lgan yana bir to'siq - bu turli donorlardan yoki bir donordan klonlardan hosil bo'lgan iPSC'larning ichki o'zgaruvchanligi, bu o'zgaruvchanlikni ba'zi hollarda yarashtirish qiyin, chunki bu bemorning ta'siri yoki protokol effekti bo'lishi mumkin. Qayta dasturlash donor hujayralarining epigenetik barmoq izini to'liq tiklash uchun mo'ljallangan, bu aslida ma'lum hujayralar turlariga noaniq differentsiatsiya potentsialiga olib kelishi mumkin [76], ammo ba'zi ma'lumotlar epigenetik xotira madaniyatda vaqt o'tishi bilan kamayganligini ko'rsatadi [77] . PD modellashtirishda iPSC-larning asosiy cheklovlaridan biri qarish fenotipi bilan DA neyronlarini yaratishdir. Tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, qayta dasturlash jarayoni qarigan hujayrani yoshroq holatga qaytaradi, fenotiplar uzunroq telomerlarga ega, oksidlovchi stressni kamaytiradi va malakali mitoxondriyal tashkilotga ega [78,79]. Odatda barcha hujayralar normal fiziologik funktsiyani himoya qilish uchun ko'plab sifat nazorati choralarini qo'llaydi, shuning uchun fenotipik nuqsonlar faqat himoya yo'llari buzilganda namoyon bo'lishi mumkin. Shunday qilib, keksa fenotipni yaratish murakkab vazifadir, ammo ba'zi so'nggi ma'lumotlarga ko'ra, erta qarish [80] va telomeraza inhibisyonu [81] bilan bog'liq bo'lgan lamin A ning kesilgan shakli progerin qo'shilishi orqali qarilik fenotipini qo'zg'atish imkoniyati mavjud. Kasallik va ayniqsa, yoshga bog'liq kasallik holatlarini modellashtirish uchun iPSC-dan olingan neyronlardan foydalanishda ba'zi muammolar mavjud. Qiyinchiliklar va potentsial tuzoqlarga qaramay, iPSC-dan olingan neyronlar -sinuklein patologiyasini modellashtirishda qimmatli manba hisoblanadi.

-sinuklein patologiyasining iPSC modellari bilan kelajakdagi yo'nalishlar

iPSC-dan olingan neyronlar bizga "taomdagi kasallik"ni yaratishga imkon beradi, balki in vitro sharoitida kasallikning asosiy fiziologik yo'llarini batafsil o'rganishga yordam beradi. -sinuklein to'plangan turlari ko'pchilik miya PD bemorlarning miyasida topilgan va iPSCs -sinuklein va neyrodejeneratsiya o'rtasidagi munosabatlarni o'rganish, -sinukleinning fiziologik va patofiziologik rollarini o'rganish uchun kuchli vositadir. PD bilan bog'liq o'ziga xos genetik mutatsiyalarning neyronal iPSC-dan olingan modellari ma'lumotlari o'sib bormoqda va inson miyasi namunalari ma'lumotlari bilan kuchli bog'liqlikni ko'rsatmoqda [9]. Xususan, PD populyatsiyasida keng tarqalgan SNCA mutatsiyalari holatida, model sifatida iPSCs kasallikning holatini kuchli tarzda takrorlashi juda muhimdir. Bu erda ko'rib chiqilgan ma'lumotlar shuni ko'rsatadiki, iPSCs haqiqatan ham SNCA mutatsiyalarining fiziologiyasi va patofiziologiyasini o'rganish uchun ajoyib modeldir.

Odatda, SNCA mutatsiyalari boshqa oqsillar bilan birga Lyui tanalarida -sinukleinning barqarorlashishi va agregatsiyasi yoki fibrilatsiyasiga olib keladi. Ushbu agregatlangan turlar hujayrada mavjud bo'lgandan so'ng, ular mikrotubulalar kabi boshqa hujayra tuzilmalari bilan o'zaro ta'sir qiladi, aksonal mitoxondriyal transportni buzadi va natijada sinaptik terminallarning degeneratsiyasiga va hujayra yo'qolishiga olib keladi [9,26]. Bundan tashqari, muhim mitoxondriyal funktsiyalar -sinuklein oligomerlarining ATP sintazalari bilan o'zaro ta'siri tufayli buziladi, masalan, PTPlarning ochilishi, nafas olishning buzilishi va lipid peroksidatsiyasining induksiyasi [53]. Bundan tashqari, -sinuklein mitofagiyada ishtirok etuvchi oqsillar bilan o'zaro ta'sirini birlashtiradi va hujayra ichidagi nuqsonli mitoxondriyalarning tegishli ravishda tozalanishini oldini oladi [64]. Sinuklein oligomerlarining metall ionlari bilan o'zaro ta'siri neyronlarda erkin radikallar hosil bo'lishiga olib keladi va bu normal hujayra fiziologiyasining buzilishiga olib keladi va hujayra o'limiga olib keladi [54]. iPSC-dan olingan neyronlar tomonidan ko'rsatiladigan fenotiplarning aksariyati inson miyasida ham mavjud bo'lib, iPSC modellashtirishning nafaqat hujayraning fiziologik va patologik sharoitlarini taqlid qilishda, balki ularning ilgari mavjud bo'lgan yangi ma'lumotlarni ochish platformasi sifatidagi potentsial rolini ta'kidlaydi. o'lgan bemorlardan miya biopsiyalarini yig'ishga tayangan.

