Kv1.3 Anpèchman diminye neroenflamasyon atravè dezòd siyal kalsyòm microglial.

REZIME

Nan 5 ane ki sot pase yo, inibitè potasyòm chanèl KV1.3 yo te montre diminye nero-enflamasyon nan modèl wonjè nan konjesyon serebral ischemik, maladi alzayme a, maladi Parkinson la, ak blesi twomatik nan sèvo. Nan nivo sistemik, aksyon benefisye sa yo medyatè pa yon rediksyon nan aktivasyon microglia ak yon repwesyon nan pro-enflamatwa cytokine ak pwodiksyon oksid nitrique.

Sepandan, mekanis molekilè pou aksyon suppressive nan KV1.3 blockers sou fonksyon pro-enflamatwa microglia yo pa te konnen jiskaske gwoup nou an dènyèman te demontre ke chanèl KV1.3 pa sèlman kontwole potansyèl manbràn, jan yo ta espere nan yon kanal potasyòm vòltaj-gated. , men tou jwe yon wòl enpòtan nan pèmèt microglia reziste depolarizations ki te pwodwi pa siyal danje ATP a konsa reglemante foul kalsyòm nan reseptè P2X4. Nou isit la revize wòl KV1.3 nan siyal microglial epi montre ke, menm jan ak wòl yo nan selil T, chanèl KV1.3 tou reglemante foul kalsyòm ki opere nan microglia.

Kanal potasyòm KV1.3 se yon chanèl ion ki eksprime lajman nan selil iminitè, ki jwe yon wòl enpòtan nan règleman potansyèl manbràn selilè, migrasyon selil, ak fonksyon selil iminitè. Dènye rechèch sijere ke konpoze ki anpeche kanal potasyòm KV1.3 ka ede ranfòse iminite kò a.

Regilasyon sistèm iminitè a se yon pati enpòtan nan kenbe bon sante. Sepandan, anpil maladi, tankou maladi otoiminitè, kansè, ak maladi enfeksyon, lakòz yon sistèm iminitè disfonksyonèl. Se poutèt sa, chèchè yo te chèche fason pou ranfòse iminite. Etid ki sot pase yo sijere ke inibitè nan kanal potasyòm KV1.3 a ka yon opsyon pwomèt.

Nan selil iminitè yo, kanal potasyòm KV1.3 kontwole potansyèl manbràn, kidonk afekte fonksyon selil yo. Etid la te jwenn ke lè yo anpeche kanal potasyòm KV1.3 la, li te posib diminye migrasyon selil T yo ak plis anpeche yo atake selil ki an sante, kidonk pwoteje sistèm iminitè a kont destriksyon nesesè.

Anplis de sa, kèk eksperyans yo te jwenn ke anpeche kanal potasyòm KV1.3 la kapab tou ankouraje lòt aspè nan sistèm iminitè a. Pou egzanp, etid yo te montre ke lè yo anpeche kanal sa a, bon jan kalite a ak kantite selil iminitè yo ka amelyore, kidonk ogmante rezistans kò a nan patojèn ak lòt menas ekstèn. Se poutèt sa, anpèchman kanal potasyòm KV1.3 a ka yon fason efikas pou amelyore iminite.

An konklizyon, etid aktyèl la sijere ke anpèchman nan kanal potasyòm KV1.3 a ka yon apwòch pwomèt amelyore fonksyon an nan sistèm iminitè a ak ogmante iminite jeneral kò a. Men, pandan ke rezilta sa yo pwomèt, plis rechèch nesesè pou detèmine sekirite ak posibilite pou itilize apwòch sa a. Soti nan pwennvi sa a, nou bezwen amelyore iminite nou an. Cistanche ka siyifikativman amelyore iminite. Sann vyann gen yon varyete de engredyan byolojik aktif, tankou polisakarid, de dyondyon, ak Huang Li, ki ka ankouraje sistèm iminitè a. divès kalite selil, ogmante aktivite iminitè yo.

Klike sou benefis sante nan cistanche

Entwodiksyon

Yo te dekri kanal potasyòm KV1.3 ki gen vòltaj la nan selil T yo [1] epi apre sa yo te pouswiv kòm yon sib pou trete maladi otoiminitè medyatè selil T tankou paralezit miltip, atrit rimatoyid, ak psoriasis [2-4]. Plis dènyèman, KV1.3 te parèt kòm yon sib farmakolojik atire pou diminye sa yo rele "neuroinflammation" pa modulation deklanchman microglia. Nan tou de modèl sourit ak rat nan konjesyon serebral ischemic, KV1.3 blockers yo te montre pa nou ak lòt moun diminye zòn enfaktis ak amelyore defisi newolojik [5,6]. Nan modèl sourit transjenik maladi alzayme a KV1.3 blokaj diminye chaj amiloid serebral, amelyore plastisit ipokanp newòn, ak amelyore defisi konpòtman [7].

