Kalsíummerki um truflun og þróun sjúkdóma og framvindu

Mikilvægi innanfrumu kalsíums (Ca2 plús) við að stjórna óaðskiljanlegum líffræðilegum aðgerðum eins og frumuskiptingu, frumuhreyfingu, sjálfsáhrifum, frumudauða og genaumritun með getu sinni sem alls staðar nálægur annar boðberi er ljóst. Hins vegar er afmörkun á hlutverki Ca2 plús boðefna innan sjúkdóms og framvindu sjúkdóms minna skilgreind.

Smelltu til að cistanche tubulosa hylki fyrir taugavörn

Nýlegar vísbendingar sýna fram á að Ca2 plús boð eru óvirk í taugahrörnunarsjúkdómum eins og Alzheimerssjúkdómi (AD), Parkinsonsveiki (PD) og Huntingtonssjúkdómi (HD) [1], þar sem Ca2 plús merkjavandamál tengist einnig sjálfsofnæmi, astma og jafnvel lungnakrabbamein. Sérstaklega geta lungnaafleiðingar losunar á Ca2 plús samvægi verið þróun meinafræði: Bólga í öndunarvegi, langvinna lungnateppu (COPD), bráð lungnaskaða (ALI), bráð öndunarfærasjúkdómsheilkenni (ARDS) og lungnakrabbamein [2] .

Hins vegar eru litlar upplýsingar til um hlutverk innanfrumu Ca2 plús styrkleikaflæði gegna í þessum lungnasjúkdómum. Hér munum við í stuttu máli varpa ljósi á núverandi skilning okkar á þeim hlutverki sem Ca2 plús -merkjaafbrigðileiki gegnir í tengslum við lungnasjúkdóma, með sérstakri áherslu á hlutverk inngöngu Ca2 plús sem búa í endoplasmic reticulum (ER) og möguleika þess sem lækningalegt skotmark. til að meðhöndla lungnasjúkdóma.

Eins og áður hefur komið fram er frumu Ca2 plús mikilvægt fyrir eðlilega lungnalífeðlisfræði sem og til að stjórna bólguviðbrögðum gegn bæði umhverfis- og sjúkdómsvaldandi útsetningu [3]. Við grunnástand er innanfrumu Ca2 plús þéttni stjórnað og viðhaldið. Hins vegar, þegar rétt er örvað, á sér stað innanfrumu Ca2 plús losun. Sérstaklega, þegar Ca2 plús losnar á óviðeigandi hátt frá bráðamóttökunni, er marktæk eyðing á Ca2 plús sem býr í ER tengt frumudauða, bólgueyðandi viðbrögðum og vanstjórnun á tíðni hjartsláttartíðni [4].

Sem slík tengist mótun á Ca2 plús merkjatruflunum sjúkdómnum um allan líkamann. Athygli vekur að nýleg áhersla hefur verið lögð á rafsígarettu (einnig þekkt sem rafsígarettur eða rafsígarettur) eða „vaping“, sem sýnir aðeins eina vignette af Ca2 plús merkjum og sjúkdómum. Nýlegar bókmenntir hafa sýnt fram á sannfærandi tengsl milli notkunar á annað hvort hefðbundinni eldfimum sígarettu eða rafsígarettunotkun/vaping og Ca2 plús merkjasendingum og vanstjórnun þess, sem að lokum leiðir til frumueiturhrifa lungnaþekju. Í stuttu máli höfum við (og aðrir) notað bæði in vitro og in vivo líkön til að sýna fram á að útsetning fyrir rafsígarettu vökva (e-vökvar, sem eru raunverulegar vörur sem neytt er í gufuferlinu) getur hækkað frumusýru Ca2 plús gildi og leitt til þess. í verulegum frumueitrun og/eða meinafræði [3,5-8].

Reyndar, þó að ein rannsókn hafi sýnt fram á að Ca2 plús innstreymi minnkar innan berkjuþekju hefðbundinna reykingamanna, sem stafar af minnkaðri ORAI3-háð Ca2 plús hreyfingu [3], hafa rannsóknir einnig sýnt að ákveðið e-vökvibragð samsetningar auka sérstaklega frumuþéttni Ca2 plús innan bæði berkjuþekjufrumulínu úr mönnum CALU-3 og frumafleiddum berkjuþekjufrumum úr mönnum. Þessar síðarnefndu athuganir tengjast aukinni frumueiturhrifum [5].