iPSCs yordamida kasalliklarni modellashtirish boshqa hujayra mexanizmlaridagi buzilishlar ba'zi hollarda -sinuklein to'planishi va to'planishiga olib kelishi mumkinligini tasdiqlovchi muhim dalillarni taqdim etdi. LRRK2 yoki parkindagi mutatsiyalarga ega bo'lgan PD bemorlarining iPSC-dan olingan neyronlari bu o'zaro ta'sirlarni ta'kidlaydi. Masalan, parkin mutatsiyasiga ega bo'lgan iPSC-dan olingan neyronlarda sinfilin-1 ning ubiquitinatsiyasi Lyui tanasining shakllanishida oraliq rol o'ynashi tavsiya etiladi [72]. Bundan tashqari, sinuklein to'planishiga hissa qo'shadigan asosiy mexanizmlardan biri nuqsonli agregatlarni tozalashda muhim rol o'ynaydigan nuqsonli avtofagiya va lizosomal proteolizdir. Ushbu jarayonlar LRRK2-mutatsiyaga uchragan iPSC-dan olingan neyronlarda buzilganligi ko'rsatilgan [68,82]. Ushbu tadqiqotlarning barchasida iPSC-dan olingan neyronlar inson miyasi namunalari uchun xabar qilingan fenotiplarni aks ettiradi. PD miyalarida tez-tez uchraydigan sinuklein agregatlarining sabablarini baholash murakkab va bugungi kunga qadar muvaffaqiyatsiz bo'ldi.

Herba Cistanche

PD patologiyasida sinuklein agregatsiyasining aniq roli hali ham noma'lum bo'lsa-da, adabiyotlar ushbu to'plangan turlarning hujayra ichidagi ko'plab boshqa oqsillar bilan juda murakkab o'zaro ta'sirini ko'rsatadi, bu esa nuqsonli oqsil agregatsiyasini qo'llab-quvvatlovchi hujayra yo'lining buzilishi kaskadini yaratadi va natijada degeneratsiya. Ushbu keng va murakkab molekulyar landshaftda PD bemorlarining iPSC-dan olingan modellari ushbu patologiyadagi eng keng tarqalgan mutatsiyalarning ta'sirini aniqlashga yordam beradi, bu esa PD miyasining hujayra jarayonlarini katta aniqlik bilan taqlid qila oladi. Bundan tashqari, ushbu "idishdagi kasallik" modellashtirish tizimi yuqori samarali dori-darmonlarni topishga va uyali terapiya yondashuvlarini tadqiq qilishga yordam beradi. Kelajakda CRISPR-Cas9 texnologiyasi bilan iPSClar bilan birgalikda ishlash zararli mutatsiyalarni almashtirish yoki asosiy kasallik genlaridan ko'payishlarni yo'q qilish uchun sinukleinopatiyalarga yondashuvni inqilob qilishi mumkin [83] yoki haqiqatda translatsiyadan keyingi modifikatsiyalarda ishtirok etgan gistonlar kabi tegishli mexanizmlarning modulyatsiyasi [83]. 84].

Bugungi kunga qadar bir nechta model tizimlarida olib borilgan keng qamrovli ishlar shuni ko'rsatadiki, -sinuklein agregatlari, oligomerlar va fibrillalar mavjudligi PD bilan bog'liq DA neyrodegeneratsiyasida markaziy rolga ega. iPSC-lardan foydalangan holda kasallik bilan bog'liq platforma bazasini yaxshilash va kasallik holati haqidagi tushunchamizning tez o'sishi bilan sinukleinopatiyalarni yo'naltira oladigan terapiya uchun kelajak porloq ko'rinadi.

