Iompar Dinimiciúla Mitochondrial a Thuar i nGalar Néar-mheathlúcháin atá Sainithe go Géiniteach Cuid 1

Coimriú:

Cuimsíonn dinimic mitochondrial comhleá mitochondrial, eamhnú, agus gluaiseacht. Is cosúil go bhfuil eamhnú agus comhleá miteachondrial uileláithreach, ach tá gluaiseacht miteachondrial thar a bheith tábhachtach maidir le hiompar orgánail trí acóin néarónach.

Is cuid an-tábhachtach den chill iad mitochondria. Tá mitochondria cosúil le "monarchana fuinnimh" na cille, ag tógáil fuinnimh ó bhia agus é a thiontú ina adenosine triphosphate (ATP) chun na cille a úsáid. Tá mitochondria ríthábhachtach do go leor gnéithe den chorp, lena n-áirítear sláinte an chroí agus na matáin agus deisiú cealla damáiste.

Mar sin féin, tá a gcaidreamh le cuimhne ar cheann de na réimsí is nuaí agus is spreagúla a bhaineann le feidhm na mitochondria. Tá sé léirithe ag roinnt staidéir nach bhfuil feidhm na mitochondria teoranta don fhuinneamh a theastaíonn ón gcill a sholáthar. Féadfaidh siad cur isteach ar ár bhfeidhmeanna cognaíocha freisin, ár gcuimhne san áireamh.

Fuair ​​​​staidéar amháin amach go bhféadfadh cur isteach ar chomharthaíocht a bhaineann le cuimhne a bheith mar thoradh ar dhamáiste mitochondrial. Fuair ​​​​taighdeoirí amach freisin, trí líon na mitochondria a mhéadú agus mitochondria damáiste a dheisiú, gur féidir leo feidhm chuimhne na lucha a fheabhsú. Tugann na torthaí seo le tuiscint mhaith dúinn go bhfuil gaol dlúth idir feidhm na miteachondrial agus an chuimhne.

Tá sláinte na mitochondria ríthábhachtach freisin maidir le feidhm chuimhne fadtéarmach i ndaoine. Tá sé léirithe ag roinnt staidéir, de réir mar a théann daoine in aois, go dtagann meath ar fheidhm na mitochondria, agus dá bhrí sin, go gcuirtear isteach ar roinnt coinníollacha cognaíocha freisin. Áirítear leis seo galair mar néaltrú agus galar Alzheimer.

Ar ndóigh, tá gá le níos mó taighde chun ról cruinn na mitochondria i gcuimhne an duine a chinneadh. Mar sin féin, cuireann na staidéir atá luaite againn thuas roinnt faisnéise fíor-thábhachtach ar fáil do dhaoine fós. Trí ár mitochondria a chosaint, b'fhéidir go mbeimid in ann ár gcuimhne a chosaint níos fearr, rud a chabhróidh linn tuiscint níos fearr a fháil ar conas galair a bhaineann le feidhm chognaíoch a chosc agus a chóireáil.

I mbeagán focal, is cuid fíor-riachtanach dár gcorp iad mitochondria agus tá ról ríthábhachtach acu maidir le fuinneamh a sholáthar. Thairis sin, léiríonn an taighde is déanaí gur féidir le feidhm mitochondrial difear a dhéanamh freisin ar chuimhne an duine. Ba cheart dúinn ár dtuiscint ar fheidhm miteachondrial a neartú agus é a chosaint go cuí ionas gur féidir linn an baol galair a bhaineann le cuimhne a laghdú agus saol níos sláintiúla a chaitheamh. Is féidir a fheiceáil go gcaithfimid cuimhne a fheabhsú. Is féidir le Cistanche cuimhne a fheabhsú go suntasach toisc go bhfuil éifeachtaí frithocsaídeacha, frith-athlastacha agus frith-aosaithe ag Cistanche, a d'fhéadfadh cabhrú le freagraí ocsaídiúcháin agus athlastacha san inchinn a laghdú, rud a chosnaíonn sláinte an néarchórais. Ina theannta sin, is féidir le Cistanche fás agus deisiú na gcealla néaróige a chur chun cinn, rud a fheabhsaíonn nascacht agus feidhm líonraí néaracha. Is féidir leis na héifeachtaí seo cabhrú le cuimhne, cumas foghlama, agus luas smaointeoireachta a fheabhsú, agus féadann siad cosc ​​a chur ar mhífheidhm chognaíoch agus galair neurodegenerative freisin.

