Relaxin-3 receptor, RXFP3, je modulátorom chorôb súvisiacich so starnutím

Abstrakt:Počasproces starnutianaše telo je menej vybavené na to, aby sa s tým vysporiadalobunkovýstres, výsledkom čoho je annárast neopravených škôd. To spôsobuje rôzne stupne postihnutiafunkčnosť azvýšené riziko úmrtnosti. Jeden znajúčinnejšie stratégie proti starnutiuzahŕňa zásahy, ktorékombinovať simultánnu neurometabolickú podporusrozšírená DNAochrana pred poškodením/oprava. Zdá sa teda rozumné rozvíjať saterapeutické stratégieten cieľtento kombinačný prístup. Štúdie ukázali, že ADP-ribozylačný faktor (ARF) GTPázaaktivačný proteín GIT2 (GIT2) pôsobí ako kľúčový proteín vproces starnutia. GIT2 dokáže ovládaťobojeoprava DNAametabolizmus glukózy. Cezin vivokoregulačných analýz sa zistilo, žeGIT2 tvorí úzky vzťah založený na koexpresii s receptorom relaxín-3 (RXFP3). BunkovýExpresia RXFP3 je priamo ovplyvnenápoškodenie DNAaoxidačný stres. Nadmerná expresia respstimulácia tohto receptora jeho endogénnym ligandom relaxínom 3 (RLN3) môže regulovať poškodenie DNAprocesy odozvy a opravy. Je zaujímavé, že RLN3 je peptid podobný inzulínu a ukázalo sa, že ánokontrolovať viaceré ochoreniaprocesy spojené smechanizmy starnutia, e.g., úzkosť, depresia, Pamäťdysfunkcia, chuť do jedla,aantiapoptotické mechanizmy. Tu diskutujeme o molekulárnych mechanizmochktoré sú základom rôznych úloh signalizácie RXFP3/RLN3 pri starnutí a poruchách súvisiacich s vekom.

Kľúčové slová:peptidový receptor 3 relaxínovej rodiny;starnutie; receptory spojené s G-proteínom; DNA; poškodenie;GIT2

Kliknite sem a získajte produkty proti starnutiu Cistanche na predaj

1. Úvod

Starnutie je nepochybne jedným z najzložitejších molekulárno-biologických procesov. Hlavnýy eukaryotických organizmov podstupujú proces starnutia ako progresívne úrovne bunkových apoškodenie tkaniva sa hromadí počas celého života organizmu. Aj keď je to neuveriteľne zložité,starnutie možno dekonštruovať ako molekulárny biologický proces, aby sa odhalila základná sériafunkcie, ktoré predstavujú konzistentný podpis, ktorý sa hodí pre potenciálne generické tamapeutické intervencie. Na tento účel rozsiahly výskum naznačil, že prostredníctvomzacielenie na tieto kľúčové znaky môže mať poddajnú schopnosť kontrolovať proces starnutiabyť skonštruovaný. Tu diskutujeme o tom, ako mohol byť takýto nový cieľ nedávno identifikovaný.

1.1. Starnutie a poruchy súvisiace so starnutím

Nárast staršej populácie vo svete spôsobil zvýšenú prevalenciuchronických chorobných stavov súvisiacich so starnutím, ako sú neurodegeneratívne poruchy (napr.Alzheimerova choroba (AD), kardiovaskulárne ochorenie, artritída, chronické ochorenie obličiek aDiabetes mellitus typu II (T2DM) [1]. Starnutie je degradačný neurometabolický procespostihuje každý orgán a vedie k progresii množstva chorôb. Starnutie jekomplexný multifaktorový proces, pričom niektoré prispievajúce faktory môžu byť jedinečnéu každého jednotlivca existuje veľa spoločných etiologických faktorov v celej populácii [1,2]. Pre starnutie je typické hromadenie molekulárneho poškodenia, ktoré spôsobuje progresívnu stratu anoptimálna funkcia organizmu, ktorá nakoniec vedie k systémovej dysfunkcii a smrti [1,3].

