Д-р Алекс Хименес, Chiropractor на Ел Пасо
Надявам се, че сте се радвали на нашите публикации в блоговете за различни теми, свързани със здравето, храненето и нараняванията. Моля, не се колебайте да се обадите на нас или на себе си, ако имате въпроси, когато възникне нуждата от търсене на грижа. Обадете се в офиса или в себе си. Office 915-850-0900 - Клетка 915-540-8444 Поздрави. Д-р Й

Разбиране на Nrf2 и неговото въздействие върху невродегенеративните заболявания

Невродегенеративните заболявания, като болестта на Алцхаймер и болестта на Паркинсон, засягат милиони хора по света. Има различни възможности за лечение за лечение на симптомите на няколко невродегенеративни заболявания, въпреки че резултатите често са ограничени. Проучванията показват, че оксидативният стрес, причинен от вътрешни и външни фактори, може да бъде причина за развитието на невродегенеративни заболявания. Най- транскрипционен фактор, Nrf2, е определено да функционира като основен защитен механизъм срещу оксидативен стрес. Целта на статията по - долу е да покаже ефектите от Nrf2 за невродегенеративни заболявания.

Съдържание

Модулация на протеостазата чрез транскрипционен фактор NRF2

Невродегенеративните заболявания са свързани с натрупването на специфични протеинови агрегати, което предполага интимна връзка между ранен мозък и загуба на протеостаза. Протеостазата се отнася до всички процеси, с които клетките контролират изобилието и сгъването на протеома, благодарение на широка мрежа, която интегрира регулирането на сигналните пътища, генната експресия и системи за разграждане на протеини. Този преглед прави опит да обобщи най-важните констатации БодиМелд транскрипционната модулация на протеостазата, упражнявана от транскрипционния фактор NRF2 (ядрен фактор (получен от еритроид 2) като 2). NRF2 е класически считан за основен регулатор на антиоксидантната клетъчна реакция, въпреки че в момента се появява като ключов компонент на трансдукционните машини за поддържане на протеостазата. Както ще обсъдим, NRF2 може да се представи като център, който компилира аварийни сигнали, получени от неправилно натрупано протеиново натрупване, за да се изгради координиран и осезаем транскрипционен отговор. Това се постига чрез функциите на NRF2, свързани с контрола на гените, участващи в поддържането на физиологията на ендоплазмения ретикулум, протеазомата и автофагия.

Ключови думи: Невродегенеративни заболявания, непълен протеинов отговор, протеазом, убиквитин, автофагия, оксидативен стрес

Съкращения

Sciencedirect.com/science/article/pii/S2213231716304050

Въведение

Ядреният фактор (получен от еритроид 2), подобен на 2 (NRF2), е основен левцин-ципер протеин, считан в днешно време като главен регулатор на клетъчната хомеостаза. Той контролира основната и стрес-индуцируема експресия на гените 250, които споделят общо един цис-действащ усилвател, наречен елемент на антиоксидантен отговор (ARE) [1], [2], [3], [4], [5]. Тези гени участват в реакциите за детоксификация на фаза I, II и III, метаболизма на глутатион и пероксиредоксин / тиореоксин, производството на NADPH чрез пътека на пентоза фосфат и ябълчен ензим, окисляване на мастни киселини, метаболизъм на желязо и протеостаза [6]. Като се имат предвид тези широки цитозащитни функции, възможно е единствен фармакологичен удар в NRF2 да смекчи ефекта на основните виновници на хронични заболявания, включително оксидативен, възпалителен и протетотоксичен стрес. Ролята на NRF2 в модулирането на антиоксидантната защита и разтварянето на възпалението е разгледана в редица проучвания (разгледани в [7]). Тук ще се съсредоточим върху ролята му в протеостазата, т.е. хомеостатичния контрол върху протеиновия синтез, сгъването, трафика и деградацията. Примери ще бъдат предоставени в контекста на невродегенеративните заболявания.

Загуба на протеатоза влияе върху активността на NRF2 в невродегенеративните Diseases

Общ отличителен белег на невродегенеративните заболявания е появата на отклонена агрегация на някои протеини. По този начин, неправилно сгънати протеинови агрегати на? -Синуклеин (? -SYN) се откриват при болестта на Паркинсон (PD), а-амилоидни (A?) Плаки и хиперфосфорилирани TAU неврофибриларни заплитания при болестта на Алцхаймер (AD), huntin (Htt) в Болест на Хънтингтън (HD), супероксиддисмутаза 1 (SOD1) и TAR ДНК свързващ протеин 43 (TDP-43) при амиотрофна странична склероза (ALS), прион протеин (PrP) при спонгиформни енцефалопатии и др. Протеиновите агрегати могат да окажат влияние върху няколко клетъчни пътища, което от своя страна може да повлияе на нивата и активността на NRF2.

Различни слоеве на регулиране Плътно контролирана дейност NRF2

При физиологични условия, клетките проявяват ниски нива на протеини на NRF2, поради бързия си оборот. В отговор на различни стимули NRF2 протеин се натрупва, навлиза в ядрото и увеличава транскрипцията на ARE-съдържащи гени. Следователно, управлението на протеиновите нива на NRF2 е ключова точка, която трябва да интегрира положителните и отрицателните входни сигнали. Както ще обсъдим по-нататък, NRF2 се активира чрез различни механизми за припокриване, за да организира бърз и ефективен отговор, но от друга страна NRF2 може да бъде спрян, вероятно във втората фаза, за да се изключи неговият отговор.

От класическата гледна точка активирането на NRF2 се разглежда като последица от клетъчния отговор на окислител или електрофилни съединения. В тази връзка, убиквитин Е3 лигазният адаптер, подобен на Келч, свързан с ECH протеин 1 (KEAP1) играе решаваща роля. Молекулярните подробности ще бъдат разгледани допълнително в раздел 4.1. Накратко, KEAP1 действа като окислително-възстановителен сензор поради критични цистеинови остатъци, водещи до NRF2 убиквитинация и протеазомно разграждане. В допълнение към тази класическа модулация, NRF2 е дълбоко регулиран от сигнални събития. В действителност е показано, че различни кинази фосфорилират и регулират NRF2. Например, NRF2 може да бъде фосфорилиран от митоген активирани протеинкинази (MAPK), въпреки че приносът му към активността на NRF2 остава неясен [8], [9], [10], [11]. PKA киназа, както и някои PKC изоензими [12], CK2 [13] или Fyn [14] фосфорилат NRF2, модифициращи неговата стабилност. Предишна работа от нашата група съобщава, че гликоген синтазата кинсе-3? (GSK-3?) Инхибира NRF2 чрез ядрено изключване и протеазомно разграждане [15], [25], [26], [27], [28], [29], [30]. Молекулните детайли ще бъдат обсъдени в раздел 4.1. Освен това NRF2 се подчинява на други видове регулиране. Например, NRF2 ацетилирането чрез CBP / p300 увеличава своята активност [17], докато се инхибира от miR153, miR27a, miR142-5p и miR144 [16] или от метилиране на цитозин-гуанинови (CG) острови в промотора на NRF2 [18].

Влияние на протеиновите агрегати върху регулаторните механизми на NRF2

В този раздел ще се съсредоточим върху това как натрупването на неправилно нагънат протеин може да повлияе на дейността NRF2, осигурявайки някои от пътищата, споменати по-горе, като илюстративни примери. Първо, трябва да се има предвид, че натрупването на протеини е било тясно свързано с оксидативно увреждане. Всъщност, агрегацията и агрегацията на протеините с неправилно нагъване предизвикват ненормално производство на реактивни кислородни видове (ROS) от митохондрии и други източници [19]. Както е споменато по-горе, ROS ще модифицира редукционно-чувствителните цистеини на KEAP1, водещи до освобождаването, стабилизирането и ядрената локализация на NRF2.

По отношение на протеинопатиите, пример за нерегулирани сигнални събития, които могат да повлияят на NRF2, се предоставя от хиперактивацията на GSK-3? в н.е. GSK-3a, известен също като TAU киназа, участва във фосфорилирането на този протеин, свързан с микротубули, което води до неговата агрегация, образуване на неврофибриларни заплитания и прекъсване на аксоналния транспорт (прегледано в [20]). От друга страна, GSK-3? драстично намалява нивата и активността на NRF2, както е споменато по-горе. Въпреки че не е широко приет, амилоидната каскада предполага, че токсичен А? олигомерите увеличават GSK-3? активност заедно с TAU хиперфосфорилиране и смърт на неврони [21], [22]. Има различни модели, които да обяснят как A? благоприятства GSK3-? дейност. Например A? свързва се с инсулиновия рецептор и инхибира PI3K и AKT сигналните пътища, които са от решаващо значение за поддържане на GSK-3? инактивиран чрез фосфорилиране при неговия N-краен остатък Ser9 [23]. От друга страна, извънклетъчната А? взаимодейства с Frizzled рецептори, блокирайки WNT сигнализирането [24] и отново води до освобождаване на активен GSK-3a. В обобщение, A? натрупването води до абнормна хиперактивация на GSK-3a, като по този начин се нарушава подходящ NRF2 отговор.

Както се обсъжда в следващия раздел, неправилно нагънатите протеини водят до активиране на PERK и MAPKs, които на свой ред регулират по-рано NRF2 [31], [8], [9], [10], [11]. Освен това, в няколко протеофестия [300] се съобщава за нарушена регулировка на CBP / p32 активността и за намаляване на метилацията на ДНК в AD мозъка също е показано [33], което дава основание да се проучи значението на тези открития в регулирането на NRF2.

