اختلال سیگنالینگ کلسیم و توسعه و پیشرفت بیماری

اهمیت کلسیم درون سلولی (Ca2 پلاس) در تنظیم عملکردهای بیولوژیکی یکپارچه مانند تقسیم سلولی، تحرک سلولی، اتوفاژی، آپوپتوز و رونویسی ژن از طریق ظرفیت آن به عنوان یک پیام رسان دوم در همه جا واضح است. با این حال، تعیین نقش Ca2 به علاوه سیگنالینگ در بیماری و پیشرفت بیماری کمتر تعریف شده است.

برای محافظت از عصبی، روی کپسول های توبولوزا cistanche کلیک کنید

شواهد اخیر نشان می دهد که سیگنال دهی Ca2 به علاوه در اختلالات عصبی مانند بیماری آلزایمر (AD)، بیماری پارکینسون (PD) و بیماری هانتینگتون (HD) [1] ناکارآمد است، با اختلال در تنظیم سیگنال Ca2 به علاوه با خود ایمنی، آسم و حتی مرتبط است. سرطان ریه به طور خاص، عواقب ریوی عدم تنظیم Ca2 به اضافه هموستاز می تواند شامل ایجاد آسیب شناسی باشد: التهاب راه هوایی، بیماری مزمن انسدادی ریه (COPD)، آسیب حاد ریه (ALI)، سندرم بیماری حاد تنفسی (ARDS) و سرطان ریه [2]. .

با این حال، اطلاعات کمی در مورد نقش داخل سلولی Ca2 به اضافه غلظت در این بیماری های ریوی وجود دارد. در اینجا، به طور خلاصه درک فعلی خود را از نقشی که ناهنجاری های Ca2 به علاوه سیگنالینگ در زمینه بیماری ریوی ایفا می کنند، با تأکید ویژه بر نقش ورود Ca2 پلاس ساکن شبکه آندوپلاسمی (ER) و پتانسیل آن به عنوان یک هدف درمانی برجسته می کنیم. برای درمان بیماری ریوی

همانطور که قبلا ذکر شد، Ca2 پلاس سلولی برای فیزیولوژی طبیعی ریوی و همچنین برای تنظیم پاسخ های التهابی در برابر قرار گرفتن در معرض محیطی و بیماری زا مهم است [3]. در حالت های پایه، سطوح Ca2 داخل سلولی به خوبی تنظیم و حفظ می شود. با این حال، هنگامی که به طور مناسب تحریک شود، انتشار Ca2 به علاوه داخل سلولی رخ می دهد. به طور خاص، زمانی که Ca2 پلاس به طور نامناسب از ER آزاد می شود، کاهش قابل توجهی از Ca2 پلاس مقیم ER با آپوپتوز سلولی، پاسخ های پیش التهابی و اختلال در تنظیم فرکانس های ضربان مژگانی همراه است [4].

به این ترتیب، تعدیل Ca2 به علاوه اختلال سیگنالینگ با بیماری در سراسر بدن مرتبط است. نکته قابل توجه، اخیراً تاکید بر استفاده از سیگار الکترونیکی (همچنین به عنوان سیگار الکترونیکی یا سیگار الکترونیکی نیز شناخته می‌شود) یا "تخمیر کردن" است، که فقط یک تصویر از Ca2 به همراه سیگنال و بیماری را نشان می‌دهد. ادبیات اخیر ارتباط قانع‌کننده‌ای بین استفاده از سیگارهای سنتی قابل احتراق یا استفاده از سیگارهای الکترونیکی و سیگنال‌دهی Ca2 plus و اختلال در تنظیم آن ارائه کرده است که در نهایت منجر به سمیت سلولی اپیتلیوم ریوی می‌شود. به طور خلاصه، ما (و سایرین) از مدل‌های in vitro و in vivo استفاده کرده‌ایم تا نشان دهیم قرار گرفتن در معرض مایعات سیگار الکترونیکی (مایعات الکترونیکی، که محصولات واقعی مصرف‌شده در طول فرآیند بخار کردن هستند) می‌تواند سطوح سیتوزولی Ca2 پلاس و نتیجه را افزایش دهد. در سمیت سلولی و/یا پاتولوژی قابل توجه [3،5-8].

در واقع، در حالی که یک مطالعه نشان داده است که هجوم Ca2 به علاوه در داخل اپیتلیوم برونش سیگاری‌های سنتی کاهش می‌یابد، که به دلیل کاهش ORAI{1}}وابسته Ca2 به علاوه بسیج [3] است، مطالعات همچنین نشان داده‌اند که طعم خاصی از مایع الکترونیکی ترکیبات به طور خاص سطوح سیتوزولی Ca2 پلاس را در هر دو رده سلولی اپیتلیال برونش انسان CALU-3 و سلول های اپیتلیال برونش انسانی مشتق شده اولیه افزایش می دهند. این مشاهدات اخیر با افزایش سمیت سلولی [5] مرتبط است.