Ma'lumotnomalar

1. Tsuiji, H. va Yamanaka, K. (2014) Neyrodegenerativ kasalliklar uchun hayvonlar modellari. Hayvonlar biotexnologiyasi, 39-56-betlar, Elsevier,

2. Bourdenx, M., Koulakiotis, NS, Sanoudou, D., Bezard, E., Dehay, B. and Tsarbopoulos, A. (2017) Prototipik neyrodegenerativ kasalliklarda oqsillarni yig'ish va neyrodejeneratsiya: amiloidopatiyalar, tauopatiyalar va sinopatiyalarga misollar. . Prog. Neyrobiol. 155, 171–193,

3. Madabhushi, R., Pan, L. va Tsai, L.-H. (2014) DNKning shikastlanishi va uning neyrodegeneratsiyaga aloqasi. Neyron 83, 266–282,

4. Rekatsina, M., Paladini, A., Piroli, A., Zis, P., Pergolizzi, JV va Varrassi, G. (2020) Oksidlanish stressi va neyrodegenerativ kasalliklarning patofizyologiyasi va terapevtik istiqbollari: rivoyatni ko'rib chiqish. Adv. U erda. 37, 113–139,

5. Kovacs, GG (2016) Neyrodejenerativ kasalliklarning molekulyar patologik tasnifi: aniq tibbiyotga murojaat qilish. Int. J. Mol. Sci. 17,

6. Kovacs, GG (2017) Neyrodegenerativ kasalliklar tushunchalari va tasnifi. Handb. Klin. Neyrol. 145, 301–307,

7. Kiely, AP, Asi, YT, Kara, E., Limuzin, P., Ling, H., Lyuis, P. va boshqalar. (2013) -G51D SNCA mutatsiyasi bilan bog'liq sinukleinopatiya: Parkinson kasalligi va ko'p tizim atrofiyasi o'rtasidagi bog'liqlik? Acta Neuropathol. 125, 753–769,

8. Zarranz, JJ, Alegre, J., G´omez-Esteban, JC, Lezcano, E., Ros, R., Ampuero, I. va boshqalar. (2004) Alfa-sinukleinning yangi mutatsiyasi, E46K, Parkinson va Lyui tanasining demansiyasini keltirib chiqaradi. Ann. Neyrol. 55, 164–173,

9. Prots, I., Grosch, J., Brazdis, R.-M., Simmnacher, K., Veber, V., Havlicek, S. va boshqalar. (2018) -Sinuklein oligomerlari inson iPSC-ga asoslangan sinukleinopatiya modellarida erta aksonal disfunktsiyani keltirib chiqaradi. Proc. Natl. akad. Sci. AQSh 115, 7813–7818,

10. McCann, H., Stevens, CH, Cartwright, H. and Halliday, GM (2014) -Synucleinopathy fenotiplari. Parkinsonizm bilan bog'liq. Buzilish. 20, S62–S67,

11. Takahashi, K., Tanabe, K., Ohnuki, M., Narita, M., Ichisaka, T., Tomoda, K. va boshqalar. (2007) Belgilangan omillar bilan kattalar odam fibroblastlaridan pluripotent ildiz hujayralarini induktsiya qilish. 131-uya, 861–872,

12. Vogel, G. (2010) Ildiz hujayralari. Idishdagi kasalliklar olib tashlanadi. Fan 330, 1172–1173,

13. Avazzadeh, S., Baena, JM, Keighron, C., Feller-Sanches, Y. and Quinlan, LR (2021) Parkinson kasalligini modellashtirish: inson patologiyasini yaxshiroq tushunishga qaratilgan iPSCs. Miya fanlari. 11,

14. S'anches-Dan'es, A., Consiglio, A., Richaud, Y., Rodr'iguez-Piz'a, I., Dehay, B., Edel, M., va boshqalar. (2012) Inson embrion ildiz hujayralari va induktsiyalangan pluripotent ildiz hujayralarida LMX1A ni lentiviral etkazib berish orqali A9 o'rta miya dopaminerjik neyronlarining samarali avlodi. Hum. Gen Ther. 23, 56–69,

15. Chambers, SM, Fasano, CA, Papapetrou, EP, Tomishima, M., Sadelain, M. and Studer, L. (2009) SMAD signalizatsiyasini ikki tomonlama inhibe qilish orqali inson ES va iPS hujayralarining yuqori samarali neyron konvertatsiyasi. Nat. Biotexnologiya. 27, 275–280,

16. Kriks, S., Shim, J.-V., Piao, J., Ganat, YM, Wakeman, DR, Xie, Z. va boshqalar. (2011) Inson ES hujayralaridan olingan dopamin neyronlari Parkinson kasalligining hayvonlar modellarida samarali tarzda o'rnatiladi. Tabiat 480, 547–551,

