اهداف جایگزین برای مبارزه با بیماری آلزایمر: تمرکز بر آستروسیت ها قسمت 2
May 29, 2024
2.3. پاسخ پروتئین باز شده و پروتئوستاز معیوب
AD یک بیماری عصبی است که با ارتباط همه جانبه پروتئین های نادرست و تجمع یافته مشخص می شود، که نقش آن در پاتوژنز و پیشرفت بیماری هنوز نامشخص است.
سیستم عصبی مرکز کنترل مغز انسان است. این سیستم پیچیده ای است که مسئول عملکرد تمام قسمت های بدن ما است. این سیستم شامل تفکر، اعمال، عواطف، حافظه و غیره ما می شود. یک سیستم عصبی سالم برای حفظ عملکرد طبیعی بدن و بهبود حافظه ضروری است.
بسیاری از افراد با بیماری های عصبی مانند آلزایمر یا پارکینسون مواجه هستند. این بیماری ها می توانند کیفیت زندگی افراد را تحت تاثیر قرار دهند، اما به این معنا نیست که آنها نمی توانند حافظه سالمی داشته باشند. راه های زیادی برای بهبود و تقویت حافظه حتی در مواجهه با این بیماری ها وجود دارد.
اولاً، اصرار بر افزایش دفعات و شدت تمرینات مغزی بسیار مهم است. این را می توان از طریق فعالیت های شناختی مختلف، مانند خواندن کتاب، حل پازل، یادگیری یک زبان جدید، یا انجام بازی های پارکور به دست آورد. مطالعات نشان داده اند که این فعالیت ها می توانند توانایی هماهنگی مغز را تقویت کنند، تمرکز را بهبود بخشند و وضوح ذهنی را بهبود بخشند و در نتیجه حافظه را بهبود بخشند.
دوم اینکه رژیم غذایی و خواب خوب نیز بسیار مهم است. برخی از غذاها، مانند ماهی و دانه های چیا، سرشار از اسیدهای چرب امگا{0}} هستند که به سلامت مغز کمک می کنند. از سوی دیگر، خواب برای ریکاوری مغز بسیار مهم است زیرا خواب به انتقال حافظه و حفظ اطلاعات خاص کمک می کند.
در نهایت، بسیار مهم است که احساسات خود را مثبت نگه دارید. استرس طولانی مدت، نگرانی، ترس و سایر احساسات می تواند بر حافظه افراد تأثیر بگذارد. برعکس، با تمرین مدیتیشن، یوگا یا سایر روشهای آرامشبخش، میتوان تنش و اضطراب را کاهش داد که میتواند به بهبود حافظه کمک کند.
به طور کلی بیماری های عصبی نمی توانند ما را از داشتن حافظه سالم باز دارند. با انجام یک سری اقدامات مثبت، میتوانیم عملکرد مغز خود را تقویت کنیم و سیستم عصبی سالمی داشته باشیم و در نتیجه به زندگی بهتر و حافظه بهتری دست یابیم. مشاهده می شود که ما نیاز به بهبود حافظه داریم و سیستانچ می تواند حافظه را به میزان قابل توجهی بهبود بخشد زیرا سیستانچ دارای اثرات آنتی اکسیدانی، ضد التهابی و ضد پیری است که می تواند به کاهش پاسخ های اکسیداتیو و التهابی در مغز کمک کند و در نتیجه از سلامت مغز محافظت کند. سیستم عصبی علاوه بر این، سیستانچ همچنین میتواند رشد و ترمیم سلولهای عصبی را افزایش داده و در نتیجه اتصال و عملکرد شبکههای عصبی را افزایش دهد. این اثرات می تواند به بهبود حافظه، توانایی یادگیری و سرعت تفکر کمک کند و همچنین می تواند از بروز اختلالات شناختی و بیماری های عصبی جلوگیری کند.

روی روش های بهبود عملکرد مغز کلیک کنید
با این حال، منطقی است که فرض کنیم یک اختلال قابل توجه در هموستاز پروتئین (پروتئوستاز) رخ می دهد. پروتئوستاز پیچیده است زیرا به پروتئین نیاز دارد تا در یک محل، تجمع، غلظت و ترکیب خاص باشد.