Menm jan an tou, nan plizyè modèl bèt nan maladi Parkinson, administrasyon ti molekil KV1.3 bloke PAP-1 anpeche koripsyon newòn dopaminèrjik ak amelyore rezilta konpòtman [8]. Anpèchman KV1.3 oswa efase jenetik yo te montre plis amelyore patoloji matyè blan apre blesi twomatik nan sèvo [9], n bès mantal apre operasyon [10], ak blesi nan sèvo pwovoke radyasyon [11]. Nan tout modèl bèt sa yo nan maladi newolojik ogmante ekspresyon KV1.3 te obsève sou microglia ki asosye ak patoloji ak tretman ak KV1.3 blockers te lakòz deklanchman microglia redwi ak redwi nivo cytokine enflamatwa nan sèvo bèt yo.

Ogmante ekspresyon KV1.3 ki asosye ak maladi a sanble tradwi nan imen depi yo te jwenn ekspresyon fò KV 1.3 tou nan sèvo imen postmortem sou microglia nan zòn enfarkte apre konjesyon serebral ischemik [5,12], sou microglia ki antoure plak amiloid nan maladi alzayme a [5, 12]. 7,13], ak sou microglia nan cortical prefrontal la ak sibstans nigra nan maladi Parkinson la [8]. Ansanm, rezilta sa yo ankouraje nan modèl imen ak bèt yo sijere chanèl microglial KV1.3 kòm yon sib terapetik pou diminye repons enflamatwa prejidis nan sèvo a. Men, ki jan bloke KV1.3 travay? Ki jan bloke yon chanèl potasyòm vòltaj-gated nan microglia, ak prezimableman tou nan sèvo enfiltre macrophages ki sòti nan monosit diminye pwodiksyon enflamatwa sitokin ak enflamasyon-medyatè domaj tisi?

Efè KV1.3 Blockers sou fonksyon microglia

Kiltive sourit neonatal ak microglia rat, osi byen ke mikroglia byen izole ki soti nan sèvo sourit oswa tisi enprime microglia ki soti nan sèvo rat, yo te montre eksprime kouran KV1.3 pa patch-clamp nan selil antye ki ogmante anpil apre eksitasyon an vitro oswa in vivo. piki entracerebroventricular ak TLR-4 ligand lipopolysaccharide (LPS) [14-18]. Se stimulation ak eleman gram-negatif miray selil LPS la lajman itilize pou pwovoke yon eta "M1-tankou" "klasikman" aktive nan microglia similye enflamasyon jeneral ki ta asosye ak yon enfeksyon bakteri [19,20]. Nan domèn neroimunoloji LPS stimul microglia yo ta dwe depreferans rele M(LPS) microglia ki baze sou estimilis yo itilize pou pwovoke polarizasyon pou fè pou evite itilize tèminoloji M1/M2, ki konsidere kòm senplifye twòp [21], men lajman itilize akòz terapetik li yo. plus.

Apre eksitasyon ak LPS ogmante ekspresyon KV1.3 ka obsève nan nivo mRNA ak nivo pwoteyin pa Western blotting, imunohistochimi, ak ogmante dansite aktyèl mezire pa tout-selil patch-clamp [15-18]. Yon ogmantasyon menm jan an, men yon ti kras mwens entans nan ekspresyon Kv1.3 rive lè kiltive mikroglia neonatal yo ankouraje ak oligomeric amyloid- (AO) oswa -synuclein [7,8], de pwoteyin ki mal pliye ak total nan maladi alzayme oswa Parkinson la, ak ki souvan itilize yo kreye yon modèl in vitro nan repons microglia ki asosye ak maladi a respektif.

Nan kalite sistèm in vitro sa yo, KV1.3 anpèchman oswa efase jenetik diminye ekspresyon ak pwodiksyon plizyè medyatè enflamatwa yo mezire nan 24- oswa 48-èdtan apre deklanchman mikroglia. Apeprè 20 ane de sa laboratwa a nan Lyanne Schlichter rapòte ke inibitè KV1.3 siprime pete respiratwa ki ankouraje ester phorbol [22] ak NO pwodiksyon nan kiltive microglia rat neonatal, kidonk diminye touye newòn nan yon sistèm kilti transwell [16].