Að auki, þegar e-vökvi var notaður sem áður hefur verið sýnt fram á að auka marktækt Ca2 plús magn innanfrumu, sást aukið magn bólgusýtókínsins IL-6 sem og frumudauða og frumudauða í bæði CALU-3 frumum og a 2. þekjufrumulína úr mönnum, A549 [6]. Nýlega, með því að nota viðurkennda aðferð til að afhenda vaped e-vökva, metum við áhrif gufu á útsetningu fyrir rafsígarettum í lungum in vivo með því að nota músamódel.

Niðurstöður okkar sýndu fram á hlutverk fyrir aukna losun Ca2 plús frá ER-búsettum og skýrri versnun lungnasjúkdóms þegar notað var annað hvort bakteríu- eða veiruáskorun, sem tengdist fyrri bráðri útsetningu fyrir gufu. Þessar upplýsingar benda eindregið til þess að vaping geti truflað innanfrumu Ca2 plús birgðir og þannig stuðlað að aukinni meingerð og veikindum eftir lungnasjúkdómsáfall.

Við höfum enn frekar nýtt okkur lyfjafræði, það er meðferð með litlum sameindum, til að styrkja tengslin milli tvíþættrar útsetningar, þ.e. bakteríu- eða veiruáskorunar við fyrri útsetningu fyrir gufu, og Ca2 plús-miðlaðrar meinafræði. Að lokum hefur gufu verið sett fram til að framkalla skautun M0 átfrumna yfir í bólgueyðandi M1 átfrumna, sem er ferli sem skráð er að miðlað sé af auknu magni Ca2 plús innanfrumu [7,9].

Þannig getur gufun komið af stað skautun átfrumna og leitt til uppsöfnunar hópa bólguátfruma í lungum, sem myndi auka lungnabólgu. Þetta er annar bólgueyðandi aðferð sem við erum núna að rannsaka in vivo. Vegna þess að Ca2 plús boð eru í eðli sínu mikilvæg fyrir almenna líffræðilega jafnvægisstillingu, er ekki hægt að hanna meðferð til að deyfa boð almennt þegar örvandi þáttur er til staðar.

Þessi fyrri lýsing væri meira í ætt við að nota orðtakið „hamar“ til að meðhöndla kvilla. Reyndar verður að beita sértækum og markvissum aðferðum til að móta Ca2 plús merki og draga úr bólgu þegar ástæða er til. Hins vegar veitir slík nálgun flækjustig í rannsóknum sem fela í sér Ca2 plús háða meinafræði, og krefst þess vegna nýrra aðferða og nýstárlegra og án efa ákafur rannsókna til að þróa viðeigandi "rheostat" fyrir meðferðarhönnun.

Þannig fjallar þetta sérstaka tölublað um „Kalsíumboðabilun og sjúkdómsþroska og framgang“ á flóknu mengi aðstæðna sem myndast þegar svo mikilvægur boðefnafall eins og Ca2 plús boð er stjórnað og meinafræði sem af því getur valdið.

Verkin sem innihalda innihalda munu draga fram í dagsljósið nýjar nýjungar og tilraunaniðurstöður sem munu knýja áfram framtíðarrannsóknir á þessu sviði, sem munu skýra ramma Ca2 plús merkja og hvernig regluleysi þess getur leitt til sjúkdóma. Ennfremur er þessu tölublaði ætlað að varpa ljósi á möguleg ný lækningaleg forrit og/eða leiðbeiningar til að bæta Ca2 plús vanreglu, og þar með sjúkdóma, sem mun krefjast þverfaglegra rannsókna á sviði erfðafræði, eiturefnafræði, lífeðlisfræði og víðar.

Hvernig verndar Cistanche taugafrumur?