پیشنهاد شده است که رویدادهای متعددی که در AD رخ میدهند بهعنوان اخلالکننده پروتئوستاز عمل کنند، از جمله NFTs [86]، التهاب عصبی [87]، تغییر سیگنالدهی کلسیم [88]، عدم تعادل انرژی میتوکندری [89] و استرس اکسیداتیو [90].
بیشتر اینها با استرس اندوپلاسمیکرتیکولوم (ER) مرتبط هستند [91]. ER یک اندامک ضروری در یوکاریوت ها است که مسئول سنتز و چین خوردگی تمام پروتئین های ترشحی و غشایی است [92].
تحت شرایط فیزیولوژیکی، هنگامی که پروتئین های نابجا سنتز می شوند، ER آنها را به سیتوزول صادر می کند، جایی که آنها برای تخریب به سیستم یوبیکوئیتین-پروتئازوم هدایت می شوند [93].
در پس از میلاد، تجمع انبوه پروتئینهای نابجای تا شده نابجا در ER، پاسخ پروتئین بازشده (UPR) را درگیر میکند، یک پاسخ استرس سیستم سیگنالینگ پیچیده که تاخوردگی پروتئین را هماهنگ میکند و آپوپتوز یا اتوفاژی را در سلولهای آسیبدیده برگشتناپذیر آغاز میکند [94]. شواهد رو به رشد نشان میدهد که ER پاسخهای استرس ممکن است بر مسیرهای متابولیکی که A را تولید میکنند نیز تأثیر بگذارد که نقش مستقیم آن را در علت AD نشان میدهد.
به عنوان مثال، نشان داده شده است که رویدادهای سیگنال دهی UPR باعث افزایش سطح BACE1 شده و باعث تولید بیش از حد A و ترویج رونویسی ژن PSEN می شود [95].
2.4. مکمل آبشار و التهاب عصبی
التهاب به عنوان یک جزء کلیدی آسیب شناسی AD [96] شناخته شده است، که احتمالاً حتی در پیشرفت بیماری نیز نقش دارد [97،98]. چندین فاکتور رونویسی دخیل در پاسخ های التهابی در AD دخیل هستند.
به عنوان مثال، خانواده فاکتورهای رونویسی CCAAT/Enhancer-binding protein (c/EBP) در مغز بیماران مبتلا به AD در مقایسه با افراد سالم [99] افزایش یافته است و مشخص شد که پاسخ التهابی عصبی میکروگلیال را ارتقا می دهد [100]. مثال دیگر مسیر NF-kB است که تولید سیتوکین و بقای سلولی را کنترل می کند، که به شدت با التهاب عصبی AD مرتبط است [101].
هر دو مسیر مکمل کلاسیک و جایگزین در شرایط آزمایشگاهی توسط فیبریل A [102] و NFTs [103] القا می شوند. پلاکهای پیری با میکروگلیا و بسیاری از پروتئینهای آبشار کمپلمان در مدلهای حیوانی بیماری و بیماری AD انسان [62,104-106] کلوکالیزه میشوند. علاوه بر این، مغز AD انسان نشانههایی از فعالسازی مکمل را در همان مناطق نشان میدهد که پلاکهای پیری و NFT را نشان میدهد [107].
عوامل مکمل در طول پیشرفت AD افزایش مییابد، احتمالاً به عنوان یک واکنش کلی به رسوب غیرطبیعی پروتئین و سایر آسیبهای مغزی که در مغز AD رخ میدهد [108-110].
این تعجب آور نیست، زیرا آبشار کمپلمان یک عامل اساسی سیستم ایمنی ذاتی است که به پاکسازی سریع پاتوژن ها، سلول های آپوپتوز و بقایای آنها و همچنین وسعت و خاتمه پاسخ ایمنی التهابی کمک می کند [111]. برخی از اجزای آبشار مکمل نقش کلیدی در هرس سیناپس دارند.
این فرآیند در طول رشد سیستم عصبی فعال و اساسی است. با این حال، زمانی که تصور میشود وقوع آن مضر است، در مغز بالغ به ندرت دیده میشود، مانند مغزهای AD. در واقع، شواهدی از هرس سیناپس بیش از حد با واسطه مکمل در AD و مدلهای حیوانی پیری گزارش شده است [112-114].