Ние и другите наблюдавахме при аутопсиите на пациенти с PD и AD повишение на нивата на протеини NRF2 и някои от техните цели, като хемеоксиназа 1 (HMOX1), NADPH хинон оксидаза 1 (NQO1), p62 и т.н., както чрез имуноблот, чрез имунохистохимия [34], [35], [36], [37], [38], [39]. Нагоре регулирането на NRF2 при тези заболявания се тълкува като неуспешен опит на болния мозък да възстанови хомеостатичните стойности. Друго проучване обаче показва, че NRF2 е преобладаващо локализиран в цитоплазмата на хипокампалните неврони на AD, което предполага намаляване на транскрипционната активност на NRF2 в мозъка [40]. Възможно е разликата в тези наблюдения да е свързана с промени в факторите, които контролират NRF2 по протежение на прогресивните стадии на невродегенерация.

Три основни системи допринасят за протеостазата, а именно разгънатата протеинова реакция (UPR), системата на протеазом на убиквитин (UPS) и автофогията. След това представяме доказателства, за да представим NRF2 като център, свързващ аварийни сигнали, активирани от протеинови агрегати, с машини за протеинови производни.

NRF2 участва в разгънатия протеин Response (ОПП)

NRF2 Активиране в отговор на UPR

Оксидативното сгъване на протеини в ER се задвижва от редица различни пътища, най-запазеният от които включва протеин дисулфид-изомераза (PDI) и сулфхидрил оксидазата ендоплазмен оксидоредуктин 1 (ERO1a и ERO1a при бозайници) като донор на дисулфид. Накратко, PDI катализира образуването и разкъсването на дисулфидни връзки между цистеиновите остатъци в протеините, тъй като те се сгъват, поради редукцията и окисляването на собствените цистеинови аминокиселини. PDI се рециклира чрез действието на домакинския ензим ERO1, който отново въвежда дисулфидни връзки в PDI [41]. Молекулярният кислород е крайният електронен акцептор на ERO1, който генерира стехиометрични количества водороден пероксид за всяка произведена дисулфидна връзка [42]. Пероксидазите (PRX4) и глутатион пероксидазите (GPX7 и GPX8) са ключови ензими за намаляване на водородния пероксид в ER. Когато тази оксидо-редукционна система не работи правилно, в ER възниква необичайно натрупване на неправилно сгънати протеини и набор от сигнали, наречени разгънат протеинов отговор (UPR), се предава към цитоплазмата и ядрото, за да се възстанови ER хомеостазата [43]. Идентифицирани са три протеини, свързани с мембраната, за усещане на ER стрес при еукариоти: активиращ транскрипционен фактор 6 (ATF6), панкреатичен ER eIF2? киназа (PERK, също двуверижна РНК-активирана протеин киназа-подобна ER киназа) и инозитол-изискваща киназа1 (IRE1). Луминалният домейн на всеки сензор е свързан с 78 kDa шаперон, наречен протеин, регулиран от глюкоза (GRP78 / BIP). BIP дисоциира при ER стрес, за да свърже разгънатите протеини, което води до активиране на трите сензора [44].

NRF2 и неговият хомолог NRF1, също свързани с антиоксидантния отговор, участват в трансдукцията на UPR към ядрото. В случая на NRF1, този протеин се намира на ER мембраната и претърпява ядрена транслокация при дегликозилиране или разцепване. След това активирането на UPR води до обработка на NRF1 и ядрено акумулиране на получения фрагмент в ядреното отделение. Въпреки това, способността да се трансактивират ARE-съдържащи гени на този NRF1 фрагмент все още се обсъжда [45].

Glover-Cutter и сътрудници показаха активиране на ортологът NRF2 на C. elegans, SKN-1, с различни ER стретори. Повишеното изразяване на SKN-1 зависи от различни медиатори на UPR, включително ортолози на червеи IRE1 или PERK [46]. При ПЕРК-дефицитните клетки увредената протеинова синтеза води до натрупване на ендогенни пероксиди и последваща апоптоза [47]. Ефекторът, използван от PERK за защита на ER от тези пероксиди, може да бъде NRF2, тъй като е съобщено, че PERK фосфорилира NRF2 при Ser40, като по този начин предотвратява разграждането му с KEAP1 [31]. Индуцирането на ASK1 е вероятно също да играе роля в този път чрез TRAF2-медиираното киназно действие на IRE1 [48]. Въпреки че ролята на MAPKs в регулирането на NRF2 все още е противоречива, наскоро се предполага, че пътят на IRE1-TRAF2-ASK1-JNK може да активира NRF2 [49] (Фигура 1). Интересно е, че в С. elegans и човешки клетки, ново доказателство предполага, че цистеин сулфенирането на IRE1 киназа в нейната активационна верига инхибира IRE1-медиирания UPR и инициира p38 антиоксидантен отговор, управляван от NRF2. Данните предполагат, че IRE1 има древна функция като цитоплазмен индикатор, който активира p38 и NRF2 [50].

Фигура 1 Регулиране на NRF2 от UPR. Натрупването на разгънати или неправилно нагънати протеини вътре в ендоплазмения ретикулум може да предизвика неразреден протеинов отговор (UPR). На първо място, чаперонът BIP се освобождава от интралуминалния домейн на ER сензорите IRE1 и PERK, за да свърже разгънати / неправилно нагънати протеини. Това позволява димеризация и транс-автофосфорилиране на техните цитозолни домени. Активирането на PERK води до директно NRF2 фосфорилиране при Ser40, което води до NRF2 транслокация до ядрото и активиране на прицелните гени. Активирането на IRE1 предизвиква набиране на TRAF2, последвано от фосфорилиране и активиране на ASK1 и JNK. Тъй като се съобщава, че JNK фосфорилира и активира NRF2, разумно е да се мисли, че активирането на IRE1 ще доведе до повишена активност на NRF2.

Проведени са много проучвания за индуциране на UPR с инхибитора на протеиновото гликозилиране туникамицин. NRF2 изглежда е от съществено значение за предотвратяване на индуцирана от туникамицин апоптотична клетъчна смърт [31] и неговото активиране при тези условия се обуславя от автофагичното разграждане на KEAP1 [51]. Съответно, медиирано от shRNA заглушаване на експресията на NRF2 в? TC-6 клетки, миша инсулинома-клетъчна линия, значително повишава индуцираната от туникамицин цитотоксичност и води до увеличаване на експресията на про-апоптотичния ER стресов маркер CHOP10. От друга страна, активирането на NRF2 от 1,2-дитиол-3-тион (D3T) намалява цитотоксичността на туникамицин и отслабва експресията на CHOP10 и PERK [52]. Интересното е, че обонятелните неврони, подложени на системно приложение на туникамицин, повишават NRF2 паралелно с други членове на UPR като CHOP, BIP, XBP1 [53]. Тези резултати са разширени до in vivo проучвания, тъй като инфузията на туникамицин при странични камери при плъхове предизвиква експресия на PERK и NRF2 в хипокампуса, придружена от значителни когнитивни дефицити, повишено TAU фосфорилиране и A? 42 отлагания [54].

NRF2 регулира основните гелове за поддържане на ER физиологията

ER луменът се нуждае от изобилие от GSH от цитозола, за да поддържа дисулфидната химия. NRF2 модулира ключови ензими на метаболизма на GSH в мозъка, като транспорт на цистин / глутамат, а-глутамат цистеин синтетаза (? -GS), глутамат-цистеин лигаза, каталитични и модулаторни субединици (GCLC и GCLM), глутатион редуктаза (GR) и глутатион пероксидаза (GPX) (прегледано в [55]). Значимостта на NRF2 за поддържането на GSH в ER се подкрепя от констатацията, че фармакологичното или генетично активиране на NRF2 води до повишен синтез на GSH чрез GCLC / GCLM, докато инхибирането на експресията на тези ензими чрез NRF2-нокдаун причинява натрупване на увредени протеини в ER, водещи до UPR активиране [56].

В C. elegans няколко компонента на целевите гени на UPR, регулирани от SKN-1, включително Ire1, Xbp1 и Atf6. Въпреки че NRF2 регулира нагоре експресията на няколко гена на пероксидаза (PRX) и глутатион пероксидаза (GPX) при бозайници (прегледани в [57]), само GPX8 е добросъвестен ензим, локализиран в ER, съдържащ сигнала за извличане на KDEL [58]. Загубата на GPX8 причинява UPR активиране, изтичане на ERO1a-производен водороден пероксид към цитозола и клетъчна смърт. Водороден прекис, получен от ERO1? активността не може да се дифузира от ER към цитозола поради съгласуваното действие на GPX8 и PRX4 [59]. В тази връзка, анализ на антиоксидантния защитен път-експресионен ген, използващ РНК от див тип и NRF2-нулеви тъкани на мишки, разкри, че експресията на GPX8 е регулирана надолу при липса на NRF2 [60]. В съответствие с това, анализ на транскриптом от проби на пациенти, страдащи от миелопролиферативни неоплазми, полицитемия или миелофиброза, заболявания също се свързват с оксидативен стрес и нискостепенно хронично възпаление, показват по-ниски нива на експресия както на NRF2, така и на GPX8 в сравнение с контролните субекти [61]. Все още няма проучвания, които конкретно да включват GPX8 в защитата на човешкия мозък, но анализ на транскриптома при мишки показва компенсаторно увеличение на GPX8 в отговор на паркинсоновия токсин MPTP [62].