Starnutie a mnohé poruchy súvisiace so starnutím zahŕňajú narušenú energetickú rovnováhu [3]. Regbola preukázaná ulácia metabolizmu glukózy prostredníctvom kanonického inzulinotropného systémubyť kľúčovým regulátorom rýchlosti starnutia [4]. Zmena regulácie energie respganely a výrazné zníženie príjmu glukózy sú znakom metabolickej dysfunkcie.V období stresu alebo dočasného vyčerpania zásob glukózy, bunkového energetického metabolizmureflexne prejde z glukózy na tukový alebo proteínový metabolizmus, aby zaručil energiuvýroby. Táto metabolická zmena môže spôsobiť oxidačný stres [5], ako katabolizmus týchtoalternatívne zdroje energie sú menej energeticky účinné a poskytujú nižšie ATP. Harman zadarmoteória radikálneho/oxidačného stresu stanovuje, že fyziologické železo a iné kovy vtelo spôsobí akumuláciu reaktívnych foriem kyslíka (ROS) v bunkách ako vedľajší produkt normáluredoxné reakcie. ROS sú v podstate vedľajšie produkty rôznych dráh, ktoré sú zahrnutév aeróbnom metabolizme. Akumulácia oxidačného stresu predstavuje jeden z najviacrealistické hypotézy starnutia a neurodegeneratívnych porúch [1]. Tento oxidačný stres vmôže spôsobiť poškodenie DNA vo forme dvojvláknových zlomov (DSB). Zatiaľ čo DNAFunkcie procesu opravy poškodenia (DDR) na opravu týchto DSB, je dobre známevekom sa DDR zhoršuje a túto funkciu už nemôže optimálne vykonávať. Toto vediek indukcii mutácií a/alebo chromozomálnych aberácií, ktoré zase môžu spôsobiťbunková smrť a v extrémnych prípadoch rakovina a neurodegeneratívne poruchy [2]. So starnutímexistuje znížená schopnosť vyrovnať sa s bunkovým stresom, čo spôsobuje, že telo sa stáva viacnáchylné k širokému spektru patológií [6]. Zahŕňa centrálny nervový systém (CNS).postmitotického tkaniva, je hlboko ovplyvnená deficitmi DDR. DDR dysfunkcia vzrelé nervové tkanivá sú spojené s predčasným starnutím a neurodegeneratívnymi poruchami,ako napríklad AD [7]. 

Starnutie ako prirodzený patologický proces sa pomaly rozvíja a je koordinovanéinterakcia viacerých signálnych systémov v niekoľkých somatických tkanivách. Táto zložitosťje ťažké terapeuticky zamerať. Chadwick a kol. [2] preukázanéže takéto komplexné systémy majú určitý stupeň organizácie s niektorými proteínmimajú väčšiu funkciu regulačnej siete ako iné. Ide o tzv„keystones“ (alternatívne nazývané „huby“). Zacielenie na tieto proteíny uľahčuje reguláciutieto komplexné poruchy, na rozdiel od kontroly procesu v každom molekulárnom bode. Jedentakýmto kľúčovým kameňom, ktorý bol nedávno identifikovaný, je GIT2 (interagujúca receptorová kináza spojená s G proteínomtranskript 2), ADP-ribozylačný faktor GTPázu aktivujúci proteín (Arf-GAP) a trieduProteín interagujúci s receptorom spojeným s G-proteínom (GPCR) [2,8,9]. GIT2 bol identifikovaný ako andôležitý proteín spojený s niekoľkými aspektmi procesu starnutia prostredníctvom latentnej sémantikyindexovanie (LSI). Keďže GIT2 je potenciálne dôležitým základným kameňom starnutia, môže to predstavovaťrozhodujúci terapeutický cieľ. Avšak kanonickými terapeutickými cieľmi sú receptory, iónkanálov, kináz a fosfatáz, preto GIT2, ktorý je nosným proteínom,predstavujú účinný drogovateľný cieľ [10]. Nedávno sa ukázalo, že navyšena reguláciu udalostí intermediárneho bunkového metabolizmu, ako je mobilizácia vápnika, môžu GPCRtiež účinne reguluje expresné profily viacerých signálnych proteínov prostredníctvom pomalšiehosignalizačné modality mimo tradičných funkcií závislých od G-proteínu [11]. Totonaznačuje, že GPCR môžu byť použité na reguláciu expresie špecifických signálnych proteínov,zlepšiť terapeutickú aktivitu [1,9]. GPCR sú tiež zaujímavými kandidátmi na lieky kvôliich vysoká rozmanitosť, cielenosť a zapojenie do takmer každého fyziologického procesu.Náš prebiehajúci výskum tiež ukázal, že signalizačné funkcie týchto receptorovsú oveľa viac nuansované ako predtým konceptualizované [2,10]. Táto zložitosť signalizácieuľahčuje vytváranie nových, signálne selektívnych GPCR terapeutík. Predchádzajúci výskum,pomocou GIT2 knock-out (KO) myší na skúmanie vzťahov expresie v kontextemetabolického starnutia identifikovali dôsledne zníženú reguláciu GPCR, rodinu relaxínovpeptidový receptor 3 (RXFP3) v CNS, pankrease a pečeni [10]. Toto združenie tedanaznačuje možno, že GIT2 môže pôsobiť ako nový signalizačný adaptér špecifický pre starnutiereceptor RXFP3.