Cliceáil a fhios 10 bealaí chun cuimhne a fheabhsú

Anseo, déanaimid athbhreithniú ar róil na bpróiseas dinimiciúla mitochondrial éagsúil i gcainníocht mitochondrial agus rialú cáilíochta, ag cur béime ar a dtionchar ar an gcóras néareolaíoch i ngalar Charcot-Marie-Tooth cineál 2A, scléaróis cliathánach amyotrófach, ataxia Friedrich, atrophy snáthoptaice ceannasach, agus Alzheimer's, Huntington, agus Parkinson. ' galair.

Chomh maith le meicníochtaí agus coincheapa, déanaimid iniúchadh mionsonraithe ar chur chuige teicniúil éagsúla chun mífheidhmiú miteachondrial dinimiciúla in vitro a thomhas, déanaimid cur síos ar conas is féidir torthaí ó staidéir chultúir fíocháin a chur i bhfeidhm chun tuiscint níos fearr a fháil ar dhinimiceas mitochondrial i ngalar néar-mheathlúcháin daonna, agus molaimid conas is féidir an t-ardán turgnamhach seo a bheith. a úsáidtear chun teiripí iarrthóir a mheas i ngalar éagsúla nó othair aonair ag roinnt an diagnóis chliniciúil chéanna.

Keywords: dinimic mitochondrial; galair neurodegenerative; mitofusin.

1. Réamhrá

Braitheann an saol aeróbach ar fhosfarylation ocsaídiúcháin miteachondrial chun ATP a ghiniúint a chothaíonn an chuid is mó de na próisis bhitheolaíocha.

Bhí an caidreamh siombóiseach idir cealla ósta agus mitochondria, a ndearna a sinsir baictéarach ionradh ar orgánaigh aoncheallacha primitive thart ar 1.5 billiún bliain ó shin [1,2], lárnach d'éabhlóid na beatha ilcheallach ar an Domhan.

Tá an gaol seo do-dhírithe, mar ní féidir le horgánaigh óstaigh maireachtáil gan a gcuid miteacoindria cónaitheach, agus tá ~99% dá DNA easpórtáilte ag miteacoindrí chun géanóim núicléacha a óstáil.

Le hiompar cuí comhthéacsúil atá riachtanach le haghaidh hoiméastáis meitibileach, bithghineas mitochondrial, agus athsholáthar cláraithe ar mhiotochondria senescent (mitophagy) nó cealla (apoptosis) a ordú, is gá go ndéanfadh mitochondria agus cealla óstaigh cumarsáid agus uathriail orgánail aonair a chothabháil mar oidhreacht dá n-sinsear baictéarach.

Is cuid lárnach den chomhordú cille-organelle seo é dinimiceas mitochondrial [3]. Áirítear le dinimic mitochondrial eamhnú miteachondrial, comhleá, agus motility [4,5].

Ag an leibhéal breathnóireachta, is próisis ar leith iad seo a gcinntear a ngníomhaíocht de réir cineáil cille agus comhthéacs pathfiseolaíoch. Dá bhrí sin, is cuid de líonraí an-idirnasctha iad na miteacoindria i bhfiobróis chiúin ina ndéantar comhleá miteachondrial agus eamhnú trí athmhúnlú struchtúrach leanúnach ar an gcomhthiomsú; is annamh a bhíonn iompar fo-cheallacha faoi stiúir na miteacondria aonair (~2%–4%).

Mar sin féin, roimh mhiotasóis fibroblast agus cítocinesis, déantar ilroinnt trí mheán an scoilteadh ar an ngréasán miteachondrial, rud a fhágann gur féidir thart ar leath de na horgánaigh aonair dá bharr a dhíriú isteach i ngach réamhtheachtaithe cille iníon [6].

I gcodarsnacht leis sin, is cosúil gur grúpaí statacha de orgánail aonair iad mitochondria de mhiocítí cairdiacha agus chnámharlaigh atá suite idir mióicítí; is annamh a bhíonn comhleá agus eamhnú [7,8].

I néaróin, téann dinimiceas mitochondrial ar aghaidh de réir an tsuímh fhocheallach: tá mitochondria i soma néarónach ann mar bhraislí perinuclearacha seasta, tá mitochondria laistigh de phróisis néaróin ar ancaire i mbraislí beaga (~70%) nó go bhfuil siad ag dul faoi iompar réamhghrád nó aischéimnitheach (~30%). , agus mitochondria laistigh de acomhail néar-mhatánach synaptic is gnách go mbíonn orgánaigh aonair stáiseanóireachta [9,10].