Влияние на NRF2 върху нарушаването на UPR в невродегенеративните Diseases

Неизправност на PDI ензимите и хронично активиране на UPR може впоследствие да предизвика или ускори невродегенерацията. Невроните, засегнати от заболявания, животинските модели на невродегенеративно заболяване, както и човешките тъкани след смъртта, доказват повишаване на регулирането на няколко UPR-маркера при повечето от тези заболявания. Промяната на пътя на PDI / UPR при невродегенеративни заболявания е преразгледана добре в [63], но следва да се имат предвид следните моменти от мозъчни мормографски проби. Нивата на PDI се увеличават в неврони, носещи заплетеност и в Lewy Bodies на AD и PD пациенти, съответно [64], [65]. PDI и ERP57 са регулирани нагоре в CSF от пациенти с ALS и в мозъци от пациенти с CJD [66], [67], [68]. BIP, PERK, IRE1 и ATF6 са повишени в проби от пациенти с AD, PD или ALS [69], [70], [71], [67]. BIP, CHOP и XBP1 са повишени в мозъчните проби след смъртта от HD [72], [73]. Освен това, повишената регулация на ERP57, GRP94 и BIP е открита в тъканите на кората от пациенти с CJD [74]. Общо взето, това доказателство показва, че натрупването на неправилно нагънати протеини в мозъчния паренхим води до вредно и хронично активиране на UPR. Интересното е, че има скорошно проучване, свързващо активирането на NRF2 с PERK в началото на AD. В това проучване авторите анализирали дали промените, причинени от оксидативен стрес в NRF2 и UPR, могат да представляват ранни събития в патогенезата на AD чрез използване на човешки периферни кръвни клетки и модел на трансгенна мишка AD при различни стадии на заболяването. Увеличен оксидативен стрес и повишен pSer40-NRF2 са наблюдавани в мононуклеарни клетки от човешка периферна кръв, изолирани от индивиди с леко когнитивно увреждане. Освен това те съобщават за нарушена ER калциева хомеостаза и повишени ER-стресови маркери в тези клетки от лица с леко когнитивно увреждане и леко AD [75].

Взаимно регулиране на NRF2 и Убиквитин протеазом SИСТЕМА (UPS)

UPS модулира нивата на протеини NRF2

УПУ участва в разграждането на увредени или неправилно нагънати протеини и контролира нивата на ключовите регулаторни молекули в цитозола и ядрото. Централната сърцевина на тази система е голям ензим с множество подсуби, който съдържа протеолитичен активен комплекс, наречен 20S. Протеазомът на 20S ядро ​​разгражда разгънатите протеини, но свързването към различни регулаторни протеинови комплекси променя субстратната специфичност и активност. Например добавянето на една или две 19S регулаторни субединици към 20S сърцевината съставлява 26S протеазомата и променя неговата специфичност към нативните сгънати протеини [76], [77]. Протеазомалното разграждане се нуждае от ковалентно свързване на убиквитин. Конюгирането на убиквитин преминава през тристепенен каскаден механизъм. Първо, ubiquitin-активиращият ензим E1 активира убиквитин в АТР-изискваща реакция. След това един E2 ензим (ubiquitin-носител протеин или ubiquitin-конюгиращ ензим) прехвърля активирания ubiquitin от E1 върху субстрата, който е специално свързан с член на семейството ubiquitin-протеин лигаза, наречен E3. Въпреки че точната съдба на убиквитиновия протеин ще зависи от естеството на веригата на убиквитин, този процес обикновено води до разпадане с 26S протеазомата [78].

E3-лигаза KEAP1 е най-известният инхибитор на NRF2. Механизмът на регулирането на KEAP1 елегантно обяснява как нивата на NRF2 се адаптират към колебанията на оксиданта. При базови условия новоприготвеният NRF2 се хваща от хомодимера KEAP1, който свързва една NRF2 молекула в две аминокиселинни последователности с нисък (аспартат, левцин, глицин, DLG) и висок (глутамат, треонин, глицин, глутамат, ETGE) афинитет. Взаимодействието с KEAP1 спомага за представянето на NRF2 на протеиновия комплекс CULLIN3 / RBX1, което води до убиквитинация и последващо протеазомално разграждане. Редукционната модификация на KEAP1 обаче възпрепятства представянето на NRF2 на UPS, представен от CULLIN3 / RBX1. В резултат на това, новосъздаденият NRF2 излиза от KEAP1-зависимото разграждане, акумулира се в ядрото и активира ARE-съдържащите гени [79], [80], [81], [82].

E3-лигазният адаптер? -TrCP също е хомодимер, който участва в сигналните събития, свързани с фосфорилирането на NRF2 от GSK-3a. Тази киназа фосфорилира специфични серинови остатъци от NRF2 (аспартат, серин, глицин, изолевцин серин; DSGIS), за да създаде домейн на разграждане, който след това се разпознава от? -TrCP и се маркира за протеазомно разграждане от комплекс CULLIN1 / RBX1. Идентифицирането на специфичните аминокиселини, които се фосфорилират от GSK-3? в този дегрон се провежда чрез комбинация от насочена към сайта мутагенеза на Neh6 домейна, 2D-гел електрофореза [15], [26] и масспектроскопия [83]. Следователно, инхибиране на GSK-3? чрез силно селективни лекарства или siRNAs срещу GSK-3 изоформи води до повишаване на нивата на NRF2 протеин. Подобни резултати бяха намерени при siRNAs срещу? -TrCP изоформи 1 и 2. Стабилизиране на NRF2 след GSK-3? инхибиране настъпи в дефицитни на KEAP1 фибрибласти на мишки ембрион и в ектопично експресиран NRF2 делеционен мутант без критични ETGE остатъци за свързване с висок афинитет към KEAP1, което допълнително демонстрира регулация, независима от KEAP1.

В контекста на невродегенеративните заболявания можем да си представим модулацията на NRF2 от UPS по два различни начина. От една страна, системата KEAP1 би усетила окислително-редукционния дисбаланс, произтичащ от неправилно сгънато натрупване на протеин, докато оста GSK-3 /? - TrCP ще действа като активен участник в сигналната трансдукция, променена от загуба на протеостаза (Фиг. 2).

Фигура 2 UPS плътно контролира нивата на NRF2. При хомеостатични условия ниските нива на NRF2 се поддържат чрез действието на адаптерите E3 лигази KEAP1 и? -TrCP. Вляво, NRF2 се свързва с домейните на Kelch на хомодимер KEAP1 чрез мотиви с нисък (DLG) и висок (ETGE) афинитет. Чрез своя BTB домейн, KEAP1 се свързва едновременно с комплекс CULLIN3 / RBX1, позволявайки NRF2 убиквитинация и разграждане от 26 S протеазомата. Освен това GSK-3? фосфорилира Ser335 и Ser338 остатъци от NRF2, за да създаде домейн на разграждане (DpSGIpSL), който след това се разпознава от адаптера на убиквитин лигаза? -TrCP и се маркира за разграждане на протеазома от комплекс CULLIN3 / RBX1. Вдясно, при излагане на реактивни кислородни видове или електрофили критичните Cys остатъци в KEAP1 се модифицират, което прави KEAP1 неспособен да взаимодейства ефективно с NRF2 или CULLIN3 / RBX1 и след това този транскрипционен фактор увеличава своя полуживот и транскрипционна активност към ARE-гени. Сигналните пътища, които водят до инхибиране на GSK-3a, като AKT фосфорилиране при Ser9, водят до нарушено разграждане на NRF2 от протеазомата, натрупване и индукция на целеви гени.

NRF2 увеличава активността на UPS чрез транскрипционния контрол на протеазомните субединици

NRF2 нагоре регулира експресията на няколко протеазомни субединици, като по този начин предпазва клетката от натрупването на токсични протеини. Двадесет гена, свързани с протеазома и убиквитиниране, изглежда се регулират от NRF2, според широк анализ на микрочипове от чернодробна РНК, създаден с NRF2 индуктор D3T [84]. В последващо проучване същите автори доказват, че експресията на повечето субединици на 26S протеазомата е увеличена до три пъти в черния дроб от мишки, лекувани с D3T. Нивата на субединичните протеини и протеазомната активност бяха координирано повишени. Обаче не се наблюдава индукция при мишки, при които транскрипционният фактор NRF2 е нарушен. Активността на промотора на протеазомната субединица PSMB5 (20S) се увеличава или с свръхекспресия на NRF2, или с лечение с активатори в миши ембрионални фибробласти и ARE са идентифицирани в проксималния промотор на PSMB5 [85]. Фармакологичното активиране на NRF2 води до повишени нива на експресия на представителни протеазомни субединици (PSMA3, PSMA6, PSMB1 и PSMB5) само в несенесцентни човешки фибробласти, съдържащи функционален NRF2 [86]. Активирането на NRF2 по време на адаптация към оксидативен стрес води до висока експресия на PSMB1 (20S) и PA28? субединици (или S11, протеазомен регулатор) [87]. Освен това, резултатите от човешки ембрионални стволови клетки разкриват, че NRF2 контролира експресията на протеазомния узряващ протеин (POMP), протеазомен шаперон, който от своя страна модулира разпространението на самообновяващи се човешки ембрионални стволови клетки, диференциация на три зародишни слоя и клетъчно препрограмиране [ 88]. Всички заедно, тези проучвания показват, че NRF2 регулира нагоре експресията на ключови компоненти на UPS и следователно активно допринася за изчистването на протеини, които иначе биха били токсични.