1.2. Peptidový receptor relaxínovej rodiny 3

RXFP3, predtým známy ako GPCR135, bol deorfanizovaný prostredníctvom identifikáciejeho endogénneho ligandu relaxínu-3 (RLN3), tiež známeho ako inzulínu podobný peptid 7 (INSL7).Tento receptor triedy A rodopsínu, spolu s jeho rodinou relaxínových peptidov a ichreceptory, je vetvou inzulínovej superrodiny, ktorá pozostáva z inzulínu a inzulínu podobnéhorastový faktor 1 a 2 (IGF1 a -2) [12]. Tento receptor, pôvodne nazvaný SALPR(somatostatínový a angiotenzínu podobný peptidový receptor [13]), je primárne vyjadrený vCNS [14–16]. V súčasnosti sú štyria členovia relaxínovej rodiny GPCR, tj RXFP1-4. Na rozdiel od RXFP1 a RXFP2, RXFP3 a jeho blízko príbuzného člena rodiny RXFP4pár s G i, čo spôsobuje inhibíciu produkcie cAMP prostredníctvom pertussis toxínu citlivéhomechanizmus [12]. RXFP3 a RXFP4 sa navzájom podobajú aj štruktúrou, pričom obesú klasické peptidové receptory typu I s krátkymi amino (N)-koncovými doménami a obidvaevolučne súvisia so somatostatínovými a angiotenzínovými receptormi. Okrem toho,endogénne ligandy pre tieto dva receptory sú RLN3 a inzulínu podobný peptid 5 (INSL5),v uvedenom poradí, ktoré obe hrajú úlohu v neuroendokrinnej signalizácii [17]. 

Zatiaľ čo RXFP3 bol klasifikovaný ako receptor podobný rodopsínu triedy A, zdá sa, ženie je vo svojej celistvosti kanonickou GPCR podobnou rodopsínu. Ako podrobne uviedol vanGastel a kol. [10], RXFP3 neobsahuje typickú transmembránovú doménu 3 (TM3) aspartát-arginínMotív tyrozínu 'DRY', ale namiesto toho má motív treonín-arginín-tyrozín 'TRY'. Totoprirodzená variácia tohto klasického aktivačného motívu GPCR môže demonštrovať zmenenú aktiváciustavová kinetika so zvýšenou úrovňou konštitučnej aktivity nezávislej od ligandu.Okrem toho bol vysoko konzervovaný motív ExxxD, ktorý je životne dôležitý pre väzbu RLN3identifikované na druhej transmembránovej doméne na extracelulárnej strane [18]. 

Relaxínové peptidy sú malé (približne 60 aminokyselín dlhé) a podobneinzulín, zdieľajú spoločnú dvojdoménu štruktúru s an - a a -reťaz v ich zrelomformulár [12]. The -reťazec sa zdá byť dôležitý pre väzbovú afinitu receptor-liganda -reťazec RLN3 je zodpovedný hlavne za väzbu a aktiváciu RXFP3 [19]. 3 RLNje najnovšie identifikovaný peptid z rodiny relaxínov s prítomnosťou charakteristickéMotív viažuci relaxín RxxxRxxI/V nájdený v -reťazec všetkých relaxínových peptidov; však,zvyšok sekvencie vykazuje nízku homológiu s inými peptidmi relaxínovej rodiny. 3 RLNje jediným členom rodiny relaxínov so sekvenciou zachovanou naprieč druhmi [20,21], a tento neuropeptid sa považuje za pôvodný peptid z rodiny [20,22]. TheSystém RLN3/RXFP3 vykazuje silné náznaky koevolúcie ligand-receptor, kdetakmer všetky aminokyseliny boli podrobené purifikačnej selekcii pre gény a zobrazenie atakmer dokonalá paralela u cicavcov aj teleostov [23] štruktúrou aj funkciou [20,23]. Teleosty majú dva paralógy rln3 (rln3a a b) a viaceré gény typu rxfp3-, ktoré súnie všetky sú ortologické k cicavčej RXFP3 [23]. Ukázalo sa však, že intracelulárneslučky 1 a 3 sú dôležité z hľadiska výberu, čo naznačuje, že veľká časť výberupre tieto GPCR sa týka downstream receptorovej signalizácie a nie len selekcie liganduviazanie [23]. 

Ďalšie skúmanie funkcií tohto receptora odhalilo, že RXFP3 by moholzohrávajú dôležitú úlohu pri niekoľkých poruchách súvisiacich so starnutím, pretože sa zistilo, že s viacerými súvisiaznaky starnutia, ako je oxidačný stres a reakcia na poškodenie DNA [24], podobnýzákladný kameň starnutia GIT2 [6,7]. Okrem toho výskum iných skupín objasnil možnéúlohy RXFP3 v reakciách na stres [25], úzkosť [26], depresia [26,27], kŕmenie [15,28–30], vzrušenie [28] a závislosť od alkoholu [31]. Vzhľadom na množstvo možných fyziologických aktivítRXFP3, ďalej posúdime, ako sa môže funkčnosť RXFP3 prelínať s niekoľkýmiklasické charakteristické procesy spojené s procesom starnutia (obr1)

Postava 1.Ľudský receptor RXFP3 sa funkčne prelína s viacerými znakmi starnutia. TheViacerí výskumníci ukázali, že receptor RXFP3 je spojený s molekulárnou signalizáciouúrovni, k činnostiam, ktoré predstavujú mnohé z klasických charakteristických znakov starnutia. Pritom RXFP3potenciálne predstavuje v spojení so svojim synergickým vzťahom so signálnym adaptérom GIT2,nový terapeutický cieľ na úrovni systémov pre multidimenzionálny zákaz patologickýchproces starnutia.