17. Theka, I., Caiazzo, M., Dvoretskova, E., Leo, D., Ungaro, F., Curreli, S. va boshqalar. (2013) Hujayra nasli transkripsiya omillaridan foydalangan holda bir bosqichli protsedura orqali inson tomonidan qo'zg'atilgan pluripotent ildiz hujayralaridan funktsional dopaminerjik neyronlarning tezkor avlodi. Ildiz hujayralari Transl. Med. 2, 473–479,

18. Vang, M., Ling, K.-H., Tan, JJ va Lu, C.-B. (2020) O'rta miya dopaminerjik neyronining rivojlanishi va differentsiatsiyasi: skameykadan yotoq yoniga. Hujayralar 9,

19. Marton, RM va Ioannidis, JPA (2019) Inson pluripotent ildiz hujayralaridan dopaminerjik neyronlarni olish protokollarining keng qamrovli tahlili. Ildiz hujayralari Transl. Med. 8, 366–374,

20. Maroteaux, L., Campanelli, JT va Scheller, RH (1988) Synuclein: yadro va presinaptik nerv terminalida lokalizatsiya qilingan neyronga xos protein. J. Neurosci. 8, 2804–2815,

21. Uversky, VN, Li, J. and Fink, AL (2001) Alfa-sinuklein fibril hosil bo'lishida qisman katlanmış qidiruv mahsulot uchun dalillar. J. Biol. Kimyo. 276, 10737–10744,

22. Theillet, F.-X., Binolfifi, A., Bekei, B., Martorana, A., Rose, HM, Stuiver, M. va boshqalar. (2016) Sutemizuvchilar hujayralarida monomerik -sinukleinning strukturaviy buzilishi saqlanib qoladi. Tabiat 530, 45–50,

23. Buell, AK, Galvagnion, C., Gaspar, R., Sparr, E., Vendruscolo, M., Knowles, TPJ va boshqalar. (2014) Eritma shartlari -sinuklein agregatsiyasida yadrolanish va o'sish jarayonlarining nisbiy ahamiyatini aniqlaydi. Proc. Natl. akad. Sci. AQSh 111, 7671–7676,

24. Rovere, M., Sanderson, JB, Fonseca-Ornelas, L., Patel, DS and Bartels, T. (2018) Lipid interfeyslari bilan vaqtinchalik o'zaro ta'sir qilish orqali spiral eruvchan -sinukleinning qayta tiklanishi. FEBS Lett. 592, 1464–1472,

25. Moons, R., Konijnenberg, A., Mensch, C., Van Elzen, R., Johannessen, C., Maudsley, S. va boshqalar. (2020) Metall ionlari shakli -sinuklein. Sci. Rep. 10, 16293,

26. Bertoncini, CW, Fernandez, CO, Griesinger, C., Jovin, TM va Zweckstetter, M. (2005) Alfa-sinukleinning neyrotoksikligi kuchaygan oilaviy mutantlari beqarorlashgan konformatsiyaga ega. J. Biol. Kimyo. 280, 30649–30652,

27. G'olib, B., Jappelli, R., Maji, SK, Desplats, PA, Boyer, L., Aigner, S. va boshqalar. (2011) Alfa-sinuklein oligomerlari toksik ekanligini in vivo namoyishi. Proc. Natl. akad. Sci. AQSh 108, 4194–4199,

28. Polimeropoulos, MH, Lavedan, C., Leroy, E., Ide, SE, Dehejia, A., Dutra, A. va boshqalar. (1997) Parkinson kasalligi bo'lgan oilalarda aniqlangan alfa-sinuklein genidagi mutatsiya. Fan 276, 2045–2047,

29. Lashuel, HA, Overk, CR, Oueslati, A. va Masliah, E. (2013) -sinukleinning ko'p yuzlari: tuzilish va toksiklikdan terapevtik maqsadgacha. Nat. Rev. Neurosci. 14, 38–48,

30. Kabin, DE, Shimazu, K., Merfi, D., Koul, NB, Gottschalk, V., McIlwain, KL va boshqalar. (2002) Sinaptik pufakchalarning kamayishi alfa-sinukleinga ega bo'lmagan sichqonlarda uzoq vaqt takrorlanadigan stimulyatsiyaga zaiflashtirilgan sinaptik javoblar bilan bog'liq. J. Neurosci. 22, 8797–8807,

31. Burr´e, J., Sharma, M., Tsetsenis, T., Buchman, V., Etherton, MR and S¨udhof, TC (2010) Alpha-sinuklein in vivo va in vitroda SNARE-kompleks birikmasini rag'batlantiradi. Fan 329, 1663–1667,