Sýnt hefur verið fram á að Cistanche hefur taugaverndandi áhrif með því að stjórna ýmsum frumuaðferðum eins og að draga úr oxunarálagi, stjórna ónæmiskerfinu, auka taugakerfisþætti eins og heilaafleiddan taugakerfisþátt (BDNF) og bæta starfsemi hvatbera. Þessir aðferðir vinna saman til að draga úr skemmdum á taugafrumum og stuðla að lifun taugafrumna. Að auki hefur komið í ljós að Cistanche hefur bólgueyðandi áhrif, sem getur dregið úr taugaskemmdum af völdum bólgu. Á heildina litið stuðla þessir eiginleikar að taugaverndandi áhrifum Cistanche.

Heimildir

1 Pchitskaya, E.; Popugaeva, E.; Bezprozvanny, I. Kalsíumboð og sameindakerfi sem liggja til grundvallar taugahrörnunarsjúkdómum. Frumukalsíum. 2018, 70, 87–94. [CrossRef] [PubMed]

2. Monteith, GR; McAndrew, D.; Faddy, HM; Roberts-Thomson, SJ Kalsíum og krabbamein: Miða á Ca2 plús flutning. Nat. Séra Krabbamein 2007, 7, 519–530. [CrossRef] [PubMed]

3. Petit, A.; Knabe, L.; Khelloufi, K.; Jory, M.; Gras, D.; Cabon, Y.; Begg, M.; Richard, S.; Massiera, G.; Chanez, P.; o.fl. Skerðing á umbrotum kalsíums í berkjuþekju hjá reykingum og langvarandi lungnateppu. Minnkuð ORAI3 merkjasending. Am. J. Respir. Cell Mol. Biol. 2019, 61, 501–511. [CrossRef] [PubMed]

4. Hoyer-Hansen, M.; Bastholm, L.; Szyniarowski, P.; Campanella, M.; Szabadkai, G.; Farkas, T.; Bianchi, K.; Fehrenbacher, N.; Elling, F.; Rizzuto, R.; o.fl. Stýring á stórsjálfvirkni með kalsíum, kalmodulínháðum kínasa kínasa-beta og Bcl-2. Mol. Cell 2007, 25, 193–205. [CrossRef] [PubMed]

5. Rowell, TR; Keating, JE; Zorn, BT; Glish, GL; Skæri, SB; Tarran, R. Bragðbættir e-vökvar auka magn Ca(2 plús) umfrymis í þekjuvef í öndunarvegi. Am. J. Physiol. Lungnafruma. Mol. Physiol. 2020, 318, L226–L241. [CrossRef] [PubMed]

6. Zhang, R.; Jones, MM; Dornsife, RE; Wu, T.; Sivaraman, V.; Tarran, R.; Onyenwoke, RU JUUL útsetning fyrir rafvökva vekur Ca(2 plús) svörun um umfrymi og leiðir til frumueiturhrifa í ræktuðum þekjufrumum í öndunarvegi. Toxicol. Lett. 2020, 337, 46–56. [CrossRef] [PubMed]

7. Ghosh, A.; Beyazcicek, O.; Davis, ES; Onyenwoke, HR; Tarran, R. Frumuáhrif rafvökva sem innihalda nikótínsalt. J. Appl. Toxicol. 2021, 41, 493–505. [CrossRef] [PubMed]

8. Sassano, MF; Ghosh, A.; Tarran, R. Innihaldsefni úr tóbaksreyk koma af stað kalsíumlosun í frumum. Appl. In Vitro Toxicol. 2017, 3, 193–198. [CrossRef] [PubMed]

9. Chauhan, A.; Sun, Y.; Sukumaran, P.; Quenum Zangbede, FO; Jondle, CN; Sharma, A.; Evans, DL; Chauhan, P.; Szlabick, RE; Aaland, MO; o.fl. M1 stórskautun er háð TRPC1-miðluðu kalsíuminngangi. iScience 2018, 8, 85–102. [CrossRef] [PubMed]

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

1 Department of Biological and Biomedical Sciences, College of Health and Sciences, North Carolina Central University, Durham, NC 27707, USA

2 Biomanufacturing Research Institute and Technology Enterprise (BRITE), North Carolina Central University, Room 2029, 1801 Fayetteville St., Durham, NC 27707, Bandaríkjunum

3 Department of Pharmaceutical Sciences, North Carolina Central University, Durham, NC 27707, Bandaríkjunum