Оста на NRF2-UPS при невродегенеративни заболявания

Ролята на UPS в невродегенеративните заболявания е област на интензивен дебат. Първоначалните проучвания показват намалена протеазомна активност при човешки некропсии на пациенти, засегнати от няколко невродегенеративни заболявания. Обаче, други изследвания, използващи подходи in vitro и in vivo, показват непроменена или дори повишена протеазомна активност (разгледана в [89]). Едно възможно обяснение на това несъответствие е, че нивата на компонентите на UPS могат да се променят по време на прогресията на заболяването и в различни региони на мозъка, както е предложено за целите на NRF2.

Въпреки този спор, трябва да се отбележи, че повишената регулация на ARE-съдържащите протеазомни гени ще подсили UPS чрез увеличаване на клирънса на токсични протеини в мозъка. Всъщност, аблация на NRF1, също модулатор на антиоксидантния отговор, в невроналните клетки води до нарушена протеазомна активност и невродегенерация. Хроматинови експерименти за имунопреципитация и транскрипционен анализ показват, че PSMB6 се регулира от NRF1. В допълнение, профилирането на генната експресия води до идентифицирането на NRF1 като ключов транскрипционен регулатор на протеазомните гени в невроните, което предполага, че смущенията в NRF1 могат да допринесат за патогенезата на невродегенеративните заболявания [90]. Интересно е, че NRF1 и неговата дълга изоформа, наречена TCF11, показват, че регулират ARE-съдържащите протеазомни гени при протеазомно инхибиране в обратна връзка, за да компенсират намалената протеолитична активност [91], [92].

По отношение на NRF2 има корелация между редуцирането на нивата NRF2, RPT6 (19 S) и PSMB5 (20 S) в средния мозък на мишки с дефицит на DJ-1, лекувани с невротоксин паракват [93]. Освен това, естественото съединение сулфорафан (SFN) дава по-силен образ на NRF2 като решаващ модулатор на UPS. In vitro експериментите с миши невробластомни Neuro2A клетки показват повишена експресия на каталитичните субединици на протеазомата, както и неговата пептидазна активност в отговор на SFN. Това лекарство защитени клетки от водороден пероксид-медиирана цитотоксичност и протеиново окисление по начин, зависим от протеазомовата функция [94]. В допълнение, Liu и колегите са използвали репортерна мишка за наблюдение на UPS активността в отговор на SFN в мозъка. Тези мишки повсеместно експресират зеления флуоресцентен протеин (GFP), кондензиран с конститутивен сигнал за разграждане, който насърчава бързото му разграждане от UPS (GFPu). В мозъчната кора SFN редуцира нивото на GFPu с успоредно увеличаване на действието на химотрипсин (PSMB5), каспаза-подобни (PSMB2) и трипсиноподобни (PSMB1) активности на 20 S протеазомата. Освен това, третирането на клетки, получени от Huntington, със SFN показва, че активирането на NRF2 повишава разграждането на mHtt и намалява mHTt цитотоксичността [95]. Основният механизъм на действието на SFN е чрез индуциране на NRF2 [96]. Специфичният принос на NRF2 трябва да бъде разгледан, като се използват системи NRF2-null в допълнителни проучвания.

Функционална връзка между NRF2 и макроавтофагия

Нивата на протеините на NRF2 се модулират от адапторния протеин P62

Автофогът се отнася до разграждането на цитозолни компоненти вътре в лизозомите. Този процес се използва за изчистване на протеини с дълъг живот и неправилно нагънати протеини, както и увредени органели. Директна връзка между NRF2 и автофог се наблюдава за първи път във връзка с адаптирания протеин p62, наричан още SQSTM1 [97], [98], [99], [100], [101]. Този протеин транспортира убиквитинирани протеини към протеазомалните и лизозомните машини за разграждане и секвесерите повреждат протеините в агрегати преди тяхното разграждане. P62 представя домейн, свързан с ubiquitin (UBA), за свързване с убиквитинирани протеини и LC3-взаимодействащ регион (LIR) за интегриране с автофогозомалната мембрана чрез автофогичния рецептор LC3.

Въпреки че p62-медиираната индукция на NRF2 и неговите целеви гени е съобщена за първи път през 2007 г. [102], молекулярният механизъм не е напълно разбран до откриването на взаимодействието му с KEAP1 [103], [98], [99], [100 ], [101]. Komatsu и колеги идентифицираха KEAP1 взаимодействащ регион (KIR) в p62, който свързва KEAP1 в същия основен повърхностен джоб като NRF2 и със свързващ афинитет, подобен на ETGE мотива в NRF2, което предполага конкуренция между p62 и NRF2. Показано е, че фосфорилирането на Ser351 в KIR мотива в p62 (349-DPSTGE-354) повишава афинитета му към KEAP1, като се конкурира със свързването с NRF2 и позволява неговото натрупване и транскрипционно активиране на целевите му гени [98], [99]. Всъщност свръхекспресията на p62 доведе до намалена NRF2 убиквитинация и последваща стабилизация, както и индукция на неговите целеви гени [104]. Предполага се, че някои кинази участват във фосфорилирането на p62. Целта на бозайниците на рапамицин комплекс 1 (mTORC1) може да бъде намесена, тъй като лечението с mTOR инхибитор рапамицин потиска фосфорилирането на р62 и понижаването на KEAP1 при лечение с арсенит. Наскоро беше демонстрирано, че TGF -? - активирана киназа 1 (TAK1) може също да фосфорилира р62, усилвайки разграждането на KEAP1 и регулирането на NRF2 нагоре. Авторите на това проучване предполагат, че това е начин за регулиране на клетъчната редоксастаза при стационарни условия, тъй като дефицитът на TAK1 нагоре регулира ROS при липса на какъвто и да е екзогенен оксидант в различни миши тъкани успоредно с намаляване на нивата на NRF2 протеин [105 ].

Конструкцията p62, която не притежава UBA домейна, все още е способна да свързва KEAP1, което означава, че взаимодействието не зависи от убиквитина KEAP1 [101]. Обаче хомологът p62 в Drosophila melanogaster, наречен Ref (2), не съдържа KIR мотив и не взаимодейства директно с DmKEAP1, въпреки че може да се свърже с убиквитина DmKEAP1 чрез UBA домейна. Освен това, DmKEAP1 може директно да взаимодейства с Atg8 (хомолог на бозайников LC3). KEAP1 дефицит води до Atg8 и автофог индукция, зависима от NRF2 ортолог CncC и независима от TFEB / MITF [106]. Връзката между NRF2 и автофофа изглежда, че е запазена, макар че подчертава нейната функционална значимост.

Индуцирането на NRF2 от p62 е резултат както от конкуренцията за свързване на KEAP1, така и от разграждането на KEAP1 в лизозомата. Заглушаването на p62 със siRNA удвоява полуживота на KEAP1 паралелно с намаляване на NRF2 и неговите прицелни гени [101]. В съгласие, отстраняването на p62 експресията показва повишени нива на KEAP1 в сравнение с мишки от див тип. Много важно е, че повишаването на нивата на KEAP1 не е било повлияно от протеазомните инхибитори, но е намалено при гладуване-индуцираща автофогия [107]. В действителност, KEAP1 присъства в клетки на бозайници в автофогични везикули, украсени с p62 и LC3 [99], [100], [103]. Всички тези данни показват, че KEAP1 е субстрат на макроавтофагичната техника, но този въпрос трябва да бъде анализиран по-подробно, поради наличието на някои противоречиви резултати. KEAP1 протеиновите нива бяха повишени при Atg7-null мишки, ключов ефектор на макроавтофагия [107], но фармакологичното инхибиране на макроавтофагия с torin1, E64 / пепстатин или бафиломицин не успя да натрупа KEAP1 [107], [100]. Като цяло, тези резултати предполагат, че повишените нива на p62 установяват KEAP1 в автофагични вакуоли и вероятно тези резултати водят до KAAP1 автофагично разграждане, което позволява активиране на NRF2 (Фигура 3). Две различни проучвания съобщават, че сулфиновата киселина редуктази SESTRINS играят важна роля в този контекст. SESTRIN 2 взаимодейства с p62, KEAP1 и RBX1 и улеснява разграждането на активиране на целевите гени [62] на KEAP1 и NRF2 зависими от p108. Друго проучване показа, че SESTRIN 2 взаимодейства с ULK1 и p62, като поощрява фосфорилирането на p62 при Ser403, което улеснява разграждането на товарните протеини, включително KEAP1 [109].

Нивата на фигурата 3 NRF2 се регулират от адаптирания протеин p62. Фосфорилирането на Ser 351 в KIR мотива на p62 (349-DPSTGE-354) чрез mTORC1, TAK1 или други кинази води до повишен афинитет за свързване с KEAP1 поради сходство с ETGE мотива в NRF2. Като следствие фосфорилиран p62 измества NRF2 и свързва KEAP1. Мотивът LIR в p62 дава възможност за взаимодействие с LC3 в автофогозомалната мембрана, така че комплексът p62-KEAP1 е в крайна сметка разграден в лизозомата. Като следствие, NRF2 е способен да се акумулира, да се премести в ядрото и да увеличи транскрипцията на ARE-съдържащи гени, включително p62. Този регулаторен механизъм осигурява осезаем отговор NRF2, тъй като KEAP1 трябва да бъде ново синтезиран, за да инхибира активността на NRF2.