صرف نظر از این، برخی شواهد انسانی ناسازگاری بین غلظت پروتئین های مکمل خون و مایع مغزی نخاعی [110] را نشان می دهد، که ناهمگنی آسیب شناسی را برجسته می کند، که استفاده از پروتئین های مکمل به عنوان نشانگرهای زیستی تشخیصی را پیچیده می کند. با این حال، اجزای مکمل نیز می توانند اهداف درمانی جدید بالقوه باشند [111,115].
در مدل های پیش بالینی اختلالات نورودژنراتیو، مهار پروتئین های مکمل خاص اثرات مفیدی داشت [116,117]. متأسفانه، سد خونی مغزی (BBB) برای درمانهای هدفمند فعلی در دسترس نیست و طراحی دارو را به چالش میکشد [117]. علاوه بر این، مکانیسمهای مولکولی زیربنایی فرآیند التهابی مشاهدهشده در AD هنوز به طور کامل روشن نشدهاند.

این می تواند شکست کارآزمایی های بالینی انجام شده با استفاده از داروهای ضد التهابی مرسوم [118-122] را توضیح دهد. التهاب عصبی یک فرآیند دفاعی پیچیده است که برای حفظ هموستاز مغز بسیار مهم است که تحت شرایط خاصی مضر می شود، که کاملاً مشخص نیست.
اکنون پذیرفته شده است که هر گونه توهین مغزی باعث فعال شدن سلول های گلیال در یک فرآیند دفاعی و نگهدارنده با هدف بازگرداندن هموستاز از دست رفته می شود. هم تغییرات مورفولوژیکی و هم عملکردی میکروگلیاها و آستروسیت ها به طور عمده، اما نه منحصرا، همراه با یک محیط پیش التهابی رخ می دهند [19]. ].
میکروگلیاسلها که نگهبانهای ایمنی سیستم عصبی مرکزی (CNS) هستند، اولین سلولهایی هستند که با یک پاسخ التهابی قوی پاسخ میدهند و در نتیجه منجر به فعال شدن دیگر انواع سلولهای گلیال، از جمله آستروسیتها میشوند [123،124].
اگر محرکهایی که سلولهای گلیال را فعال میکنند بسیار شدید و/یا طولانیمدت باشند و/یا با یک سیگنال وقفهای متوازن نشوند، گلیوز واکنشی ایجاد میشود و عملکرد طبیعی مغز میتواند مختل شود و حتی منجر به مرگ عصبی شود [125]. با این حال، زمان دقیق و مکانیسمی که التهاب عصبی را از یک فرآیند فیزیولوژیکی به یک فرآیند پاتولوژیک تبدیل می کند، هنوز مورد مطالعه قرار نگرفته است [126,127].
بنابراین، شفافسازی مکانیسمهای مولکولی و سلولی زیربنایی میتواند به دانشمندان اجازه دهد تا درمانهای دارویی جدید و امیدواریم کارآمد را توسعه دهند و آزمایش کنند. به عنوان مثال، یک مطالعه اخیر یک تنظیم کننده منفی فاکتور رونویسی c/EBPb را شناسایی کرد که مسئول التهاب عصبی ناشی از میکروگلیا است، که می تواند یک هدف درمانی جدید AD را نشان دهد [100].
قابل توجه، c/EBPb نیز توسط آستروسیت ها بیان می شود. بنابراین، مطالعات اضافی باید به احتمالات هدف قرار دادن آن در انواع سلول های مختلف درگیر در فرآیند التهاب عصبی بپردازد.
2.5. فرضیه نورونرژیک
گلوکز سوخت اصلی انرژی مغز است که از BBB از طریق GLUT1، ناقل گلوکز متصل به غشاء عبور می کند. هم پیری و هم AD با کاهش GLUT1 همراه هستند [128,129].
علاوه بر این، مدلهای موش تراریخته همبستگی بین کاهش چگالی GLUT1 و تجمع پپتید A را نشان میدهند [129,130]. در انسان های مسن، ارتباطی بین هیپومتابولیسم گلوکز و ژنوتیپ apoE ایجاد شده است [131]. سیگنال اصلی که واسطه جذب گلوکز در داخل سلول ها است، برهمکنش هورمون پانکراس انسولین با گیرنده آن است.