32. Miraglia, F., Ricci, A., Rota, L. va Colla, E. (2018) Alfa-sinuklein agregatlarining hujayra osti lokalizatsiyasi va ularning membranalar bilan o'zaro ta'siri. Neyron yangilanishi. Res. 13, 1136–1144,

33. Carnwath, T., Mohammed, R. and Tsiang, D. (2018) Parkinson kasalligi patogenezida -sinukleinning mikrotubula barqarorligiga bevosita va bilvosita ta'siri. Neyropsixiatr. Dis. Davolanish. 14, 1685–1695,

34. Wersinger, C. va Sidhu, A. (2003) -sinuklein tomonidan dopamin tashuvchi faolligini susaytirishi. Nevrologlar. Lett. 340, 189–192,

35. Li, FJ, Liu, F., Pristupa, ZB va Niznik, HB (2001) Alfa-sinukleinning dopamin tashuvchilariga to'g'ridan-to'g'ri bog'lanishi va funktsional ulanishi dopamin bilan bog'liq apoptozni tezlashtiradi. FASEB J. 15, 916–926

36. Ahn, B.-H., Rhim, H., Kim, SY, Sung, Y.-M., Li, M.-Y., Choi, J.-Y. va boshqalar. (2002) alfa-sinuklein fosfolipaza D izozimlari bilan o'zaro ta'sir qiladi va inson embrion buyragi-293 hujayralarida pervanadat tomonidan induktsiya qilingan fosfolipaz D faollashuvini inhibe qiladi. J. Biol. Kimyo. 277, 12334–12342,

37. Gorbatyuk, OS, Li, S., Nguyen, FN, Manfredsson, FP, Kondrikova, G., Sullivan, LF va boshqalar. (2010) - Sichqoncha nigradagi sinuklein ifodasi fosfolipaza D2 toksikligini va nigral neyrodejeneratsiyani bostiradi. Mol. U erda. 18, 1758–1768,

38. Ferreira, SA va Romero-Ramos, M. (2018) Parkinson kasalligi paytida mikroglia reaktsiyasi: alfa-sinuklein aralashuvi. Old. Hujayra. Nevrologlar. 12, 247,

39. Grozdanov, V. va Danzer, KM (2020) Hujayra ichidagi alfa-sinuklein va immun hujayra funktsiyasi. Old. Hujayra Dev. Biol. 8, 562692,

40. Devine, MJ, Ryten, M., Vodicka, P., Tomson, AJ, Burdon, T., Houlden, H. va boshqalar. (2011) Parkinson kasalligi pluripotent ildiz hujayralarini -sinuklein lokusining uch marta ko'payishiga olib keldi. Nat. Kommun. 2, 440,

41. Rayan, SD, Dolatabadi, N., Chan, SF, Zhang, X., Axtar, MW, Parker, J. va boshqalar. (2013) Isojenik inson iPSC Parkinson modeli MEF2-PGC1 transkripsiyasida nitrozativ stressdan kelib chiqqan disfunktsiyani ko'rsatadi. 155-uya, 1351–1364,

42. Barbuti, P., Antoni, P., Santos, B., Massart, F., Cruciani, G., Dording, C. va boshqalar. (2020) Bir hujayrali gen bilan tuzatilgan bemor tomonidan olingan iPS klonlarini yaratish uchun yuqori kontentli skriningdan foydalanish oilaviy Parkinson kasalligi A30P nuqta mutatsiyasiga ega ortiqcha alfa-sinukleinni aniqlaydi. Hujayralar 9,

43. Deng, H. va Yuan, L. (2014) SNCA va Parkinson kasalligida genetik variantlar va hayvonlar modellari. Qarish Res. Vahiy 15, 161–176,

44. Kasten, M. va Klein, C. (2013) Alfa-sinuklein mutatsiyalarining ko'p yuzlari. dus. Buzilish. 28, 697–701,

45. Singleton, AB, Farrer, M., Jonson, J., Singleton, A., Hague, S., Kachergus, J. va boshqalar. (2003) alfa-sinuklein lokusuning triplikatsiyasi Parkinson kasalligiga sabab bo'ladi. Fan 302, 841,

46. ​​Oliveira, LMA, Falomir-Lockhart, LJ, Botelho, MG, Lin, KH, Wales, P., Koch, JC va boshqalar. (2015) SNCA genining triplikatsiyasi natijasida ko'tarilgan -sinuklein Parkinsonning bemor tomonidan kelib chiqqan pluripotent ildiz hujayralarida neyronlarning differentsiatsiyasi va kamolotini buzadi. Hujayra o'limi Dis. 6, e1994,