Модулация на макроавтофагичните гени от NRF2

NRF2 регулира изразяването на съответните гени за макроавтофагия, както и за UPR и UPS. Първите доказателства идват от проучвания, при които е показано, че експресията на p62 се индуцира при излагане на електрофили, ROS и азотен оксид [110], [111], [112]. Механизмът на индукция е описан няколко години по-късно с констатацията, че p62 съдържа функционален ARE в неговия ген промотор [99]. В едно скорошно проучване бяха открити и валидирани няколко други функционални AREs, следвайки биоинформатичния анализ и анализите на ChIP. Освен това миши ембрионални фибробласти и кортикални неврони от Nrf2-knockout мишки проявяват намалена експресия на p62, която може да бъде спасена с лещовирус, експресиращ NRF2. По подобен начин дефицитът на NRF2 намалява нивата на p62 в увредените неврони от мишки хипокампус [36]. Поради това се предполага, че активирането на NRF2 увеличава нивата на p62, което води до KEAP1 разграждане и благоприятства по-нататъшно стабилизиране на NRF2 в положителна обратна връзка. Този неканоничен механизъм на индуциране на NRF2 изисква промени в генната експресия и може да бъде подходящ отговор на продължителния клетъчен стрес.

Беше показано, че протеинът за разпознаване на товара NDP52 е транскрипционно регулиран от NRF2. NDP52 работи по подобен начин на p62, разпознавайки убиквитинираните протеини и взаимодействайки с LC3 чрез LIR домейн, така че товарите се разграждат в лизозомите. Пет предполагаеми AREs са открити в Ndp52 промоторната ДНК последователност. Три от тях са идентифицирани с различни мутантни конструкции и ChIP анализи като незаменими за NRF2-медиираната Ndp52 транскрипция [113]. Трябва да се отбележи, че нивата на Ndp52 mRNA са намалени в хипокампуса на Nrf2-knockout мишки. Една от тези секвенции също е валидирана в независимо проучване като NRF2-регулиран ARE [36].

Въпреки това, ролята на NRF2 в модулацията на автофагия не се ограничава до индуцирането на тези две протеини за разпознаване на товари. За да се получи по-задълбочен поглед върху ролята на NRF2 в модулирането на допълнителни гени, свързани с автофогията, нашата група направи скрининг на базата данни за имунопреципитация на хроматина ENCODE за два белтъка, MAFK и BACH1, които свързват AREs, регулирани с NRF2. Използвайки скрипт, генериран от последователността ARE на консенсуса на JASPAR, ние идентифицирахме няколко предполагаеми AREs в много autophagy гени. Дванадесет от тези последователности са валидирани като NRF2 регулирани AREs в девет автофогени гени, чиято експресия е намалена в миши ембрионални фибробласти на Nrf2-knockout мишки, но може да бъде възстановена от NRF2-експресиращ лентивирус. Нашето изследване показа, че NRF2 активира експресията на някои гени, участващи в различни етапи на автофогичния процес, включително инициализация на автофагия (ULK1), разпознаване на товара (p62 и NDP52), автофогозомно образуване (ATG4D, ATG7 и GABARAPL1), удължаване (ATG2B и ATG5 ) и автолизозомен клирънс (ATG4D). Следователно потокът на автофагия в отговор на водородния пероксид се нарушава, когато липсва NRF2 [36].

уместност на NRF2-медиирани макроавтофагични гени Експресия при невродегенеративни заболявания

Дефектната автофогия е показала, че играе важна роля в няколко невродегенеративни заболявания [114] и аблация на автофогията води до невродегенерация при мишки [115], [116]. Atg7-knockout мишки разкриха, че недостатъчност на автофагия води до натрупване на p62 в ubiquitin-положителни включени органи. KEAP1 е изолиран в тези включени тела, което води до стабилизиране на NRF2 и индуциране на прицелни гени [103]. Важно е, че при невродегенеративни заболявания са установени прекомерното натрупване на p62 заедно с убиквитинни протеини, включително AD, PD и ALS [117]. В действителност, невроните, експресиращи високи нива на АРР или ТАУ от пациенти с AD, също изразяват p62 и ядрен NRF2, което предполага техния опит да разграждат интраневроналните агрегати чрез автофог [36].

Дефицитът на NRF2 влошава агрегацията на протеини в контекста на AD. В действителност, повишени нива на фосфорилиран и неразтворим в саркозил TAU се откриват при Nrf2 нокаутиращи мишки, въпреки че не може да се открие разлика в активността на киназа или фосфатаза в сравнение с фона от див тип [113]. Важно е, че беше показано, че NDP52 се локализира с TAU в миши неврони и директното взаимодействие между фосфо-TAU и NDP52 е показано чрез експерименти за съвместно имунопреципитация както на мишки, така и на проби от AD, което сочи към неговата роля в разграждането на TAU. Интересното е, че заглушаването на NDP52, p62 или NRF2 в невроните води до повишен фосфо-TAU [113], [118]. Освен това, в хипокампуса на APP / PS1? E9 мишки са открити повишени интраневронални APP агрегати, когато NRF2 отсъства. Това корелира с променените автофагични маркери, включително повишени съотношения на фосфо-mTOR / mTOR и фосфо-p70S6k / p70S6k (показателни за инхибиране на автофагия), увеличени нива на пре-катепсин D и по-голям брой мултивикуларни тела [119]. При мишки, коекспресиращи човешки APP (V717I) и TAU (P301L), дефицитът на NRF2 доведе до повишени нива на общ и фосфо-TAU в неразтворимата фракция и повишени интраневронални APP агрегати, заедно с намалени невронални нива на p62, NDP52, ULK1, ATG5 и GABARAPL1. Колокализацията между адаптерния протеин p62 и APP или TAU беше намалена в отсъствието на NRF2 [36]. Като цяло тези резултати подчертават значението на NRF2 в невроналната автофагия.

Различните транскрипционни фактори действат координирано за модулиране на протеостазата

При стационарни състояния протестазата се контролира чрез протеин-протеинови взаимодействия и пост-транслационни модификации, като се получава бърз отговор. Въпреки това, клетъчната адаптация изисква транскрипционно регулиране на UPR, UPS и autophagy гени. Като се има предвид, че нервните клетки непрекъснато се подлагат на нискостепенни токсични обиди, включително оксидативен и протетотоксичен стрес, усилването на протеостазата, индуцирано от транскрипционната модулация, може да помогне за предотвратяване на дегенерация на мозъка.

В случая на UPR, активирането на всяко от трите рамена най-накрая ще доведе до транскрипционна индукция на някои гени (разгледано в [43]). Например, произхождащ от ATF6 фрагмент (ATF6f) се свързва с елементите на ER-стрес отговор (ERSE) и индуцира експресията на няколко гени, включително XBPI, BIP и CHOP. В допълнение, PERK сигнализирането води до активиране на транскрипционния фактор ATF4, който контролира експресията на множество свързани с UPR гена и някои други, включително NRF2 прицелните гени Hmox1 и p62. И накрая, активирането на IRE1 води до генерирането на активен транскрипционен фактор, снабден с XBP1 (XBP1s), който контролира транскрипцията на гени, кодиращи протеини, участващи в белтъчното сгъване.

От друга страна, NRF1 е доказано, че е необходима за експресия на протеазомалния ген в мозъка, тъй като Nrf1-knockout мишки показват намалена експресия на гени, кодиращи различни субединици на 20S сърцевината, както и регулаторния комплекс 19S заедно с нарушена протеазомална функция [90 ]. Както NRF1, така и NRF2 се свързват с ARE последователности в промоторните области на неговите прицелни гени, което предполага, че те имат припокриващи се транскрипционни активности, въпреки че се различават по техните регулаторни механизми и клетъчна локализация [120].

Транскрипционните фактори на фамилията Forkhead O (FOXO) контролират експресията на множество свързани с autophagy гени. Подобно на това, което се случва при NRF2, съществуват множество пластове регулиране на активността на членовете на FOXO, които могат да бъдат предизвикани при хранителен или оксидативен стрес [121]. И накрая, транскрипционният фактор TFEB, считан за главен регулатор на лизозомната биогенеза, играе решаваща роля в регулирането на автофонията при хранителни стрес условия. По този начин, инхибирането на mTORC1 води до ядрена транслокация на TFEB и индукция на експресията на автофогени гени [122].

Като цяло съществуването на различни транскрипционни регулатори на тези машини също предполага пренасочване и частично излишни механизми, които могат да осигурят протеостаза при различни обстоятелства. Съответно, NRF2 може да има важна роля в тъканите, които поддържат високи нива на оксидативен стрес. Например, NRF2, индуциран от оксидативен стрес, може да функционира при богати на хранителни вещества условия, за да се регулира транскрипционно автофогията, подобно на това, което беше открито за TFEB при условия на глад. Освен това, мозъкът функционира до голяма степен при богати на хранителни вещества условия, представлявайки NRF2 като подходящ механизъм за активиране на автофогията в невроните.