2. Priesečník signalizácie RXFP3 so znakmi starnutia

Zatiaľ čo proces starnutia je komplexná sieť biologických procesov jedinečných pre každéhojednotlivca, existujú rôzne spoločné molekulárne zložky procesu starnutia. Títozložky alebo takzvané „znaky starnutia“, ktoré sa prejavujú počas normálneho zdravého starnutia,urýchliť patologické starnutie, keď sa zhorší, a spomaliť normálne starnutie, keď sa uľaví [32]. López-Otín a kol. [32] opísal deväť takýchto charakteristických znakov, ktoré prispievajú k procesu starnutia:(1) genómová nestabilita; (2) opotrebenie telomér; (3) epigenetické zmeny; (4) strata proteostysis; (5) deregulované snímanie živín; (6) mitochondriálna dysfunkcia; (7) starnutie buniek;(8) vyčerpanie kmeňových buniek; a (9) zmenená medzibunková komunikácia. Kvôli presahua súčasný výskyt týchto zmien v starnutí, je ťažké odhadnúťrelatívny príspevok každého znaku. V nasledujúcej časti je zapojenieSignalizačný systém RXFP3/RLN3 vo viacerých procesoch, ktorý podporuje niekoľko charakteristických znakovbude popísané starnutie.

2.1. Metabolická a mitochondriálna dysfunkcia

Metabolický syndróm (MetS), ktorý sa pozoruje hlavne u ľudí v neskoršom strednom veku a staršíchdospelých, je typická inzulínovou rezistenciou a vedie k závažným poruchám vrátane adipózylipogenéza, defektná syntéza glykogénu a vychytávanie glukózy v kostrovom svale. Dysfunctácia tukového tkaniva spôsobená MetS je všeobecne uznávaná ako významný charakteristický znakproces starnutia [33]. Zatiaľ čo sa zdá, že mnohí starší ľudia si udržiavajú zdravé telohmotnostný index (BMI), sú stále náchylní na abdominálnu obezitu, čím sa zvyšuje ich pravdepodobnosťvývoj MetS [34,35]. Okrem toho zmeny v metabolických dráhach súvisiace so starnutím aZdá sa, že distribúcia telesného tuku sú aktívnymi účastníkmi začarovaného kruhu, ktorý je možnýurýchľujúci faktor v procese starnutia, ako aj pre vznik mnohých chorôb [36]. Pre bunkové metabolické dráhy je glukóza najvyužívanejším zdrojom bunkovej energiea zvyčajne sa vyrába z požitých uhľohydrátov v strave, ale môže sa tiež vytvoriťv samotnom tele glukoneogenézou. Glykolýza je primárnym mechanizmom energiegenerovanie v širokej škále buniek a tkanív [37]. Tento mitochondriálny proces v konečnom dôsledkumá za cieľ generovať z metabolizmu glukózy adenozíntrifosfát (ATP) a redukovaťnikotínamid adenín dinukleotid (NAD). Avšak spolu s týmto pozitívnym účinkommitochondriálnej energetiky, sú tieto organely aj primárnym zdrojom ROS, ktoré majúsa podieľa na jednej z najlepšie charakterizovaných teórií starnutia, tj oxidačnom streseteória [38,39]. ROS môže spôsobiť poškodenie nenapraviteľným vplyvom na štruktúru mnohýchmolekuly tela, ktoré sú silnými kontrolórmi prirodzeného starnutia, napr. telomerické oblastiDNA [39]. 