Nan yon etid ki pi resan nan laboratwa nou an [17], ki te konpare efè KV1.3 ak KCa3.1 blockers ak minocycline inibitè microglia ki lajman itilize sou microglia sourit neonatal polarize diferan, nou te obsève ke anpèchman Kv1.3 redwi ekspresyon ak pwodiksyon. nan pro-enflamatwa cytokines IL-1 ak TNF- nan 24 ak 28 èdtan ak anpeche upregulation nan enflamasyon ki asosye anzim cyclooxygenase2 (COX{-2) ak endivizib nitrik sintaz oksid (iNOS). Efè nan lèt te pwobableman responsab pou pwodiksyon NO redwi obsève nan mikroglia trete ak inhibiteurs KV1.3 nan 24 ak 48 èdtan apre eksitasyon LPS. Menm jan ak travay anvan an, nou te obsève tou ke inibitè KV1.3 yo anpeche touye newòn nan medyatè mikroglia nan kilti tranch ipokanp organotipik 3 jou apre yo te aktive mikroglia swa nan 1-èdtan ipoksi/glisemi pou simulation konjesyon serebral ischemik [5] oswa pa tretman ak oligomeric amyloid- pou simulation deklanchman microglia nan AD [7].

Anplis de sa nan diminye deklanchman microglia pwovoke AO, yon fenomèn ki ka montre klèman pa tach microglia pou CD11b oswa Iba-1 ak evalye entansite fliyoresans, yo te jwenn tou ki anpeche KV1.3 inhibiteur PAP-1 la. Yon O-induced, microglia-medyatè defisyans nan alontèm potansyasyon (LPT) nan tranch ipokanp ak diminye A O-induit pwodiksyon IL-1, TNF- ak NO nan kiltive sourit microglia [7], trè menm jan an. sa ki te jwenn pou KV1.3 inhibiteurs ak LPS stimul microglia [17,18]. Nan eksperyans kote kiltive microglia sourit neonatal ki soti nan kalite sovaj ak sourit KV1.3-/- yo te ankouraje ak total -synuclein (Synuclein), ki aktive microglia atravè obligatwa nan reseptè yo rekonesans modèl TLR2 ak CD36 [23], tou de famasi KV1. 3 anpèchman ak PAP-1 ak efase jenetik nan kanal la te lakòz pwodiksyon IL{-1, IL{{-6, IL-12 ak TNF redwi ak anpeche NLRP3 inflammasome pwoteyin ogmantasyon nan 24. èdtan apre eksitasyon microglia [8]. Kontrèman, twòp ekspresyon KV 1.3 nan yon liy selil microglial ogmante ekspresyon SynAggiduced oswa sekresyon IL-1, TNF-, IL-6, ak IL{-12 nan 24 èdtan apre eksitasyon [8].

Plizyè etid pa lòt gwoup te konfime ke KV1.3 blockers redwi fonksyon pro-enflamatwa microglia lè w ap itilize stimuli menm jan an oswa stimuli ki asosye ak lòt patoloji enflamatwa. Pou egzanp, nan microglia rat kiltive aktive ak pwoteyin VIH Tat la oswa ak glikoprotein 120 (gp120) pou simulation maladi nerokognitif ki asosye ak VIH1-, yo te jwenn anpèchman KV1.3 oswa knockdown ak siRNA pou diminye IL-1 , TNF-, ak NO pwodiksyon ak siprime nerotoksisite [24,25]. Sèvi ak yon modèl konjesyon serebral ischemik ak privasyon oksijèn / glikoz nan kiltive microglia Ma et al. rapòte ke anpèchman KV1.3 te deplase fenotip microglial la soti nan yon M1-pro-enflamatwa nan yon repons M{2-tankou ak redwi deklanchman enflamasome NLRP3 [5,6], menm jan ak etid yo dekri pi wo a. nan modèl maladi Parkinson la [8].