D'fhéadfadh éagsúlacht struchtúr mitochondrial agus cur i bhfeidhm difreálach dinimic mitochondrial de réir cineál cille agus suíomh subcellular a mhíniú cén fáth a mbíonn tionchar is mó ag mífheidhmiú dinimiciúil mitochondrial ar an gcóras néareolaíoch [1l].

Anseo, cuirimid forbhreathnú ar fáil ar dhinimiceas mitochondrial agus ar mhífheidhm dhinimiciúil mar a bhaineann siad le galair ghéiniteacha néar-mheathlúcháin agus déantar cur síos ar chur chuige maidir lena measúnú i gcórais thurgnamhach réamhchliniciúla in vitro agus in vivo.

2. Comhleá Mitochondrial, Comhleá, agus Motility

Breathnaítear go héasca ar eamhnú mitochondrial, comhleá agus motility mar phróisis inláimhsithe aonair. Tuigtear go mion na meicníochtaí móilíneacha agus fachtóirí criticiúla idirghabhála mitochondrialdynamism agus bhí siad ina n-ábhar athbhreithnithe mionsonraithe go leor [4,5,12,13].

Rud atá tábhachtach, tá eamhnú miteachondrial, comhleá agus iompar idirghaolmhar go fiseolaíoch agus go meicniúil agus faoi réir rialú comhordaithe. Is modh é eamhnú mitochondria sláintiúil le haghaidh macasamhlú organelle, atáirgeadh baictéarach athchaipitlitheancestral [14].

Chun mitochondria cille a mhéadú go huimhriúil, déanann organelles tuismitheora sláintiúla a gcuid géanóim miteachondrial a dhúbailt agus déanann siad eamhnú macasamhail siméadrach ina dhá iníon-mhíteachondria, agus is féidir le gach duine acu bheith ina bhall den chomhbhailiúchán mitochondrial cille ósta trí: 1.

"Ag fás" mar orgánail aonair trí thrascríobh agus aistriúchán ar a 13 ghéine mitochondrial DNA miteachondrial códaithe próitéine (mtDNA) agus ionchorprú na céadta próitéiní miteachondrial ionchódaithe núicléach (bithgenesis miteachondrial le chéile ar a dtugtar); nó 2 .

Ceangal, trí chomhleá le líonra idirnasctha mitochondrial. Mar sin, mar thoradh ar eamhnú siméadrach miteachondrial macasamhail, bithghineas tomitochondrial agus comhleá miteachondrial araon (Fíor 1).

I gcodarsnacht leis sin, is éard atá i eamhnú neamhshiméadrach miteachondrón tuismitheora gortaithe/seanaoise an próiseas chun comhpháirteanna damáiste a bhaint go roghnach trína leithscaradh agus a scaradh isteach i gceann de na hin-orgánéil; baintear an iníon seo ar deireadh thiar agus athchúrsáiltear a cuid comhchodanna [15].

Tar éis eamhnú neamhshiméadrach, féadann an iníon-mhíteachondrón mór sláintiúil dul faoi aibiú bithghineach nó comhleá comhtháthaithe, díreach mar a bhíonn in eamhnú macasamhail d'iníonacha.

Mar sin féin, cuirtear cosc ​​ar chomhleá a dhéanamh ar an iníon-mhíteachondrion níos lú ina bhfuil eilimintí damáiste agus a thaispeánann go hiondúil diomailt ∆Ψm (grádán prótóin membrane leictriceimiceach inmheánach a thiomáineann feidhm choimpléascach riospráide) agus ina ionad sin dírítear air lena bhaint trí mhiotaphagi (uathphagi sonrach mitochondrial).

Mar sin, cuireann eamhnú miteachondrial neamhshiméadrach ar chumas agus faoi chois comhleá miteachondrialach, bithghineasaithe agus miteaphaga, ag brath ar stádas sláinte na hiníon miteachondria (Fíor 1).

Dá réir sin, tá eamhnú miteachondrial riachtanach chun cainníocht tomitochondrial a rialú (trí eamhnú macasamhail agus bithghéineas) agus rialú cáilíochta miteachondrial (trí eamhnú neamhshiméadrach agus miteaphaga).

Ar an ábhar sin, d’fhéadfaí a thuar go mbeadh tionchar tromchúiseach ag hoiméastáis miteachondrial dá gcuirfí isteach ar eamhnú miteachondrial nó dá ndéanfaí dírialú air.