Ukázalo sa, že aj mierna úroveň metabolickej dysfunkcie môže pôsobiť hlbokoúčinky na tkanivá CNS [3,40,41]. Je to pravdepodobne spôsobené rôznymi faktormi, tj vysokou energioupožiadavky CNS v kombinácii s vysokou citlivosťou postmitotických neurónových tkanívna metabolický stres [6,42]. Jeden z kľúčových orgánov zodpovedných za udržanie efektívnostiinterakciou medzi neurologickou aktivitou a energetickou rovnováhou je hypotalamus. Totomalá, ale životne dôležitá časť mozgu je zapojená do procesu starnutia, pretože oba koordinujeperiférne a centrálne funkcie spojené s neuroendokrinnou funkciou, cezos hypotalamus-hypofýza-nadobličky (HPA) [43]. Systém RXFP3/RLN3 je vysokovyjadrené v rôznych oblastiach zapojených do osi HPA, ako je paraventrikulárne jadro,čo naznačuje účasť na metabolickej kontrole [15,44–46]. Podávanie kortikotropínu uvoľňujúcehoUkázalo sa, že faktor (CRF) vedie k aktivácii RLN3-obsahujúcehoneuróny v nucleus incertus, čo ďalej podporuje jeho funkčnú úlohu v osi HPA [47]. DeAdder a kol. [48] preukázali, že zobrazenie mozgových rezov zbavených glukózy sa zvýšilobunková smrť a poškodenie, zatiaľ čo liečba RLN3 vrátila tieto hladiny na východiskovú hodnotu.Okrem toho blokovanie receptora pomocou antagonistu RXFP3, B1-22R eliminovalo tento účinokliečby RLN3. Navyše pridanie L-NIL, inhibítora NOSII, čiastočne eliminovaloúčinok liečby RLN3. To naznačuje zapojenie NO syntázy do ochranyfunkcia systému RLN3/RXFP3 pri nedostatku glukózy [48].

V posledných rokoch sa ukázalo, že jednou z nich môže byť mitochondriálna dysfunkciaústredné faktory, ktoré umožňujú metabolickým zmenám ovplyvňovať proces starnutia [49,50]. PreRXFP3 signalizačný systém, je zaujímavé poznamenať, že identifikovaný kľúčový faktor starnutiaUkázalo sa tiež, že GIT2 je silným regulátorom mitochondriálnej funkčnosti [10,51,52]. Vzhľadom na tieto údaje nie je prekvapujúce, že prirodzené ochranné mechanizmy, naproxidačný stres, ako napríklad pri ischemickej cievnej mozgovej príhode, ktoré zahŕňajú mitochondriálne a dýchaciepodporu môžu ovplyvniť relaxínové (relaxín-2 (RLN2) a RLN3) peptidy [53]. GIT2 mátiež sa ukázalo, že je citlivý na ischemické príhody vo viacerých tkanivách [54]. Teda slobodnýanalýza nukleotidového polymorfizmu veľkých kohort pacientov identifikovala GIT2 ako marker, ktorýprepožičiava náchylnosť na infarkt myokardu so skorým nástupom IM), hypertenziu alebo chronickúochorenie obličiek.

2.2. Oxidačný stres

Oxidačný stres označuje nerovnováhu medzi tvorbou ROS a antioxidantmi, v prospech ROS, čo vedie k narušeniu redoxnej signalizácie a kontroly a prípmolekulárny oxidačný útok [55]. ROS obsahujú nestabilné kyslíkové radikály (naprradikály a neradikálové molekuly, ako je peroxid vodíka), ktoré sú v miernych koncentráciáchmajú dôležité intracelulárne signalizačné funkcie, napr. na kontrolu nervovprenosové a imunitné regulačné procesy. Navyše nízka úroveň oxidačného stresuROS sa dokonca zdajú byť prospešné pre organizmy. Okrem iných Doonan a spol. preukázanéže môže skutočne predĺžiť životnosť kvasníc aC. elegans[56,57], demonštrujeúloha ROS pri spúšťaní bunkovej proliferácie a prežitia v reakcii na normálny stresstavy a fyziologické signály [57]. Oxidačná expozícia buniek sa prirodzene vyskytuje akoROS sú kontinuálne produkované počas normálneho aeróbneho metabolizmu prostredníctvom transportu elektrónovreťazec v mitochondriách, ktorý je nielen zdrojom ATP, ale aj ROS [58]. všakROS sa nevyrábajú neregulovaným spôsobom, s mierou produkcie ROS zvyčajneje extrémne nízka (~0,1 nM H2O2 tvorené min−1 mg−1 mitochondriálny proteín, ~0,01 percentarýchlosť metabolizmu) [56]. Napriek tomu sa hladiny ROS môžu zvýšiť v poškodených alebo starých mitochondriáchčo spôsobuje akumuláciu ROS nad fyziologickú úroveň [56]. Keď ichprodukcia prebíja kapacitu antioxidačných systémov, môžu spôsobiť nevratnémolekulárne poškodenie makromolekúl (napr. lipidov, proteínov a nukleových kyselín) a nahromadenénarušenie buniek, ovplyvňujúce viaceré bunkové funkcie, ktoré sa časom spájajús bunkovým starnutím a starnutím [6,58]. 

