Посещений:
ADULT NEURON SURVIVAL STRATEGIES — SLAMMING ON THE BRAKES
Nature Reviews Neuroscience 5. № 9. Р. 686 -700 (2004) | |
Развивающиеся нейроны запрограммированны к гибели путем апоптоза, если их не «спасают» внешние ростовые факторы, которые генерируют антиапоптозную реакцию. Зрелые нейроны, напротив, должны выживать в течение всей жизни организма и их преждевременная гибель вызывает необратимые функциональные изменения. Когда развитие заканчивается, апоптоз прекращается и, следовательно, ростовые факторы для предотвращения клеточной гибели уже не требуются. Для защиты от случайной клеточной гибели в зрелых нейронах активизируются анти-апоптозные механизмы в ответ на стресс. Утрата или снижение активности этих «внутренних» анти-апоптозных «тормозов» может приводить или способствовать нейродегенерации, тогда как их активация может «спасать» нейроны от разрушения и генетических аномалий.
(Рис.1.) | Overview of apoptotic mechanisms in neurons. (Рис.2.) | Extrinsic and intrinsic apoptotic signalling pathways in neurons. (Рис.3.) | Neuronal anti-apoptotic brakes upstream of mitochondria. (Рис.4.) | Anti-apoptotic brakes at the mitochondrion. (Рис.5.) | Anti-apoptotic brakes downstream of the mitochondria. |
Запрограммированная клеточная гибель (programmed cell death– PCD) играет решающую роль во время развития нервной системы, однако в зрелой нервной системе нейроны должны выживать в течение всей жизни организма. Для предотвращения активации апоптоза в этих нейронах активизируются так называемые анти-апоптозные факторы выживаемости, которые функционируют как мощный «тормоз» для предупреждения апоптоза. В развивающихся нейронах «решение» погибнуть или выжить зависит как от субклеточной локализации членов BCL2 (B-cell leukaemia/lymphoma-2) семейства, так и от присутствия (или активности) антиапоптозных «тормозных систем». BCL2 семейство состоит из трех основных подгрупп, которые классифицируются в соответствии с их функциями - противостоящие клеточной гибели или способствующие гибели клеток, а также в зависимости от присутствия или отсутствия консервативных структурных motifs - BCL2 homology (BH) доменов. Отсутствие (или устранение) трофических факторов, ответственных за PCD во время развития, не является главным механизмом апоптоза в зрелых нейронах. За апоптоз в зрелых нейронах скорее отвечает наличие множества апоптоз-индуцирующих сигналов. В зрелых нейронах к апоптозу ведут два основных пути – «внешний» или рецептор-инициированная гибель и «внутренний» или митохондриальный путь. Гибель нейронов во взрослом организме может также быть результатом некроза – нерегулируемой клеточной гибели, являющейся прямым результатом внешних воздействий – физических повреждений, истощения, токсических воздействий, гипоксии и ишемии. Некроз обычно вызывает воспалительную реакцию и ведет к разбуханию клеток, нарушению целостности ядра и цитоплазмы и распространенной гибели региональных групп клеток. Антиапоптозный «тормоз» является внутренней молекулой, которая может подавлять апоптозный путь в одном или нескольких «пунктах» для повышения выживаемости нейронов. Группа молекул с антиапоптозными свойствами или свойствами, которые способствуют выживаемости, индуцируется после острых или хронических нарушений целостности нейронов. К таким молекулам относятся анти-апоптозные члены BCL2 семейства, термошоковые белки, белки-ингибиторы апоптоза, uncoupling белки и активированный белок С. Апоптозные «тормоза» могут быть подразделены и на основе их первичного сайта анти-апоптозного действия – молекулы оказывающие эффект на upstream митохондрии, в митохондриях, которые предотвращают высвобождение цитохрома c и других про-апоптозных факторов, или молекулы, оказывающие эффект на downstream митохондрии - на молекулы эффекторы такие как апоптосомы и каспазы (apoptosome and caspases). Апоптоз может быть подавлен upstream (вышестоящими) митохондриями двумя основными путями – захватывая рецепторные или лигандные белки и ограничивая или подавляя про-апоптозные белки. Апоптозное торможение, функционирующее на уровне митохондрий, связано с предохранением проницаемости мембран и высвобождением факторов апоптоза в цитозоль. Downstream митохондиий, внутреннее «торможение» может подавлять активацию «убийц» апоптоза, каспазы 3, 7 и 9. Крайне важно идентифицировать все системы анити-апоптозных торможений, которые экспрессируются в нейронах, а также их механизмы действия и регуляции, и определить, может ли индукция специфических комбинаций антиапоптозных молекул в отдельных популяциях нейронов быть использована для лечения неврологических или нейродегенеративных заболеваний. |