47. Lin, L., G¨oke, J., Chukuroglu, E., Dranias, MR, VanDongen, AMJ va Stanton, LW (2016) Genetik jihatdan xilma-xil Parkinson kasalligi bo'lgan bemorlarni in vitro modellashtirish orqali aniqlangan neyrodejeneratsiyaning asosiy molekulyar xususiyatlari. Hujayra vakili 15, 2411–2426,

48. Tagliafifierro, L., Zamora, ME va Chiba-Falek, O. (2019) SNCA lokusining ko'payishi neyron yadroviy qarishini kuchaytiradi. Hum. Mol. Genet. 28, 407–421,

49. Heman-Ackah, SM, Manzano, R., Hoozemans, JJM, Scheper, W., Flynn, R., Hagerty, W. va boshqalar. (2017) Alfa-sinuklein Parkinson kasalligida SNCA uchlik iPSC-dan kelib chiqqan neyronlarda ochilgan oqsil reaktsiyasini keltirib chiqaradi. Hum. Mol. Genet. 26, 4441–4450,

50. Vaskes, V., Mitra, J., Hegde, PM, Pandey, A., Sengupta, S., Mitra, S. va boshqalar. (2017) Xromatin bilan bog'langan oksidlangan -sinuklein Parkinson kasalligining in vitro modellarida neyron genomlarida zanjir uzilishiga olib keladi. J. Altsgeymer kasalligi. 60, S133–S150,

51. Brazdis, R.-M., Alecu, JE, Marsch, D., Dahms, A., Simmnacher, K., L ¨orentz, S. va boshqalar. (2020) Oilaviy Parkinson kasalligining inson iPSC-ga asoslangan modelida miya mintaqasiga xos neyron zaifligini namoyish qilish. Hum. Mol. Genet. 29, 1180–1191,

52. Flierl, A., Oliveira, LMA, Falomir-Lockhart, LJ, Mak, SK, Hesley, J., Soldner, F. va boshqalar. (2014) Alfa-sinuklein genining triplikatsiyasini tashuvchi neyron prekursor hujayralarining yuqori zaifligi va stressga sezgirligi. PLoS ONE 9, e112413,

53. Ludtmann, MHR, Angelova, PR, Horrocks, MH, Choi, ML, Rodrigues, M., Baev, AY va boshqalar. (2018) -sinuklein oligomerlari ATP sintaza bilan o'zaro ta'sir qiladi va Parkinson kasalligida o'tkazuvchanlik o'tish ko'zalarini ochadi. Nat Commun. 9, 2293,

54. Deas, E., Cremades, N., Angelova, PR, Ludtmann, MHR, Yao, Z., Chen, S. va boshqalar. (2016) Alfa-sinuklein oligomerlari Parkinson kasalligida oksidlovchi stress va neyronlarning o'limini keltirib chiqarish uchun metall ionlari bilan o'zaro ta'sir qiladi. Antioksid. Redoks signali. 24, 376–391,

55. Byers, B., Cord, B., Nguyen, HN, Sch ¨ule, B., Fenno, L., Li, PC va boshqalar. (2011) SNCA triplikatsiyasi Parkinson bemorining iPSC-dan olingan DA neyronlari -sinukleinni to'playdi va oksidlovchi stressga sezgir. PLoS ONE 6, e26159,

56. Zygogianni, O., Antoniou, N., Kalomoiri, M., Kouroupi, G., Taoufifik, E. va Matsas, R. (2019) Oilaviy Parkinson kasalligini inson tomonidan qo'zg'atilgan pluripotent ildiz hujayralari bilan in vivo fenotiplash: dalil - kontseptsiyani o'rganish. Neyrokimyo. Res. 44, 1475–1493,

57. Conway, KA, Harper, JD and Lansbury, PT (1998) Erta boshlangan Parkinson kasalligi bilan bog'liq mutant alfa-sinuklein tomonidan in vitro fibril shakllanishini tezlashtirdi. Nat. Med. 4, 1318–1320,

58. Khurana, V., Peng, J., Chung, CY, Auluck, PK, Fanning, S., Tardiff, DF va boshqalar. (2017) Genom miqyosidagi tarmoqlar neyrodegenerativ kasallik genlarini o'ziga xos molekulyar yo'llar orqali -sinuklein bilan bog'laydi. Hujayra tizimi. 4, 157.e14–170.e14,

59. Dettmer, U., Newman, AJ, Soldner, F., Luth, ES, Kim, NC, von Saucken, VE va boshqalar. (2015) Parkinsonga olib keladigan sinuklein noto'g'ri mutatsiyalar kasallikning boshlanishi mexanizmi sifatida mahalliy tetramerlarni monomerlarga o'tkazadi. Nat. Kommun. 6, 7314,