Обещаващ терапевтичен потенциал за NRF2 в Proteinopathies

През последните няколко години бе постигнат значителен напредък в познаването на регулаторните роли на UPR, UPS и автофагия върху NRF2 активността, както и реципрочната NRF2-медиирана транскрипция на компонентите на тези три системи. Поради това могат да възникнат нови терапевтични възможности въз основа на използването на NRF2 като решаващ регулатор на протеиновия клирънс при невродегенеративни заболявания.

Въпреки това, ключов оставащ въпрос е дали ще бъде полезно или вредно да се повишат нивата на NRF2 в мозъка. Анализът на епидемиологичните данни може да даде частичен отговор, тъй като показва, че генът NFE2L2 е силно полиморфен и някои единични нуклеотидни полиморфизми, открити в неговия промотор регулаторен регион, могат да осигурят редица „физиологични“ вариации в генната експресия на ниво популация и някои хаплотипове са свързани с намален риск и/или забавено начало на AD, PD или ALS [123]. Освен това, както се обсъжда от Hayes и колеги [124], ефектът на NRF2 може да има U-образен отговор, което означава, че твърде ниските нива на NRF2 могат да доведат до загуба на цитопротекция и повишена чувствителност към стресови фактори, докато твърде много NRF2 може да наруши хомеостатичния баланс към редуктивен сценарий (редукционен стрес), който би благоприятствал неправилното нагъване и агрегация на протеините. Ниските нива на NRF2 в мозъка подкрепят идеята, че леко повишено регулиране може да е достатъчно за постигане на полза при патологични състояния. Всъщност, защитната роля на фармакологичното NRF2-медиирано активиране на протеиновия клирънс е показана в различни невродегенеративни клетъчни култури и in vivo модели.

SFN е фармакологичен NRF2 активатор, за който е доказано, че индуцира протеазомна и автофагична експресия на гени [95], [36]. Интересното е, че Джо и колеги демонстрираха, че SFN намалява нивата на фосфорилиран TAU и повишава Beclin-1 и LC3-II, което предполага, че активирането на NRF2 може да улесни разграждането на този токсичен протеин чрез автофагия [113]. Нещо повече, разграждането на mHtt беше засилено със SFN и това беше възстановено с използването на MG132, което показва протеазомно разграждане на този токсичен протеин [95]. Съобщава се за медиирано от автофагия разграждане на фосфо- и неразтворим TAU с органичния флавоноид физетин. Това съединение успя да индуцира автофагия чрез едновременно насърчаване на активирането и ядрената транслокация както на TFEB, така и на NRF2, заедно с някои от неговите целеви гени. Този отговор е предотвратен чрез заглушаване на TFEB или NRF2 [125]. Бот и колеги съобщават за благоприятни ефекти от едновременен активатор на NRF2, NRF1 и HSF1 върху протеиновата токсичност при гръбначна и булбарна мускулна атрофия, невродегенеративно разстройство, причинено от разширяване на кодиращи полиглутамин CAG повторения, в които присъстват протеинови агрегати [126]. Потенциалът на NRF2 активиране за лечение на невродегенеративни разстройства е демонстриран с одобрението на BG-12, оралната формулировка на NRF2 индуктор диметил фумарат (DMF), за лечение на множествена склероза [127], [128]. Успехът на DMF с автоимунни заболявания със силен възпалителен компонент предполага, че невродегенеративните заболявания могат да се възползват от репозицията на това лекарство. В неотдавнашно предклинично проучване на a-синуклеинопатичен модел на PD, DMF е показан като невропротективен, отчасти поради индуцирането му на автофагия [129]. Изследванията, отчитащи благоприятните ефекти на NRF2 върху невродегенерацията, но без да се фокусират върху неговия ефект върху протеиновия клирънс, са още по-богати (за цялостен преглед вж. [7]) Това е доста актуално, тъй като подчертава множествените увреждащи процеси, които могат да бъдат едновременно насочени от едно попадение в NRF2, включително оксидативен стрес, невро възпаление или митохондриална дисфункция. Необходима е обаче бъдеща работа, за да се определи дали фармакологичното активиране на NRF2 може да бъде валидна стратегия за улесняване на разграждането на токсичните протеини в мозъка.

Както беше обяснено по-рано, обострена GSK-3? активност се съобщава при невродегенеративни заболявания и се спекулира, че последващото намаляване на NRF2 може да бъде частично отговорно за вредния резултат. При тези патологични състояния, GSK-3 инхибиторите също могат да си сътрудничат за повишаване на нивата на NRF2 и протеостазата. Полезните ефекти на GSK-3 инхибиторите са докладвани при различни модели на невродегенерация и, което е по-интересно, GSK-3 репресията е показала, че намалява нивата на токсични протеини [130], [131], [132], [133]. Въпреки че все още не са наблюдавани преки връзки между инхибирането на GSK-3 и NRF2-транскрипционната регулация на гени, насърчаващи протеостазата, разумно е да се предположи, че понижаването на активността на GSK-3 би довело до повишени нива на NRF2, което в крайна сметка ще доведе до засилено протеостаза.

Транскрипционната активност на NRF2, както и клетъчният капацитет за поддържане на протеостазата намаляват с възрастта, основният рисков фактор за развитието на невродегенеративни заболявания. Разумно е да се мисли, че усилването на NRF2 и съответно протеостазата биха поне забавили натрупването на протеинови агрегати и невродегенерацията. В действителност, лечението на човешки стареещи фибробласти с 18а-глициретинова киселина (18а-ГА) тритерпеноид насърчава активирането на NRF2, което води до индуциране на протеазома и удължен живот. Това проучване предполага, че фармакологичното активиране на NRF2 е възможно дори в късния живот [86]. Освен това, по-късно проучване показа, че това съединение медиира SKN-1 и протеазомното активиране при C.elegans с благоприятни ефекти върху прогресията на AD в съответните модели на нематоди [134].

Всичко, което се счита, NRF2-медиираното индуциране на свързаните с протеатоза гени изглежда е от полза при различни протеинопатии.

Сулфорафан и неговите ефекти върху рака, смъртността, стареенето, мозъка и поведението, сърдечните заболявания и др.

Изотиоцианатите са едни от най-важните растителни съединения, които можете да получите във вашата диета. В това видео Аз правя най-изчерпателния случай за тях, който някога е бил направен. Кратко внимание? Прескочи до любимата си тема, като кликнете върху някоя от точките по-долу. Пълен по-долу.

Ключови секции:

  • 00: 01: 14 - Рак и смъртност
  • 00: 19: 04 - Стареене
  • 00: 26: 30 - Мозък и поведение
  • 00: 38: 06 - Краен рекап
  • 00: 40: 27 - Доза

Пълна времева линия:

  • 00: 00: 34 - Въвеждане на сулфорафан, основен фокус на видеото.
  • 00: 01: 14 - Консумация на кръстоцветни зеленчуци и намаляване на смъртността от всякаква причина.
  • 00: 02: 12 - риск от рак на простатата.
  • 00: 02: 23 - риск от рак на пикочния мехур.
  • 00: 02: 34 - Рак на белия дроб при риск от пушене.
  • 00: 02: 48 - риск от рак на гърдата.
  • 00: 03: 13 - Хипотетично: какво ще стане, ако вече имате рак? (Интервенция)
  • 00:03:35 - правдоподобно управление на механизма рак и асоциативни данни за смъртността.
  • 00: 04: 38 - Сулфорафан и рак.
  • 00:05:32 - Показване на доказателства за животни силен ефект на екстракт от кълнове от броколи върху развитието на тумор на пикочния мехур при плъхове.
  • 00: 06: 06 - Ефект на директно добавяне на сулфорафан при пациенти с рак на простатата.
  • 00: 07: 09 - Биоакумулиране на изотиоцианатни метаболити в действителната гръдна тъкан.
  • 00: 08: 32 - Инхибиране на стволови клетки от рак на гърдата.
  • 00: 08: 53 - История: Brassicas са установени със здравни качества дори в древния Рим.
  • 00: 09: 16 - Способността на Sulforaphane да подобри екскрецията на канцероген (бензен, акролеин).
  • 00: 09: 51 - NRF2 като генетичен превключвател чрез елементи на антиоксидантен отговор.
  • 00: 10: 10 - Как активирането на NRF2 подобрява екскрецията на канцероген чрез глутатион-S-конюгати.
  • 00: 10: 34 - Брюкселското зеле увеличава глутатион-8-трансферазата и намалява увреждането на ДНК.
  • 00: 11: 20 - Напитката от кълнове от броколи повишава екскрецията на бензен с 61%.
  • 00: 13: 31 - Броколи зелен хомогенат увеличава антиоксидантните ензими в горните дихателни пътища.
  • 00: 15: 45 - Кръстосана консумация на зеленчуци и смъртност от сърдечни заболявания.
  • 00: 16: 55 - Броколи зеленчуков прах подобрява кръвните липиди и цялостния риск от сърдечни заболявания при диабетици тип 2.
  • 00:19:04 - Начало на остаряване раздел.
  • 00:19:21 - Обогатената със сулфорафан диета подобрява продължителност на живота от бръмбари от 15 до 30% (при определени условия).
  • 00: 20: 34 - Значение на ниското възпаление за дълголетие.
  • 00: 22: 05 - Кръстоцветните зеленчуци и кълнове от кълнове от броколи изглежда намаляват голямо разнообразие от възпалителни маркери при хората.
  • 00: 23: 40 - Средно видеоклип: рак, стареене
  • 00: 24: 14 - Изследванията на мишки показват, че сулфарафан може да подобри адаптивната имунна функция в напреднала възраст.
  • 00:25:18 - Сулфорафанът подобрява растежа на косата при миши модел на оплешивяване. Снимка в 00: 26: 10.
  • 00: 26: 30 - начало на секцията за мозъка и поведението.
  • 00: 27: 18 - Ефект на екстракт от кълнове от броколи върху аутизма.
  • 00: 27: 48 - Ефект на глюкорафанин върху шизофрения.
  • 00: 28: 17 - Начало на депресивната дискусия (правдоподобен механизъм и проучвания).
  • 00:31:21 - Проучване на мишки, използващо 10 различни модела на депресия, предизвикана от стрес, показва, че сулфорафанът е сходен като флуоксетинПрозак).
  • 00: 32: 00 - Изследването показва, че директното поглъщане на глюкорафанин в мишки е подобно ефективно при предотвратяване на депресията от модела на социално потискане на стреса.
  • 00: 33: 01 - начало на секцията за невродегенерация.
  • 00: 33: 30 - Сулфорафан и болестта на Алцхаймер.
  • 00: 33: 44 - Сулфорафан и болестта на Паркинсон.
  • 00: 33: 51 - Сулфорафан и болестта на Хънтингтън.
  • 00: 34: 13 - Сулфорафан увеличава протеините на топлинния шок.
  • 00: 34: 43 - Начало на травматичното мозъчно увреждане.
  • 00: 35: 01 - Сулфарафан се инжектира веднага след като TBI подобрява паметта (изследване на мишката).
  • 00: 35: 55 - Сулфорафан и невронна пластичност.
  • 00:36:32 - Сулфорафанът подобрява обучението в модел от диабет тип II при мишки.
  • 00:37:19 - Сулфорафан и Дюшен мускулна дистрофия.
  • 00: 37: 44 - Инхибиране на миостатина в мускулните сателитни клетки (in vitro).
  • 00: 38: 06 - Късно видеоклип: смъртност и рак, увреждане на ДНК, оксидативен стрес и възпаление, екскреция на бензол, сърдечно-съдови заболявания, диабет тип II, ефекти върху мозъка (депресия, аутизъм, шизофрения, невродегенерация).
  • 00: 40: 27 - Мисли за определяне на доза от кълнове от броколи или сулфорафан.
  • 00: 41: 01 - Анекдоти за поникване у дома.
  • 00: 43: 14 - На температурата на готвене и активността на сулфорафан.
  • 00: 43: 45 - Конверсия на сулфорафан от глюкорафанин в чревната бактерия.
  • 00: 44: 24 - Добавките работят по-добре, когато се комбинират с активна мирозиназа от зеленчуци.
  • 00: 44: 56 - техники за готвене и кръстоцветни зеленчуци.
  • 00: 46: 06 - Изотиоцианати като глюкогени.
Д-р Хименес Бяла козина

Свързаният с еритроидите фактор 2, свързан с 2 (NF-E2), известен още като Nrf2, е транскрипционен фактор, който регулира експресията на различни антиоксидантни и детоксикиращи ензими. Проучвателните проучвания също така демонстрират своята роля в контролирането на оксидативния стрес. Повечето невродегенеративни заболявания, като болестта на Алцхаймер и болестта на Паркинсон, се характеризират с оксидативен стрес и хронично възпаление, общите цели на Подходи за лечение Nrf2.

Д-р Алекс Хименес DC, CCST Insight

Заключителни бележки

Транскрипционният фактор NRF2 оркестрира a proteostatic отговор чрез улавяне и модулиране на промените в UPR, UPS и автофог (фигура 4). Следователно липсата на NRF2 е показала, че усилва протеинопатията, което предполага, че NRF2 е необходим за оптимален протеинов клирънс. Всички заедно, можем да предположим, че NRF2 може да бъде интересна терапевтична цел за протеинопатиите.

Фигура 4 NRF2 като център, свързващ протеотоксични изведени аварийни сигнали с защитен транскрипционен отговор. Натрупването на разгънати / неправилно нагънати протеини ще доведе до активиране на разгънатата протеинова реакция (UPR) в ER. Активирането на PERK или MAPK може да доведе до транскрипционно индуциране на ER-резистентен Gpx8 и няколко ензима, регулиращи нивата на GSH, които са критични, за да се осигури правилно загъване на белтъка. Протеиновите агрегати инхибират протеазомната активност (UPS), вероятно избягвайки разграждането на NRF2. За NRF2 е установено, че специфично модулира транскрипцията на Psma3, Psma6, Psmb1, Psmb5 и Pomp гени. Няколко други субединици бяха регулирани нагоре в зависимост от NRF2 в отговор на D3T, вероятно разширяване на списъка на протеазомните субединици, регулирани от NRF2. Автофогът е основният път за разграждане на протеинови агрегати. Автофогът също така регулира NRF2, свързвайки този път на деградация с NRF2 транскрипционна индукция на p62, Ndp52, Ulk1, Atg2b, Atg4c, Atg5, Atg7 и Gabarapl1.

Благодарности

Sciencedirect.com/science/article/pii/S2213231716304050

Според статията по-горе, докато симптомите на невродегенеративните заболявания могат да бъдат лекувани чрез различни варианти на лечение, изследователските проучвания показват, че активирането на Nrf2 може да бъде полезен подход за лечение. защото Nrf2 активаторите се насочват към широки механизми на заболяването, всички невродегенеративни заболявания могат да се възползват от използването на Nrf2 транскрибционния фактор. Констатациите на Nrf2 революционизират лечението на невродегенеративните заболявания. Обхватът на нашата информация е ограничен до хиропрактични и гръбначни проблеми. За да обсъдите темата, можете да попитате д-р Jimenez или да се свържете с нас на адрес 915-850-0900 .

Подготвен от д-р Алекс Хименес

Референтен от: Sciencedirect.com

Звънецът за зелено обаждане сега H .png

Допълнителна дискусия по темата: облекчаване на болката на коляното без хирургия

Болката на коляното е добре известен симптом, който може да се появи поради различни наранявания и / или състояния на коляното, включително спортни наранявания, Коляното е една от най-сложните стави в човешкото тяло, тъй като се състои от пресечната точка на четири кости, четири връзки, различни сухожилия, два мениса и хрущял. Според Американската академия на семейните лекари, най-честите причини за болка в коляното са пателарната сублуксация, пателарният тендинит или коляното на скоковете и болестта на Osgood-Schlatter. Въпреки че болката в коляното е най-вероятно да се появи при хора над 60 години, болките в коляното могат да се появят и при деца и юноши. Болката на коляното може да се лекува у дома след методите RICE, но тежките наранявания на коляното може да изискват незабавно медицинско обслужване, включително хиропрактика.

блог снимка на момиче с карикатура хартия

EXTRA EXTRA | ВАЖНА ТЕМА: Препоръчителна El Paso, TX Chiropractor

***

Отказ от отговорност

Професионален обхват на практика *

Информацията тук на "Разбиране на Nrf2 и неговото въздействие върху невродегенеративните заболявания" не е предназначен да замени връзката един на един с квалифициран здравен специалист или лицензиран лекар и не е медицински съвет. Насърчаваме ви да вземете свои собствени решения за здравни грижи въз основа на вашите изследвания и партньорство с квалифициран медицински специалист .

Информация за блога и дискусии за обхват

Нашият информационен обхват е ограничено до хиропрактика, мускулно-скелетни, физически лекарства, уелнес, допринасящи етиологични висцерозоматични нарушения в рамките на клинични презентации, свързана соматовисцерална рефлексна клинична динамика, сублуксационни комплекси, чувствителни здравни проблеми и/или статии, теми и дискусии от функционална медицина.

Ние предоставяме и представяме клинично сътрудничество със специалисти от широк спектър от дисциплини. Всеки специалист се ръководи от професионалния си обхват на практика и юрисдикцията си на лицензиране. Ние използваме протоколи за функционално здраве и уелнес за лечение и подкрепа при наранявания или нарушения на опорно-двигателния апарат.

Нашите видеоклипове, публикации, теми, теми и прозрения обхващат клинични въпроси, проблеми и теми, които се отнасят и подкрепят, пряко или косвено, нашия клиничен обхват на практика. *

Нашият офис направи разумен опит да предостави подкрепящи цитати и идентифицира съответното изследователско проучване или изследвания, подкрепящи нашите публикации. Ние предоставяме копия на подкрепящи научни изследвания, достъпни за регулаторните съвети и обществеността при поискване.

Разбираме, че обхващаме въпроси, които изискват допълнително обяснение как може да подпомогне определен план за грижи или протокол за лечение; следователно, за да обсъдите допълнително темата по-горе, моля не се колебайте да попитате Д-р Алекс Хименес DC Или се свържете с нас на адрес 915-850-0900.

Ние сме тук, за да помогнем на вас и вашето семейство.