Van Gastel a kol. [24] identifikovaná superoxiddismutáza 1 (SOD1), sirtuín 1 (SIRT1),Medzi proteíny funkčne aktivujúce Ras GTPázu a peroxiredoxín 6 (PRDX6)interakciu s RXFP3, čo naznačuje úlohu v reakcii na oxidačný stres. Strata PRDX6expresia bola predtým pozorovaná v starnúcich bunkách a ukázalo sa, že zvyšuje ROSvýroba [59]. Okrem toho mierna nadmerná expresia RXFP3 viedla k zvýšeniuexpresiu PRDX6, čo naznačuje synergickú úlohu v reakcii na starnutie a oxidáciustres [24]. Podobne ako PRDX6, SOD1 je tiež upregulovaný nadmernou expresiou RXFP3 [24]. Delécia SOD1 v kvasinkových a myších modeloch vedie k zvýšenému oxidačnému stresu a DNAškody. Zvýšené oxidačné stresory, ako je peroxid vodíka, regulujú jadrolokalizácia SOD1. Tento proces je spojený s mutáciou Ataxia-Telangiektázia(ATM)/mecl serín/treonín proteínkináza (Mec1) regulácia génovej expresie napredchádzať poškodeniu DNA súvisiacemu s oxidačným stresom [60]. Podobne ako SOD1, SIRT1/FoxOos je dôležitá pre reguláciu odpovede na metabolický a oxidačný strescez nadmernú expresiu antioxidantov [61]. Preukázali to aj nedávne dôkazyže relaxín-3 pôsobiaci prostredníctvom RXFP3 má schopnosť zmierniť oxidačné poškodenieindukovanej depriváciou glukózy v kultivovaných mozgových rezoch prostredníctvom manipulácie ssystém tvorby oxidu dusnatého [48]. Špecifickosť tohto účinku relaxínu-3 na RXFP3bola preukázaná selektívnou inhibíciou prostredníctvom účinku antagonistu RXFP3,B1-22R [48]. Celkovo sa zdá, že RXFP3-súvisí so signálnymi komplexmi (častooznačované ako receptorové niektoré [10,24]) môže pôsobiť ako senzor oxidačného stresu a regulovaťbunková odpoveď na ňu.

2.3. Poškodenie DNA

Aminokyselinová sekvencia RXFP3 zobrazuje viaceré fosforylačné miesta pre kinázyzapojené do DDR (tj ATM/PRKDC na seríne 269 a 360:https://scansite4.mit.edu/, prístupné 12. apríla 2022). To by mohlo vysvetliť jeho spojenie s GIT2 pri starnutí aneurodegeneráciu. Ako už bolo uvedené, poškodenie DNA je jedným z charakteristických znakov starnutiaproces [32]. Ukázalo sa, že mnohé pokročilé poruchy starnutia sú spojené smutácie v proteínoch DDR, napr. mutácia sa vyskytuje v ATM spôsobujúca ataxiu-teleangiektáziu(AT) [62]. ATM hrá ústrednú úlohu pri udržiavaní stability genómu a fosforylátovproteíny zapojené do kanonického procesu DDR. Prednostne fosforyláciaprebieha na serínových (S) alebo treonínových (T) zvyškoch, pred ktorými je glutamín (Q), tzv.SQ/TQ motívy [63]. To je potrebné pre normálnu opravu poškodenia DNA [63]. zaujimave,niektorí výskumníci preukázali, že ATM proteínkináza je senzorom pre ROS u ľudíbunky, pričom dospel k záveru, že ATM môže byť priamo aktivovaný oxidáciou [64]. RXFP3 obsahuje dvaSQ motívy, čo silne naznačuje potenciálne zapojenie RXFP3 ako senzora preoxidačný stres, ktorý vedie k starnutiu. RXFP3 tiež obsahuje fosforylačné miesto pre PRKDC.PRKDC sa viaže na motívy SxQ, čo je v prípade RXFP3 x leucín (L), nachádzajúci sa vsekvencia receptora v extracelulárnej slučke 2. V klasických GPCR triedy A tieto ATM a PRKDCmiesta by boli umiestnené v intracelulárnej doméne, zatiaľ čo v RXFP3 sa nachádzajú vextracelulárne slučky. Je však vysoko pravdepodobné, že v tomto prípade sú lokality stále prístupnédo intracelulárneho ATM/PRKDC. Nedávno sa predpokladalo, že GPCR môžu byťvložené naruby do vnútrobunkových membrán, ako je jadro, endoplazmatické retikulum,alebo mitochondrie [65–67]. To by znamenalo, že extracelulárne slučky sú prístupné preintracelulárny ATM/PRKDC. Navyše sa to prejavilo aj povrchovou dostupnosťoutopologické predpovede, že tieto tri miesta budú pravdepodobne prístupné pre rozpustné hydrofilnéfaktory. Bolo tiež preukázané, že väčšina GPCR sa nachádza v intracelulárnom prostredívezikuly ako rezerva receptorov pre recykláciu plazmatickej membrány [68] a pravdepodobne motív TRYzvyšuje množstvo intracelulárnych zadržaných receptorov [69].