60. Zambon, F., Cherubini, M., Fernandes, HJR, Lang, C., Ryan, BJ, Volpato, V. va boshqalar. (2019) Hujayra-sinuklein patologiyasi Parkinsonning iPSC-dan olingan dopamin neyronlarida bioenergetik disfunktsiya bilan bog'liq. Hum. Mol. Genet. 28, 2001–2013,

61. Cuddy, LK, Wani, WY, Morella, ML, Pitcairn, C., Tsutsumi, K., Fredriksen, K. va boshqalar. (2019) Stressdan kelib chiqqan hujayra tozalanishi SNARE oqsili ykt6 tomonidan vositachilik qiladi va -sinuklein tomonidan buziladi. Neyron 104, 869.e11–884.e11,

62. Kouroupi, G., Taoufifik, E., Vlachos, IS, Tsioras, K., Antoniou, N., Papastefanaki, F. va boshqalar. (2017) Oilaviy Parkinson kasalligining inson iPSC-ga asoslangan modelida nuqsonli sinaptik ulanish va aksonal nevropatologiya. Proc. Natl. akad. Sci. AQSh 114, E3679–E3688,

63. Stykel, MG, Humphries, K., Kirby, MP, Czaniecki, C., Vang, T., Ryan, T. va boshqalar. (2018) Mikrotubulalar nitratsiyasi Parkinson kasalligining inson pluripotent ildiz hujayralari modelida aksonal mitoxondriyal transportni bloklaydi. FASEB J. 32, 5350–5364,

64. Shaltouki, A., Hsieh, C.-H., Kim, MJ va Vang, X. (2018) Alpha-sinuklein mitofagiyani kechiktiradi va Miro nishonga olish Parkinson modellarida neyron yo'qotilishini qutqaradi. Acta Neuropathol. 136, 607–620,

65. Nguyen, HN, Byers, B., Kord, B., Shcheglovitov, A., Byrne, J., Gujar, P. va boshqalar. (2011) LRRK2 mutant iPSC-dan olingan DA neyronlari oksidlovchi stressga nisbatan sezgirlikni oshiradi. Hujayra ildiz hujayrasi 8, 267-280,

66. Bieri, G., Brahic, M., Bousset, L., Couthouis, J., Kramer, NJ, Ma, R. va boshqalar. (2019) LRRK2 -syn patologiyasini o'zgartiradi va sichqoncha modellari va inson neyronlarida tarqaladi. Acta Neuropathol. 137, 961–980,

67. Kim, H., Park, HJ, Choi, H., Chang, Y., Park, H., Shin, J. va boshqalar. (2019) 3D o'rta miya organoidlarida G2019S-LRRK2 sporadik Parkinson kasalligini modellashtirish. Ildiz hujayra vakili 12, 518–531,

68. Reinhardt, P., Shmid, B., Burbulla, LF, Sch ¨ondorf, DC, Vagner, L., Glatza, M. va boshqalar. (2013) Inson iPSClarida LRRK2 mutatsiyasining genetik tuzatishi parkinson neyrodejeneratsiyasini gen ekspressiyasidagi ERKga bog'liq o'zgarishlar bilan bog'laydi. Hujayra Ildiz Hujayrasi. 12, 354–367,

69. Schiesling, C., Kieper, N., Seidel, K. and Kr¨uger, R. (2008) Ko'rib chiqish: Oilaviy Parkinson kasalligi - genetika, kasallikning keng tarqalgan sporadik shakli haqida klinik fenotip va nevropatologiya. Neyropatol. Ilova. Neyrobiol. 34, 255–271,

70. Shaltouki, A., Sivapatham, R., Pei, Y., Gerencser, AA, Momˇcilovi ´c, O., Rao, MS va boshqalar. (2015) PARK2 bemorga xos va PARK2 nokautli izogen iPSC liniyalari yordamida dopaminerjik neyronlarda PARKIN tomonidan mitoxondrial o'zgarishlar. Ildiz hujayra vakili 4, 847–859,

71. Imaizumi, Y., Okada, Y., Akamatsu, V., Koike, M., Kuzumaki, N., Hayakawa, H. va boshqalar. (2012) PARK2 iPSC-dan olingan neyronlar va o'limdan keyingi miya to'qimalarida oksidlovchi stressning kuchayishi va -sinuklein to'planishi bilan bog'liq mitoxondrial disfunktsiya. Mol. Miya 5, 35,

72. Chung, KK, Zhang, Y., Lim, KL, Tanaka, Y., Huang, H., Gao, J. va boshqalar. (2001) Parkin alfa-sinuklein bilan o'zaro ta'sir qiluvchi protein, sinfilinni ubiquitinatsiya qiladi-1: Parkinson kasalligida Lyui tanasining shakllanishiga ta'siri. Nat. Med. 7, 1144–1150,

