산화 손상과 신경 보호에서 뉴런과 신경교세포 사이의 혼선 4부
Mar 27, 2024
뉴런과 성상교세포의 차등적인 항산화 반응은 산화환원에 민감한 전사 인자인 Nrf2의 우선적인 성상교세포 발현으로 인해 발생합니다.
성상교세포는 인간 중추신경계에서 가장 흔한 비신경 세포입니다. 그들은 주로 신경 세포의 에너지 공급 및 신경 환경의 균형 유지와 관련된 다양한 기능을 가지고 있습니다. 이들 세포는 알츠하이머병, 파킨슨병, 다발성 경화증과 같은 많은 신경 질환의 시작뿐만 아니라 신경 손상 후 복구 단계에서도 중요한 역할을 합니다. 그러나 성상교세포가 수행하는 또 다른 중요한 역할은 기억 유지에 있어서 중요한 역할입니다.
과학자들은 성상교세포가 이전에 생각했던 것보다 더 큰 영향력을 발휘하여 기억, 학습 및 신경가소성에서 중요한 역할을 한다는 사실을 발견했습니다. 학습 과정에서 뉴런 사이의 의사소통이 강화되고, 성상교세포는 뉴런 사이의 의사소통을 강화할 수 있는 신경 세로토닌이라는 화학적 메신저를 방출하여 기억력과 학습 능력을 향상시킵니다. 또한, 성상교세포는 주변에 생성된 노폐물과 죽은 세포를 삼켜 뉴런의 건강을 보호함으로써 뇌의 전반적인 활력과 기능을 향상시킵니다.
학습 및 기억 이점 외에도 성상교세포에는 다른 이점도 있습니다. 예를 들어, 뇌를 건강하게 유지하여 파킨슨병이나 알츠하이머병과 같은 질병의 발병을 예방할 수 있습니다. 또한 인간의 면역체계 기능을 강화하여 신체가 질병 및 염증 반응과 더 효과적으로 싸울 수 있도록 돕습니다.
결론적으로, 성상교세포는 뇌 건강과 기억 능력을 유지하는 데 중요한 역할을 합니다. 그뿐만 아니라, 이 마법 세포는 추가 연구할 가치가 있는 많은 잠재적인 이점을 가지고 있습니다. 이는 성상교세포의 중요성을 보여주며, 따라서 뇌의 성상교세포를 건강하고 활동적으로 유지하는 것이 우리의 장기적인 건강에 매우 중요합니다. 기억력 향상이 필요함을 알 수 있는데, 시스탄체 데저티콜라는 기억력 향상이라는 독특한 효능이 많은 중국 전통 약재이기 때문에 기억력을 크게 향상시킬 수 있습니다. Cistanche Deserticola의 효능은 탄닌산, 다당류, 플라보노이드 배당체 등 포함된 다양한 활성 성분에서 비롯됩니다. 이러한 성분은 다양한 경로를 통해 뇌 건강을 촉진할 수 있습니다.
Nrf{0}}ARE는 2상 해독 효소와 항산화 유전자의 발현을 조절하기 때문에 항산화 방어 메커니즘을 조절하는 중요한 경로입니다[127].
ROS에 대한 뉴런의 높은 감수성은 GSH 시스템, 티오레독신 시스템 및 SOD를 조절하는 항산화 전사 활성화제 Nrf2의 지속적인 불안정화 및 분해로 인한 것입니다.
Nrf2는 성상교세포에서 더 안정적입니다. 따라서 그들은 신경계에서 ROS를 처리합니다. 글루타메이트 시스테인 리가제(GCL)의 Nrf2 유도는 성상교세포에서 GSH 합성을 증가시키고 GSH 전구체는 이후 세포외 배지로 수출됩니다[130].
또한 Nrf{0}}는 성상교세포-뉴런 셔틀을 통해 신경 GSH를 보충하는 데 사용되는 성상교세포에서 GSH 합성을 유도했습니다. GSH 관련 효소 및 메탈로티오네인과 같은 Nrf{2}} 유도 분자는 뉴런보다 성상교세포에서 더 많이 발현되는데, 이는 성상교세포의 Nrf2 활성화가 뉴런을 산화 스트레스로부터 보호한다는 것을 나타냅니다[131,132].
소교세포는 건강한 뇌의 소교세포와 뉴런 사이의 동적 누화를 통해 측량 표현형을 나타냅니다[133]. M1 미세아교세포는 전염증성 사이토카인을 생성하고 NO 합성효소 활성을 유도함으로써 염증을 촉진합니다.