Okrem fosforylačných miest pre ATM a PRKDC sa zistilo, že aktiváciaRXFP3 prostredníctvom svojho endogénneho ligandu RLN3 zvýšil fosforyláciu PRKDCčo vedie k zníženiu citlivosti histónu H2AX (H2AX) a rakoviny prsníka typu 1fosforylácia proteínu (BRCA1) [24]. Fosforylácia H2AX je jednou z prvýchmolekulárne indikátory poškodenia DNA, ktoré sa potom môžu opraviť prostredníctvom aktivityBRCA1. Koimunoprecipitácia s použitím selektívnej afinitnej purifikácie N-koncaRXFP3 označený hemaglutinínom tiež indikoval interakciu RXFP3 a aktivovaného PRKDC,zdôraznenie dôležitosti RXFP3 pri oprave poškodenia DNA prostredníctvom PRKDC [24].

2.4. Epigenetické zmeny

Epigenetické zmeny nukleových kyselín sú súčasťou normálnej bunkovej signalizáciekrajina. Potenciálne sú zmeny vzorcov epigenetických profilov v procese starnutiajeden z kľúčových faktorov kontroly individuálnych trajektórií zdravého starnutia [70–72]. Ako starnutieje spojená so zmenenými epigenetickými mechanizmami génovej regulácie, ako je metylácia DNA,modifikácia histónov a remodelácia chromatínu a nekódujúce RNA, potenciálne terapeutikumkontrola týchto mechanizmov je potenciálne účinnou stratégiou na zamedzeniegenerácie patologických fenotypov starnutia. Ukázalo sa, že stav metylácieRXFP3 môže súvisieť so zmenami súvisiacimi so starnutím u niekoľkých druhov rakoviny, vrátane endometriaa malignity krčka maternice [73–75]. Ukázali sa aj zmeny stavu metyláciepre niekoľko ďalších receptorov s ohľadom na tieto špecifické rakoviny, napr. orexínový{0}} receptor [76], CXC chemokínový receptor typu 4 [77] a P2X purinoceptor 7 [78]. Je zaujímavévšimnite si však, že pokiaľ ide o úlohu RXFP3 v procese starnutia, Huang a kol. [79] identifikovali koordinované zmeny v epigenetickej regulácii RXFP3 spolu s CIDEA (bunková smrťaktivátor CIDEA), ktorý sa tiež podieľa na metabolickej molekulárnej signalizácii starnutiaaktivity [80].

2.5. Snímanie živín

Komplexný a zložitý proces starnutia je implicitne spojený s glukometabolickýmsystém. Mnohé z prvých génov regulujúcich starnutie objavených u druhov ako naprC. eleganstakmer všetky boli spojené s inzulinotropným systémom81,82]. Vzhľadom na to je to tiež zaujímavévšimnúť si, že metabolický základ takmer všetkých chorôb je teraz zjavný, čo dokazujedôležitosť terapeutického zásahu do týchto systémov [83–92]. Zo zásahujednoduché úpravy životného štýlu následne preukázali toto kalorické obmedzenie(CR) môže byť účinný pri kontrole glukometabolického systému na zmiernenie výskytua rozsah chorôb súvisiacich so starnutím [93–99]. Je teda zrejmé, že schopnosť buniek atkaniva na snímanie zdrojov paliva pre energetický metabolizmus je rozhodujúci pre udržanie homeostázypočas celej životnosti [100]. Hlavné zložky signálnych dráh citlivých na zmeny vdostupnosť živín zahŕňa inzulín, TOR (cieľ rapamycínu), AMPK (50 -Aktivovaný AMPproteínkináza) a systém receptorov sladkej chuti [86,101,102]. Poruchy tejto signalizáciedráhy môžu spúšťať rôzne metabolické poruchy. Tým došlo k narušeniu fungovania AMPKmôže znížiť schopnosť buniek odolávať stresu, ako aj vyvolať vývojrezistencia na inzulín [103,104]. Aktivácia alebo potlačenie metabolických senzorov sa môže zvýšiťživotnosť v rôznych organizmoch a zlepšiť ukazovatele súvisiace so starnutím u ľudí [105–107].

Zatiaľ čo značné množstvo vnímania živín je riadené faktormi priamospojené s inzulinotropným systémom, existuje mnoho ďalších systémov (vrátane GPCR)ktoré tiež regulujú funkčnosť tejto paradigmy regulujúcej dlhovekosť. V tomto svetle je to takzaujímavé je, že RLN3 je inzulínu podobný peptid, o ktorom sa tiež ukázalo, že je aregulátor vnímania živín a katabolického metabolizmu [108–110]. Demonštrovanie ďalšiehonuansy polohovania systému RXFP3 sa tiež ukázalo, že reguláciapríjem potravy je tiež spojený s psychosociálnymi zmenami, čo naznačuje, že RXFP3 môžepôsobiť ako spojenie medzi generickými stresovými reakciami a mechanizmami bunkovej ochranybojovať proti škodlivým účinkom nedostatku živín [29]. Aby sme to ďalej preskúmali, tobolo by zaujímavé preskúmať takýto návrh prostredníctvom implementácie RXFP3zavedenie antagonistu alebo tkanivovo selektívne zoslabenie alebo umlčanie expresie RXFP3 skrátka vlásenková RNA alebo CRISPR/Cas9.