73. Ikeda, A., Nishioka, K., Meng, X., Takanashi, M., Hasegawa, I., Inoshita, T. va boshqalar. (2019) CHCHD2 mutatsiyalari -sinuklein agregatsiyasini keltirib chiqaradi. Hum. Mol. Genet. 28, 3895–3911,

74. Papapetrou, EP va Sadelain, M. (2011) Transgensiz inson tomonidan qo'zg'atilgan pluripotent ildiz hujayralarini ekssizlanadigan yagona polikistronik vektor bilan ishlab chiqarish. Nat. Protok. 6, 1251–1273,

75. Narsinh, KH, Jia, F., Robbins, RC, Kay, MA, Longaker, MT and Wu, JC (2011) Virusli bo'lmagan minicircle DNK vektorlari yordamida kattalar odami tomonidan qo'zg'atilgan pluripotent ildiz hujayralarini yaratish. Nat. Protok. 6, 78–88,

76. Kim, K., Zhao, R., Doi, A., Ng, K., Unternaehrer, J., Cahan, P. va boshqalar. (2011) Donor hujayra turi inson tomonidan qo'zg'atilgan pluripotent ildiz hujayralarining epigenomiga va differentsiatsiya potentsialiga ta'sir qilishi mumkin. Nat. Biotexnologiya. 29, 1117–1119,

77. Nishino, K., Toyoda, M., Yamazaki-Inoue, M., Fukawatase, Y., Chikazawa, E., Sakaguchi, H. va boshqalar. (2011) Vaqt o'tishi bilan inson tomonidan qo'zg'atilgan pluripotent ildiz hujayralarida DNK metilatsiyasi dinamikasi. PLoS Genet. 7, e1002085,

78. Yehezkel, S., Rebibo-Sabbah, A., Segev, Y., Zuckerman, M., Shaked, R., Huber, I. va boshqalar. (2011) Odam tomonidan qo'zg'atilgan pluripotent ildiz hujayralarini yaratishda telomerik hududlarni qayta dasturlash va keyinchalik fibroblastga o'xshash hosilalarga ajratish. Epigenetika 6, 63–75,

79. Rohani, L., Jonson, AA, Arnold, A. va Stolzing, A. (2014) Qarish belgisi: induktsiyalangan pluripotent ildiz hujayralarining o'ziga xos belgisi? Qarish hujayrasi 13, 2–7,

80. Miller, JD, Ganat, YM, Kishinevskiy, S., Bowman, RL, Liu, B., Tu, EY va boshqalar. (2013) Progerin tomonidan qo'zg'atilgan qarish orqali kech boshlangan kasallikning inson iPSC asosida modellanishi. Hujayra ildiz hujayrasi 13, 691–705,

81. Vera, E., Bosco, N. va Studer, L. (2016) Telomeraza manipulyatsiyasi orqali neyronlarning yoshga bog'liq fenotiplarini qo'zg'atish orqali kech boshlangan inson iPSC-ga asoslangan kasallik modellarini yaratish. Hujayra vakili 17, 1184–1192,

82. S'anches-Dan'es, A., Richaud-Patin, Y., Carballo-Carbajal, I., Jim'enez-Delgado, S., Kreyg, C., Mora, S. va boshqalar. (2012) Genetik va sporadik Parkinson kasalligining inson iPS-ga asoslangan modellaridan dopamin neyronlarida kasalliklarga xos fenotiplar. EMBO Mol. Med. 4, 380–395,

83. Safari, F., Hatam, G., Behbahani, AB, Rezaei, V., Barekati-Mowahed, M., Petramfar, P. va boshqalar. (2020) CRISPR tizimi: Parkinson kasalligini tadqiq qilish va davolash uchun yuqori samarali asboblar to'plami. Hujayra. Mol. Neyrobiol. 40, 477–493, h

84. Guhathakurta, S., Kim, J., Adams, L., Basu, S., Song, MK, Adler, E. va boshqalar. (2021) SNCA da ko'tarilgan giston belgilarining maqsadli susayishi Parkinson kasalligida -sinukleinni engillashtiradi. EMBO Mol. Med. 13, e12188,

Jara M. Baena-Montes1 , Sahar Avazzade1 va Leo R. Quinlan1,2

1. Fiziologiya tibbiyot maktabi, Irlandiya Milliy universiteti Galway, Galway, Irlandiya;

2. C ´ URAM SFI Tibbiy asboblarni tadqiq qilish markazi, Irlandiya Milliy universiteti Galway, Galway, Irlandiya