بیماران مبتلا به AD سطح بالایی از انسولین پلاسما را نشان می دهند، در حالی که سطوح پایینی از انسولین CSF و گیرنده های انسولین مغز را نشان می دهند. بر خلاف این، مقاومت به انسولین با زوال عقل در ارتباط است و بیماران مبتلا به دیابت نوع{0} در معرض خطر بسیار بالاتری برای ابتلا به AD هستند [132]. در واقع، گلوکز به عنوان یک تقویت کننده حافظه عمل می کند زیرا فعالیت عصبی به شدت با استفاده از گلوکز همراه است [133].
با استفاده از موش های 5xFAD به عنوان یک مدل AD، اندرسن و همکاران. نشان داد که سنتز GABA عصبی در مغز مستقیماً تحت تأثیر هیپومتابولیسم گلوکز در آستروسیت ها قرار می گیرد [134]. در شرایط عادی، آستروسیتها ATP و لاکتات تولید میکنند که برای تغذیه نورونهای همسایه آزاد میشوند، در فرآیندی به نام شاتل لاکتات آستروسیت-نورون، که با انرژی از نورونها با توجه به نیازهای انرژی بالا، مانند شلیک پتانسیل عمل، پشتیبانی میکند [135-137] .
این شاتل برای تقویت طولانی مدت لازم است [135]. برشتولد و همکاران گزارش داد که بسیاری از ژنهای دخیل در بیوانرژتیکهای میتوکندری در افراد مسن با اختلال شناختی خفیف (MCI) نسبت به گروه کنترل همسان با سن بالا تنظیم میشوند، اما بیماران مبتلا به AD کامل دمیده را کاهش میدهند [138]. همه این شواهد به اصطلاح نورانرژتیکیپوتزی کمک کردند که نشان میدهد گرسنگی مزمن در حال پیشرفت سلولهای مغز میتواند استرس کمبود انرژی ایجاد کند.
این امر شلیک عصبی را کاهش می دهد و باعث تغییر مسیرهای مرتبط با متابولیسم فیزیولوژیکی APP به مسیرهای پاتولوژیک مرتبط با تولید A /tau [139] می شود که در نهایت منجر به AD می شود.
3. آستروسیت ها به عنوان اهدافی برای AD Therapeutics
در ابتدا، علاقه به سلولهای گلیال در AD عمدتاً از نقش سلولهای میکروگلیا در پاسخ ایمنی ناشی میشد [140]. پس از آن، مشخص شد که همه انواع سلول های گلیال احتمالاً هم در علت و هم در پیشرفت بیماری نقش دارند، به عنوان بازیگرانی در زمینه پاسخ ایمنی و عناصر تنظیم کننده کلیدی درگیر در فرآیندهای مولکولی و سلولی که در AD تغییر کردند [141].

در واقع، تغییرات رونویسی نوع سلولی خاص در مغز AD انسان با مسیرهای مولکولی مجزا همراه بوده است [142]. سلول های گلیال یک جمعیت سلولی ناهمگن هستند که مجموعه ای از اقدامات مختلف لازم برای عملکرد صحیح مغز را انجام می دهند [143]. سلول های گلیال معمولاً به دو دسته میکروگلیا و میکروگلیا طبقه بندی می شوند.
دومی منشأ عصبی دارد و شامل آستروسیتها، الیگودندروسیتها، و NG-2 گلیا، همچنین بهعنوان سینانتوسیتها [144] شناخته میشود. میکروگلیاها سلولهای فاقد ایمنی اصلی سیستم عصبی با منشأ غیر عصبی هستند. به عنوان ماکروفاژها، آنها در درجه اول عملکردهای دفاعی را انجام می دهند [145]. این سلول ها به طور منظم محیط اطراف را با فرآیندهای خود اسکن می کنند و بسته به آنچه که احساس می کنند، مورفولوژی و عملکرد خود را تطبیق می دهند.
پس از فعالسازی، میکروگلیا خواص کموتاکتیک و فاگوسیتیک را اعمال میکند، در جاهایی که لازم است حرکت میکند و مواد زائد، زبالههای سلولی و پاتوژنها را پاک میکند [146]. علاوه بر این عملکردهای دفاعی حیاتی، میکروگلیا بسیاری از اقدامات کلیدی دیگر مربوط به تشکیل سیناپس، هرس، و عملکرد [147-149] را انجام می دهد.