2.6. Senescence buniek

Choroby súvisiace so starnutím sú spôsobené progresívnou degradáciou integritykomunikačné systémy v rámci orgánov a medzi nimi. Tento proces je spojený so zníženímefektívnosť receptorových signalizačných systémov a zvyšujúca sa neschopnosť vyrovnať sa so stresom,čo vedie k apoptóze a starnutiu buniek [111–113]. Starnutie buniek je prirodzený procespočas embryonálneho vývoja, ale nedávno sa ukázalo, že sa podieľa aj narozvoj porúch súvisiacich so starnutím a v súčasnosti sa považuje za jednu z hlavnýchcharakteristické znaky starnutia. Pokroky v molekulárnom chápaní zložitosti signalizácie GPCRohromne rozšírili svoju terapeutickú kapacitu [114–118]. Teda vznikajúce dátateraz naznačujú zapojenie GPCR a ich fyzicky asociujúcich adaptorových proteínovvývoj bunkového starnutia [119–121]. S preukázanou terapeutickou účinnosťouGPCR cielenie, je teraz rozumné považovať GPCR za potenciálne platformy na kontrolustarnutie buniek a poruchy súvisiace so starnutím. RXFP3 bol funkčne spojený sproces starnutia vo viacerých štúdiách. Nedávno Anckaerts a kol. [122] to preukázalzásahy, ktoré vyvolali predčasné starnutie mozgu a starnutie (bez nadmernej straty buniek)v kontexte AD viedlo k významnému zníženiu expresie RXFP3 aj GIT2v retrospleniálnom kortexe. Senescentné bunkové programy, najmä v kontexte starnutia, súčasto vyvolané nadmerným zaťažením buniek oxidačným stresom. Prepojilo sa niekoľko štúdiítento škodlivý proces k významnej zmene hladín expresie RXFP3 [24,123] tiežako ROS regulačný faktor PRDX6 [24,124]. Následne sa ukázalo, že PRDX6 je akľúčový integrátor programov starnutia buniek spojených so starnutím [59]. 

2.7. Proteostáza/fibróza

Udržiavanie homeostázy bunkových proteínov alebo proteostázy vyžaduje dobre koordinovanékontrola syntézy proteínov, skladanie, konformačná integrita a nakoniec degradácia. Aktivity proteostázy koordinujú tieto rôznorodé procesy počas celého životaorganizmy [125]. Proteolytická regulačná sieť zabezpečuje, že bunky majú proteínypotrebujú a zároveň minimalizujú nesprávne poskladanie alebo agregačné udalosti, ktoré sú charakteristickými znakmiproteinopatií súvisiacich so starnutím, ako sú Alzheimerova, Parkinsonova a Huntingtonova chorobachoroba [126–130]. Teraz je jasné, že schopnosť buniek udržiavať proteostázu prechádzapokles počas starnutia, čím sa organizmus stáva náchylným na tieto patológie. Jedenz najčastejších patologických následkov zmenenej proteostázy je dysfunkciabazálne komplexy (sieť extracelulárnej matrice glykoproteínov a proteoglykánov)ktoré môžu spôsobiť fibrózu vo viacerých tkanivách počas celého života [41]. Vzhľadom na naše predchádzajúcepreukázali dôkazy týkajúce sa potenciálnej aktivity RXFP3 proti starnutiu [24], to jenie je prekvapujúce, že sa ukázalo, že komponenty systému RXFP3/RLN3 majúantifibrotická aktivita. Napríklad Hossain a kol. [131] ukázal, že RLN3, aj keď pôsobíprostredníctvom receptora RXFP1 môže znížiť expresiu kolagénu pri myšej kardiomyopatiiModel. Tiež sa ukázalo, že liečba srdcových fibroblastov RLN3 inhibovala ROSa zápalom sprostredkovaná syntéza kolagénu za podmienok vysokej hladiny glukózy [132]. Inokrem toho, v kontexte kultivovaných srdcových fibroblastov, vystavenie týchto buniekhyperglykemické stavy (ktoré predisponujú k fibróze) spôsobujú zvýšenie hladín mRNAz RXFP3 [133]. Na základe týchto údajov je zrejmé, že signalizácia RLN3/RXFP3 by mohla predstavovať anová terapeutická cesta pre diabetickú kardiomyopatiu [133]. 

Požiadajte o viac:

E-mail:wallence.suen@wecistanche.com whatsapp: plus 86 15292862950