M2 미세아교세포는 항염증성 사이토카인을 분비하여 면역 기능을 조절하고 회복을 촉진합니다.
소교세포에서 산화환원 조절자의 기능은 불분명하지만, 많은 항산화 단백질이 기능성 소교세포를 통해 염증과 연관되어 있습니다. 그림 3에 설명된 소교세포와 뉴런 사이의 혼선에서 고전적인 항산화 단백질의 발현은 소교세포의 Nrf2에 의해 제어됩니다[6]. Nrf2 결핍은 생체 내에서 LPS 치료 시 인지 장애 및 반응성 소교증을 악화시킵니다 [136].
Nrf2에 의해 상향 조절되는 항산화 효소인 헴 옥시게나제-1(HO-1)는 LPS 자극 시 NOX2 활성화를 억제합니다[137]. NOX 억제에 의해 TLR4 신호 전달의 약화를 촉진할 수 있는 HO-1는 헴이 빌리버딘과 일산화탄소로 전환되는 역할을 하며 항산화 효소로 기능합니다[138]. 소교세포에서 HO-1의 과발현은 나이든 쥐의 신경독성 철 축적을 감소시켰습니다[139].
소교세포 특정 단백질의 유전적 삭제와 소교세포 조작에 의한 신경 활동의 기계적인 중단은 소교세포가 신경 활동을 조절한다는 것을 보여주었습니다. 프랙탈카인(FKN)은 CNS에서 주로 발현되며 신경 세포에 국한됩니다.
FKN 수용체(CX3CR1)는 소교세포와 뉴런에서만 독점적으로 발현되며 소교세포와 뉴런 사이의 통신을 위한 흥미로운 신호 축입니다[69,140]. CX3CR1 결핍은 신경 발생 및 신경 연결의 붕괴와 관련이 있습니다 [141].
DAP12는 소교세포 BDNF를 통한 시냅스의 글루타메이트 수용체 함량 변화의 결과로 발생하는 또 다른 소교세포 특이적 단백질입니다. 소교세포 특이적 조작을 통한 신경전달에서 소교세포 조절 배지는 해리된 세포 배양에서 흥분성 시냅스후 전위와 전류를 강화했습니다[143].
미노사이클린에 의한 소교세포 활성화의 억제는 라트리튬-필로카르핀 모델에서 신경세포 사멸과 자발적인 재발성 발작을 감소시켰습니다[144].
6. 결론
에너지 수요가 높은 뉴런은 정상적인 뇌 기능을 위해 주변 세포와 대사 및 산화환원 누화에 참여합니다. Glia는 신경전달과 생존을 위한 뉴런의 산화환원 및 대사 요구에 필수적인 역할을 합니다.
이전의 여러 연구에서는 이 신경교-뉴런 결합의 분자 및 세포 측면을 입증했으며, 신경변성의 진행을 늦추기 위해 항산화 요법을 사용했습니다[139,145-147].
우리는 파라크린 산화환원 신호 전달로 인해 활성화된 산화제 및 항산화 시스템과 세포외 공간과 이웃 세포 또는 세포 구조까지의 거리가 극도로 제한되어 있는 CNS의 산화 스트레스에 대한 뉴런-교세포 누화의 중요한 역할을 검토했습니다.
신경교 세포는 산화 손상에 반응하여 형태학적 및 분자적 변화를 보이고 이러한 조건에서 신경 활동을 조절합니다. 이 뉴런-교세포 통신은 산화 환원 균형 메커니즘을 통해 신경 퇴화 및 비정상적인 신경 발생을 지연시켜 산화 조건에서 중요한 역할을 합니다.
저자 기여:
모든 저자가 상당한 기여를 했습니다. KHL은 원고를 디자인하고 초안을 작성했습니다. MC는 원고 초안 작성 및 그림 준비를 도왔습니다. BH전체 프로젝트를 감독하고 원고 초안을 준비했습니다. 모든 저자는 출판된 원고 버전을 읽고 이에 동의했습니다.
자금:
이 연구는 한국 정부(MSIT)가 자금을 지원하는 한국연구재단(NRF) 보조금을 통해 기초과학 연구 프로그램의 지원을 받았습니다(NRF-2016R1D1A3B2008194,NRF-2020R1A2C3008481).
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