سلولهای میکروگلیا حالتهای فعالسازی و نمایههای بیان مختلفی را هم در مغز AD انسان و هم در مدلهای AD موش نشان میدهند [150]. تجزیه و تحلیل مسیر آزمایشهای رونویسی تک هستهای نشان داد که ژنهای میکروگلیال عمدتاً به پاسخ ایمنی مرتبط هستند بین مغزهای AD انسان و افراد کنترل بیان میشوند [142].
علاوه بر این، جهش در TREM2، یک پروتئین سطح سلولی که به طور انتخابی و به شدت توسط میکروگلیا در مغز بیان می شود، با سه برابر خطر ابتلا به AD مرتبط است [151]. الیگودندروسیت ها از سلول های پیش ساز (OPCs) که عمدتاً در نواحی بطنی موضعی هستند منشاء می گیرند. از مغز، که آنها در طول رشد از آن مهاجرت می کنند و از طریق آن به الیگودندروسیت بالغ تبدیل می شوند.
این روند در سه ماهه سوم بارداری شروع می شود و در طول زندگی ادامه می یابد [152]. عملکرد اصلی الیگودندروسیت ایجاد غلاف تیمیلین است که برای انتقال موثر نورونی پتانسیل های عمل بسیار مهم است [153].
در زیر غلاف میلین، در فضای شخصی بین گرهی، الیگودندروسیت ها از طریق کانال های میلینی غنی از سیتوپلاسمی با آکسون ها ارتباط مستقیم برقرار می کنند، که در آن یک حرکت دو طرفه ماکرومولکول ها بین دو سلول رخ می دهد [152,154,155].
اختلالات در تشکیل و عملکرد میلین پیامدهایی در چندین اختلال عصبی رشدی و عصبی روانی دارد [156-160]، و بلوغ OPC ها به الیگودندروسیت ها با از دست دادن میلین به دلیل صدمات، پیری یا بیماری ها، از جمله AD [157] تسریع می شود. در سطوح مولکولی، سلولی، اندامی و سیستمی سازمان [161].
چندین زیرگروه متمایز از نظر مورفولوژیک از آستروسیت ها شناسایی شده اند که احتمالاً با عملکردهای خاصی مطابقت دارند [162]. در واقع، آنها هم در ماده سفید و هم در ماده خاکستری حضور دارند.
آستروسیت ها اجزای کلیدی BBB هستند، بنابراین ارتباط بین CNS و محیط را تنظیم می کنند [163]. آنها ریزمحیط CNS را به روشهای مختلفی کنترل میکنند، از جمله با بافر کردن یونهای خارج سلولی و pH، تنظیم جریان خون از طریق آزادسازی مولکولهای وازواکتیو، و پاکسازی گونههای اکسیژن فعال (ROS) [164].
آستروسیت ها اجزایی از به اصطلاح سیستم گلیوکرین هستند که حدود 200 مولکول، عمدتاً فاکتورهای نوروتروفیک، و بسترهای انرژی را آزاد می کنند که برای حفظ عملکردهای هموستاتیک CNS اساسی هستند [165].
آستروسیت ها نقش اصلی را در انتقال سیناپسی و پردازش اطلاعات توسط مدارهای عصبی دارند. نشان داده شده است که توانایی یک آستروسیت منفرد در تماس با چندین نورون و تعدیل انتقال سیناپسی با تنظیم سطوح انتقالدهنده عصبی در شکاف سیناپسی [162,163]. سینانتوسیتها که در اصل به عنوان OPCs طبقهبندی میشوند، سلولهای ستارهای هستند، با درختکاریهای فرآیندی بزرگ که به طور خاص بیانگر یک نوع جدید هستند. نوع پروتئوگلیکان کندرویتین سولفات [166].
آنها هم در ماده سفید و هم در ماده خاکستری یافت می شوند و با سایر انواع سلول های گلیال و نورون ها تعامل دارند. سینانتوسیت ها فرآیندها را در امتداد غلاف های میلین گسترش می دهند تا با پارانودها و گره های Ranvier تماس بگیرند. علاوه بر این، مشخص شد که آنها در گهواره سیناپسی شرکت می کنند، اما عملکرد خاص آنها در سیناپس ها هنوز روشن نشده است [167,168].