علاوه بر این، هنگام استفاده از مایعات الکترونیکی که قبلاً نشان داده شده بود که سطح Ca2 داخل سلولی را به میزان قابل توجهی افزایش می‌دهند، افزایش سطح سیتوکین التهابی IL{2}} و همچنین آپوپتوز و مرگ سلولی در سلول‌های CALU{3}} و دومین رده سلولی اپیتلیال انسان، A549 [6]. اخیراً، با استفاده از یک روش تثبیت شده برای تحویل مایعات الکترونیکی بخار شده، ما اثرات بخار بر قرار گرفتن در معرض سیگار الکترونیکی ریوی را در داخل بدن با استفاده از یک مدل موش ارزیابی کردیم.

نتایج ما نقشی را برای افزایش انتشار Ca2 به علاوه مقیم ER و تشدید واضح بیماری ریوی در هنگام استفاده از چالش باکتریایی یا ویروسی، که مربوط به قرار گرفتن در معرض حاد ویپ قبلی بود، نشان داد. این داده‌ها قویاً نشان می‌دهند که بخار کردن ممکن است ذخیره‌های Ca2 به علاوه داخل سلولی را دچار اختلال کند، بنابراین به افزایش پاتوژنز و عوارض پس از چالش پاتوژن ریوی کمک می‌کند.

ما بیشتر از فارماکولوژی، یعنی درمان‌های مولکولی کوچک، برای تقویت ارتباط بین مواجهه دوگانه، یعنی چالش باکتریایی یا ویروسی با قرار گرفتن در معرض بخار قبلی، و آسیب‌شناسی با واسطه Ca2 به علاوه استفاده کرده‌ایم. در نهایت، بخارپز برای القای پلاریزاسیون ماکروفاژهای M0 به ماکروفاژهای M1 پیش التهابی تئوری شده است، که فرآیندی مستند شده است که با افزایش سطوح Ca2 داخل سلولی انجام می شود [7،9].

بنابراین، بخار کردن ممکن است باعث پلاریزاسیون ماکروفاژها شود و منجر به تجمع جمعیت ماکروفاژهای التهابی در ریه شود که التهاب ریوی را افزایش می دهد. این یکی دیگر از مکانیسم های پیش التهابی است که ما در حال حاضر در داخل بدن در حال بررسی آن هستیم. از آنجایی که سیگنال دهی Ca2 + به طور ذاتی برای هموستاز بیولوژیکی عمومی مهم است، نمی توان درمان ها را طوری طراحی کرد که به طور کلی سیگنال دهی را در حضور یک عامل محرک کاهش دهند.

این توصیف قبلی بیشتر شبیه استفاده از ضرب المثل "چکش" برای درمان یک بیماری است. در واقع، رویکردهای خاص و هدفمند باید برای تعدیل سیگنالینگ Ca2 به علاوه و کاهش التهاب در صورت لزوم دنبال شود. با این حال، چنین رویکردی سطحی از پیچیدگی را برای مطالعات مربوط به آسیب شناسی های وابسته به Ca2 به علاوه فراهم می کند، بنابراین نیازمند رویکردهای جدید و مطالعات ابتکاری و، بدون شک، فشرده برای توسعه "رئوستات" مناسب برای طراحی درمانی است.

بنابراین، این شماره ویژه در مورد "اختلال سیگنال دهی کلسیم و توسعه و پیشرفت بیماری" به مجموعه پیچیده شرایطی می پردازد که وقتی چنین آبشار سیگنالینگ مهم ذاتی مانند سیگنال دهی Ca2 به علاوه تنظیم نشده است و آسیب شناسی ناشی از آن می تواند به وجود بیاید.

آثار موجود نتایج آزمایشی و پیشرفته جدیدی را آشکار می کند که مطالعات آینده را در این زمینه هدایت می کند، که چارچوب سیگنال دهی Ca2 به علاوه و چگونگی عدم تنظیم آن می تواند منجر به بیماری شود را روشن می کند. علاوه بر این، این موضوع به منظور برجسته کردن کاربردهای جدید درمانی بالقوه و/یا جهت‌گیری‌ها برای بهبود اختلالات Ca2 و در نتیجه بیماری است که به مطالعات میان رشته‌ای در زمینه‌های ژنتیک، سم‌شناسی، فیزیولوژی و فراتر از آن نیاز دارد.