Ag teacht leis an nóisean seo, bhí baint le maolú meitibileach thar a bheith neamhchoitianta, marfach, agus ilchórasach le sócháin dhíobhálacha den phróitéin eamhnaithe criticiúil mitochondrial, DRP1 [16-19], cé go bhfuil sócháin ceannasacha i géineas DNM1L ina chúis le atrophy snáthoptaice ceannasach (DOA) le sócháin measartha éadrom. feinitíopa [20].

Tá comhleá mitochondrial lárnach d’aibiú mitochondrial iar-replicative agus comhtháthú na n-iníon organelles isteach i líonraí mitochondrial. Meicníocht leithleasach é comhleá mitochondrial freisin a chothaíonn folláine na mitochondria aonair.

Tá an próiseas seo bunaithe ar choincheap an deisiúcháin trí chros-chomhlánú [21] (Fíor 1). Mar shampla, bíonn iliomad cóipeanna neamhspleácha dá ngéanóim mtDNA i mitochondria, rud a charnann le himeacht ama.

Má tá an t-ualach sóchán mtDNA an-ard, is féidir eamhnú neamhshiméadrach a úsáid chun na géanóim chiontacha a fhorlámhú agus a dhíchur (vide supra). Mar sin féin, nuair nach bhfuil na sócháin mtDNA díobhálach a dhóthain chun eamhnú neamhshiméadrach a spreagadh, is féidir le mitochondria lagaithe géanóim a chomhleá agus a mhalartú, agus ar an gcaoi sin ag soláthar teimpléid neamhdamagedmtDNA le haghaidh deisiúcháin frithpháirteach [22].

Baineann an coincheap céanna maidir le deisiú trí chomhlánú (nó caolú) le próitéiní agus seicní miteachondrial [23].

Léirítear an ról lárnach a imríonn comhleá mitochondrial i gcothabháil organelle i gcealla atá easnamhach go dúbailte i bpróitéiní comhleá membrane mitochondrial seachtrach mitofusin (MFN) 1 agus 2, a léiríonn ní hamháin ilroinnt mitochondrial ó eamhnú gan choinne ach freisin mitochondrialdepolarization (caillteanas ∆Ψm-chomhleá) deisiú idirghabhála [24,25].

Ní thuigtear go hiomlán motility mitochondrial, agus iompar treoraithe go háirithe trí phróisis néarónacha ná eamhnú agus comhleá miteachondrial. Idirghníomhaíonn próitéiní miro ar sheicní seachtracha-mhiochondrialacha ar bhealach spleách ar chailciam le próitéiní Trak1/Miltonadaptor go mitochondria a chúpláil le próitéiní mótair teaghlaigh dynein (gáinneáil aisghrádaithe) nó cinesin-1 (gáinneáil iarghrád) a iompraíonn mitochondria feadh micrea-tiúbúl ceallacha/axanach [26 ,27] (Fíor 2 Iompar miteachondrial).

Fíor 2. Sainmhínítear feidhm agus motility mitochondrial ag suíomh focheallach i néaróin.

Léiríonn Schematic soma néaránach ar chlé, axon sa lár, agus dendrites le synapses ar dheis. Léiríonn Inset Miro a cheanglaíonn mitochondrion, trí phróitéin oiriúnaitheora Trak1, le próitéiní mótair diniéin nó cinéisin chun iad a iompar ar mhicritiúibíní axonal.

Anseo, rialaíonn éagsúlachtaí áitiúla i cailciam citoplasmacha saor in aisce, mar a breathnaíodh i axonalinjury fisiciúil, iompar mitochondrial agus ceann scríbe [27,28].

Tá deitéarmanaint paiteolaíocha eile a roghnaíonn miteacoindria le haghaidh iompair nó a threoraíonn iad chuig cinn scríbe ar leith á sainiú, lena n-áirítear an phróitéin ar a gcuirtear isteach i Scitsifréine 1 (DISC1) a mhodhnaíonn gáinneáil mitochondrial trí idirghníomhú le Miro1 [29] atá faoi cheangal GTP agus fachtóirí uimhreach neamhaitheanta a bhaineann le sinapse. agus gníomhaíocht [30].

Is é an rud a tháinig chun solais go soiléir go bhfuil athrú paiteolaíoch ar an gcothromaíocht idir eamhnú miteachondrial agus comhleá, a mbíonn suaitheadh ​​sa gháinneáil miteachondrial ag gabháil leis go minic, ina shainmharc ar go leor siondróm néar-mheathlúcháin cliniciúil agus turgnamhach [4,10,31-34].

For more information:1950477648nn@gmail.com