با توجه به عملکردهای اساسی و پلیوتروپیک که توسط سلول های گلیال هدایت می شود، علاقه به دخالت این سلول ها در پاتوفیزیولوژی چندین اختلال عصبی و عصبی روانی در چند سال اخیر به طور تصاعدی افزایش یافته است [169].
علاوه بر این، انواع مختلف سلول های گلیال می توانند با یکدیگر ارتباط برقرار کنند و بر فنوتیپ و عملکرد یکدیگر تأثیر بگذارند. در زیر ما بر روی شواهدی تمرکز میکنیم که از نقش اختلال در عملکرد آداستروسیتها در AD حمایت میکنند، و مزایای درمانی بالقوهای که رویکردهایی با هدف بازگرداندن آنها میتوانند داشته باشند.
رمزگشایی نقش آستروسیت ها در بیماری آلزایمر دشوار است، عمدتاً به دو دلیل: اول، آستروسیت ها تعداد زیادی از عملکردهای مختلف را در CNS انجام می دهند که جدا کردن آن ها آسان نیست، و ثانیا، آستروسیت ها به هرگونه اختلال در هموستاز CNS پاسخ می دهند. صدمات یا بیماری ها، با انواع تغییرات در سطوح ساختاری، رونویسی، و عملکردی.
بهعلاوه، تغییرات مربوط به موضعگیری آستروسیت و آسیب CNS و حتی مراحل مختلف بیماری است [125,172-174]. با توجه به AD، شواهد موجود تاکنون وجود هر دو واکنش گلیال و آتروفیزینس را در مراحل اولیه AD نشان می دهد [97]. علاوه بر این، آستروسیتهای نزدیک به پلاکهای آمیلوئید تغییرات رونویسی بیشتری نسبت به آنهایی که از پلاکها دور هستند نشان میدهند [175].
برای پیچیده تر کردن این تصویر، مطالعات اخیر انسانی نشان داد که مغزهای پس از مرگ AD حاوی نسبت کاهش یافته آستروسیت های محافظ عصبی هستند که با بازیافت گلوتامات و سیگنال دهی سیناپسی در مقایسه با گروه کنترل مرتبط هستند [142].
علاوه بر این، این تصور که آستروسیتها در مراحل پایانی AD دارای ناحیهی تنگی هستند، در حال افزایش است. صرف نظر از این، هر دو سلولهای واکنشپذیر و آستنیکاستروسیتها بهطور نامنظم عمل میکنند، بنابراین بهطور متفاوتی از طریق اختلال عصبی و مرگ به بدتر شدن بیماری کمک میکنند [176].
بنابراین، دشواری توسعه یک رویکرد دارویی برای هدف قرار دادن آستروسیتها افزایش مییابد، زیرا دارویی که به آستروسیتهای هیپرتروفیک در یک مرحله AD خاص هدایت میشود، میتواند در مرحله دیگری که آستروسیتها آتروفیک هستند، مضر باشد و بالعکس.
علاوه بر این، آستروسیتهای تعدیلکننده میتواند بر عملکرد سایر انواع سلولهای گلیال، علاوه بر نورونها، تأثیر بگذارد [177،178] و ارتباطات طبیعی بین سلولهای مغز را تغییر دهد. یکی دیگر از چالشهای مهمی که هنگام طراحی درمانی برای مغز باید بر آن غلبه کرد، لزوم عبور آن از BBB است. گزارش شده است که تنها 5 درصد از حدود 7000 داروی غربال شده در پایگاه داده جامع پزشکی شیمی با عبور از BBB وارد CNS می شوند [179,180].

تعداد فزاینده ای از گزارش ها وجود دارد که به نقش آستروسیت ها در AD نگاه می کنند، و چندین رویکرد برای هدف قرار دادن آستروسیت ها پیشنهاد شده است (شکل 1). بخشهای زیر شواهد in vitro و in vivo را بررسی میکنند که در پنج سال گذشته منتشر شدهاند و آستروسیتها را از نظر دارویی در مدلهای AD هدف قرار میدهند (جدول 1).
For more information:1950477648nn@gmail.com