Cistanche چگونه از نورون ها محافظت می کند؟

سیستانچ با تنظیم مکانیسم های سلولی مختلف مانند کاهش استرس اکسیداتیو، تنظیم سیستم ایمنی، افزایش فاکتورهای نوروتروفیک مانند فاکتور نوروتروفیک مشتق از مغز (BDNF) و بهبود عملکرد میتوکندری، دارای اثرات محافظت کننده عصبی است. این مکانیسم ها برای کاهش آسیب عصبی و افزایش بقای نورون ها با هم کار می کنند. علاوه بر این، سیستانچ دارای اثرات ضد التهابی است که می تواند آسیب عصبی ناشی از التهاب را کاهش دهد. به طور کلی، این خواص به اثرات محافظت کننده عصبی سیستانچ کمک می کند.

منابع

1 پیچتسکایا، ای. پوپوگاوا، ای. Bezprozvanny، I. سیگنالینگ کلسیم و مکانیسم های مولکولی زمینه ای بیماری های عصبی. کلسیم سلولی 2018، 70، 87–94. [CrossRef] [PubMed]

2. Monteith، GR; مک اندرو، دی. فادی، اچ ام. رابرتز تامسون، SJ کلسیم و سرطان: هدف قرار دادن کلسیم به همراه حمل و نقل. نات Rev. Cancer 2007, 7, 519-530. [CrossRef] [PubMed]

3. پتیت، ا. کناب، ال. خلوفی، ک. جوری، م. گراس، دی. Cabon, Y.; بگ، م. ریچارد، اس. ماسیرا، جی. چانز، پ. و همکاران اختلال متابولیسم کلسیم اپیتلیال برونش در افراد سیگاری و بیماری انسداد مزمن ریه. کاهش سیگنال دهی ORAI3. صبح. J. Respir. سلول مول. Biol. 2019، 61، 501–511. [CrossRef] [PubMed]

4. هویر هانسن، م. باستولم، ال. شینیاروفسکی، پ. کامپانلا، ام. سزابدکای، جی. فرکاس، ت. بیانچی، ک. Fehrenbacher، N. الینگ، اف. ریزوتو، آر. و همکاران کنترل ماکرواتوفاژی توسط کلسیم، کیناز کیناز بتا وابسته به کالمودولین و Bcl-2. مول. سلول 2007، 25، 193-205. [CrossRef] [PubMed]

5. Rowell, TR; کیتینگ، جی. Zorn، BT; گلیش، جی ال. قیچی، SB; مایعات الکترونیکی طعم دار تاران، R. باعث افزایش سطح سیتوپلاسمی Ca(2 plus) در اپیتلیوم راه هوایی می شوند. صبح. جی. فیزیول. سلول ریه. مول. فیزیول. 2020، 318، L226–L241. [CrossRef] [PubMed]

6. ژانگ، آر. جونز، MM; Dornsife، RE; وو، تی. سیورامان، وی. تاران، ر. قرار گرفتن در معرض مایع الکترونیکی Onyenwoke، RU JUUL باعث پاسخ های سیتوپلاسمی Ca(2 plus) می شود و منجر به سمیت سلولی در سلول های اپیتلیال راه هوایی کشت شده می شود. سموم Lett. 2020، 337، 46-56. [CrossRef] [PubMed]

7. قوش، ع. بیازچیچک، او. دیویس، ES; Onyenwoke، RU; تاران، آر. اثرات سلولی مایعات الکترونیکی حاوی نمک نیکوتین. J. Appl. سموم 2021، 41، 493-505. [CrossRef] [PubMed]

8. ساسانو، MF; قوش، ع. تاران، R. ترکیبات دود تنباکو باعث آزادسازی سیتوپلاسمی کلسیم می شود. Appl. In vitro Toxicol. 2017، 3، 193-198. [CrossRef] [PubMed]

9. چاوهان، ع. سان، ی. سوکوماران، پ. Quenum Zangbede، FO; جوندل، CN; شارما، ا. ایوانز، دی ال. چاوهان، پ. اسلابیک، RE; آلند، MO; و همکاران قطبش ماکروفاژ M1 به TRPC{2}}ورود واسطه کلسیم بستگی دارد. آی ساینس 2018، 8، 85-102. [CrossRef] [PubMed]

Vijay Sivaraman 1,* و Rob U. Onyenwoke 2,3,

1 گروه علوم بیولوژیکی و زیست پزشکی، کالج بهداشت و علوم، دانشگاه مرکزی کارولینای شمالی، دورهام، NC 27707، ایالات متحده آمریکا

2 مؤسسه تحقیقاتی و فناوری زیستی (BRITE)، دانشگاه مرکزی کارولینای شمالی، اتاق 2029، 1801 خیابان فایتویل، دورهام، NC 27707، ایالات متحده

3 گروه علوم دارویی، دانشگاه مرکزی کارولینای شمالی، دورهام، NC 27707، ایالات متحده آمریکا