Благословения

Д-р Алекс Хименес н.е., MSACP, CCST, IFMCP*, CIFM*, ATN*

имейл: coach@elpasofunctionalmedicine.com

Лицензиран в: Тексас & Ню Мексико*

Д-р Алекс Хименес DC, MSACP, CIFM*, IFMCP*, ATN*, CCST
Моята цифрова визитка

Отново Ви приветстваме¸

Нашата цел и страсти: Аз съм доктор по хиропрактика, специализирана в прогресивни, авангардни терапии и функционални рехабилитационни процедури, фокусирани върху клинична физиология, цялостно здраве, практически силови тренировки и пълно кондициониране. Ние се фокусираме върху възстановяването на нормалните функции на тялото след травми на врата, гърба, гръбначния стълб и меките тъкани.

Използваме специализирани протоколи за хиропрактика, уелнес програми, функционално и интегративно хранене, фитнес обучение за ловкост и мобилност и системи за рехабилитация за всички възрасти.

Като продължение на ефективната рехабилитация, ние също предлагаме на нашите пациенти, ветерани с увреждания, спортисти, млади и възрастни хора разнообразно портфолио от силова екипировка, високоефективни упражнения и усъвършенствани възможности за лечение на пъргавина. Обединихме се с първокласните лекари, терапевти и треньори в градовете, за да предоставим на високо ниво конкурентоспособни спортисти възможностите да се придвижат до най-високите си способности в нашите съоръжения.

Бяхме благословени да използваме методите си с хиляди Ел Пасоан през последните три десетилетия, което ни позволява да възстановим здравето и фитнес на нашите пациенти, като същевременно прилагаме изследвани нехирургични методи и функционални уелнес програми.

Нашите програми са естествени и използват способността на организма да постига конкретни измерени цели, вместо да въвеждат вредни химикали, спорна хормонална заместител, нежелани операции или пристрастяващи лекарства. Искаме да живеете функционален живот, който е изпълнен с повече енергия, позитивно отношение, по-добър сън и по-малко болка. Нашата цел е в крайна сметка да дадем възможност на нашите пациенти да поддържат най-здравословния начин на живот.

С малко работа можем да постигнем оптимално здраве заедно, независимо от възрастта или инвалидността.

Присъединете се към нас, за да подобрите здравето си за вас и вашето семейство.

Всичко е свързано с: ЖИВЕЙ, ОБИЧАЙТЕ И МАТЕРИЯТА!

Добре дошли и Бог да благослови

ЕЛ ПАСО МЕСТОПОЛОЖЕНИЕ

Източна страна: Главна клиника*
11860 Изглед Дел Сол, Ste 128
Телефон: 915-412-6677

Централната: Център за рехабилитация
Портал 6440 East, Ste B
Телефон: 915-850-0900

Североизточния Център за рехабилитация
7100 Airport Blvd, Ste. ° С
Телефон: 915-412-6677

Д-р Алекс Хименес DC, MSACP, CIFM, IFMCP, ATN, CCST
Моята цифрова визитка

Местоположение на клиника 1

Адрес 11860 Изглед Дел Сол Др Suite 128
Ел Пасо, TX 79936
Телефон
: (915) 850 0900
Електронна пощаИзпратете имейл
WebDrAlexJimenez.com

Местоположение на клиника 2

Адрес 6440 Gateway East, сграда Б
Ел Пасо, TX 79905
Телефон: (915) 850-0900
Електронна пощаИзпратете имейл
WebElPasoBackClinic.com

Местоположение на клиника 3

Адрес 1700 N Сарагоса Rd # 117
Ел Пасо, TX 79936
Телефон: (915) 850-0900
Електронна пощаИзпратете имейл
WebChiropracticScientist.com

Просто играйте Fitness & Rehab*

Адрес бул. Летище 7100, апартамент C
Ел Пасо, TX 79906
Телефон: (915) 850-0900
Електронна пощаИзпратете имейл
WebChiropracticScientist.com

Push As Rx & Rehab

Адрес 6440 Gateway East, сграда Б
Ел Пасо, TX 79905
Телефон
: (915) 412 6677
Електронна пощаИзпратете имейл
WebPushAsRx.com

Натиснете 24 / 7

Адрес 1700 E Клиф Др
Ел Пасо, TX 79902
Телефон
: (915) 412 6677
Електронна пощаИзпратете имейл
WebPushAsRx.com

РЕГИСТРАЦИЯ ЗА СЪБИТИЯ: Събития на живо и уебинари*

(Елате да се присъедините към нас и да се регистрирате днес)

Няма намерени събития

Обадете се (915) 850-0900 днес!

Най-добър лекар и специалист в Ел Пасо от RateMD* | Години 2014, 2015, 2016, 2017, 2018, 2019, 2020 и 2021

Най-добрият хиропрактик в Ел Пасо

Сканирайте QR кода тук - свържете се тук лично с д-р Хименес

Qrcode хиропрактик
QR код на д-р Хименес

Допълнителни онлайн връзки и ресурси (Налично 24/7)

  1. Онлайн срещи или консултации:  bit.ly/ Резервирай-онлайн-назначение
  2. Онлайн форма за физическо нараняване / приемане на злополука:  bit.ly/Fill-Out-Your-Online-History
  3. Онлайн оценка на функционалната медицина:  bit.ly/functioned

Опровержение *

Информацията тук не е предназначена да замести индивидуална връзка с квалифициран медицински специалист, лицензиран лекар и не е медицински съвет. Препоръчваме ви да вземете свои собствени решения за здравеопазване въз основа на вашите изследвания и партньорство с квалифициран медицински специалист. Нашият информационен обхват е ограничен до хиропрактика, мускулно-скелетна система, физически лекарства, уелнес, чувствителни здравни проблеми, статии за функционална медицина, теми и дискусии. Ние предлагаме и представяме клинично сътрудничество със специалисти от широк спектър от дисциплини. Всеки специалист се ръководи от техния професионален обхват и юрисдикцията на лицензиране. Използваме функционални протоколи за здраве и уелнес за лечение и подпомагане на грижи при наранявания или разстройства на опорно-двигателния апарат. Нашите видеоклипове, публикации, теми, теми и прозрения обхващат клинични въпроси, проблеми и теми, които се отнасят и подкрепят, пряко или косвено, нашия клиничен обхват на практика. * Нашият офис направи разумен опит да предостави подкрепящи цитати и идентифицира съответното изследователско проучване или изследвания, подкрепящи нашите публикации. Ние предоставяме копия на подкрепящи научни изследвания, достъпни за регулаторните съвети и обществеността при поискване.

Разбираме, че обхващаме въпроси, които изискват допълнително обяснение как може да подпомогне определен план за грижи или протокол за лечение; следователно, за да обсъдите допълнително темата по-горе, моля не се колебайте да попитате Д-р Алекс Хименес Или се свържете с нас на адрес 915-850-0900.

Д-р Алекс Хименес н.е., MSACP, CCST, IFMCP*, CIFM*, ATN*

имейл: coach@elpasofunctionalmedicine.com

телефон: 915-850-0900

Лицензиран в Тексас и Ню Мексико *

Д-р Алекс Хименес DC, MSACP, CIFM, IFMCP, ATN, CCST
Моята цифрова визитка

Отказ от отговорност

Професионален обхват на практика *

Информацията тук на "Разбиране на Nrf2 и неговото въздействие върху невродегенеративните заболявания" не е предназначен да замени връзката един на един с квалифициран здравен специалист или лицензиран лекар и не е медицински съвет. Насърчаваме ви да вземете свои собствени решения за здравни грижи въз основа на вашите изследвания и партньорство с квалифициран медицински специалист .

Информация за блога и дискусии за обхват

Нашият информационен обхват е ограничено до хиропрактика, мускулно-скелетни, физически лекарства, уелнес, допринасящи етиологични висцерозоматични нарушения в рамките на клинични презентации, свързана соматовисцерална рефлексна клинична динамика, сублуксационни комплекси, чувствителни здравни проблеми и/или статии, теми и дискусии от функционална медицина.

Ние предоставяме и представяме клинично сътрудничество със специалисти от широк спектър от дисциплини. Всеки специалист се ръководи от професионалния си обхват на практика и юрисдикцията си на лицензиране. Ние използваме протоколи за функционално здраве и уелнес за лечение и подкрепа при наранявания или нарушения на опорно-двигателния апарат.

Нашите видеоклипове, публикации, теми, теми и прозрения обхващат клинични въпроси, проблеми и теми, които се отнасят и подкрепят, пряко или косвено, нашия клиничен обхват на практика. *

Нашият офис направи разумен опит да предостави подкрепящи цитати и идентифицира съответното изследователско проучване или изследвания, подкрепящи нашите публикации. Ние предоставяме копия на подкрепящи научни изследвания, достъпни за регулаторните съвети и обществеността при поискване.

Разбираме, че обхващаме въпроси, които изискват допълнително обяснение как може да подпомогне определен план за грижи или протокол за лечение; следователно, за да обсъдите допълнително темата по-горе, моля не се колебайте да попитате Д-р Алекс Хименес DC Или се свържете с нас на адрес 915-850-0900.

Ние сме тук, за да помогнем на вас и вашето семейство.

Благословения

Д-р Алекс Хименес н.е., MSACP, CCST, IFMCP*, CIFM*, ATN*

имейл: coach@elpasofunctionalmedicine.com

Лицензиран в: Тексас & Ню Мексико*

Д-р Алекс Хименес DC, MSACP, CIFM*, IFMCP*, ATN*, CCST
Моята цифрова визитка

купете ивермектин за хора ивермектин за продажба