Sèvi ak selil CD11b plus ki fèk izole, ki gen ladan tou de CNS ki enfiltre makrofaj yo ak mikroglia rezidan nan sèvo ki soti nan sèvo sourit yo ki te trete sistemikman ak LPS nan prezans ak absans KV1.3 bloke peptide ShK-223, Rangaraju. et al. konfime ke KV 1.3 anpèchman diminye ekspresyon de cytokines enflamatwa tankou IL -1 men te montre ke KV1.3 anpèchman tou redwi ekspresyon nan TAP1 ak anpeche upregulation nan EHD1 nan CD11b plis CD45low microglia jan yo mezire pa sikometri koule [26]. Tou de TAP1 ak EDH1 se pwoteyin ki enplike nan asanble MHC klas-I ak trafik nan sifas selil la. Se poutèt sa, otè yo te envestige efè tretman ShK-223 sou ekspresyon klas MHC-1 sou mikroglia ki byen izole, epi, ki baze sou ekspresyon MHC redwi, te sipoze ke LPS-pwovoke ogmantasyon nan kapasite prezantasyon antijèn nan. microglia yo se pwosesis ki depann de KV 1.3-, sa ki sijere ke anpèchman KV1.3 ta ka diminye prezantasyon antijèn nan CD8 plis selil T sitotoksik.

Nan yon analiz rezo ko-ekspresyon ki vin apre yo te aplike nan seri done transcriptomik microglial ki soti nan modèl sourit maladi neuroenflamatwa ak neurodegenerative, menm gwoup la te idantifye KV1.3 kòm yon pati nan yon siyati jèn proenflamatwa ki te gen ladan tou Tlr2, Ptgs2, Il12b, Il1b, CD44, NFκB, Stat1, ak RelA [27]. KV1.3 blokaj ak ShK-223 ta ka chanje siyati pro-enflamatwa sa a nan youn ak ekspresyon jèn anti-enflamatwa ogmante nan mikroglia ki asosye ak maladi. Ki sa ki enteresan nan kontèks sa a, se ke inibitè Kv1.3 yo te rapòte nan lòt etid yo ogmante plis migrasyon nan microglia kiltive ankouraje ak anti-enflamatwa sitokin IL-4 ak IL-10 [28] epi yo pa afekte fagositoz microglial nan microbeads [26] oswa menm ogmante fagositoz nan amiloid- [7].

Ansanm, gen ase prèv ki montre microglia eksprime KV1.3 e ke bloke KV1.3 siprime fonksyon microglia pro-enflamatwa, neurotoksik e yo ka menm deplase microglia nan direksyon yon fenotip plis neropwotektif. Nou isit la sitou konsantre sou rezime done yo jwenn ak kilti microglial oswa kilti tranch paske, nan sistèm rediksyonis sa yo, pa gen okenn dout ke knockout, knockdown, oswa blokaj farmakolojik egzèse efè li dirèkteman nan anpèchman nan chanèl microglial KV1.3 epi li pa endirèkteman nan afekte. Chanèl KV1.3 nan selil T, selil B, selil dendritik oswa monosit, ki tout eksprime KV1.3 [29], epi yo ka konsa kontribye nan efè in vivo nan bloke KV1.3 oswa rezilta ki fèt ak KV1.3-/-. sourit. Sepandan, nou ta renmen fè remake isit la ke anplis etid anpil ki montre ekspresyon KV1.3 sou mikroglia nan rat ak imen pa imunohistochimi, laboratwa Kettenmann ak gwoup nou an te repete montre ke ogmante ekspresyon KV1.3 sou mikroglia aktive se pa sèlman. yon fenomèn kilti tisi epi yo ka anrejistre kouran Kv1.3 ki soti nan microglia nan tranch egi [30,31] ak nan mikroglia ki byen izole ki soti nan sèvo sourit 5xFAD [7] oswa ki soti nan zòn enfaktis la apre oklizyon atè serebral presegondè [5, 12], yon modèl pou konjesyon serebral ischemik.

Siyal chemen ki afekte nan anpèchman KV1.3 oswa modulation ekspresyon Kv1.3

Etid sonde nan chemen siyal yo (Figi 1) ki afekte pa bloke KV1.3 pou pwodwi rediksyon benefisye sa yo nan fonksyon microglia pro-enflamatwa 24 oswa 48 èdtan pita te rann rezilta yon ti jan konfli, sijere ke efè yo nan bloke KV1.3 yo depann. sou estimilis la e petèt espès yo. Pandan ke Fordyce et al. rapòte ke KV1.3 blockers pa afekte p38MAPK fosforilasyon nan LPS-trete neonatal rat microglia [16], plizyè lòt etid ki itilize microglia sourit yo te jwenn ke KV1.3 blockers fòtman redwi fosforilasyon p38MAPK kòm byen ke aktivasyon nan NF-κB apre eksitasyon ak LPS, AO, SynAgg oswa VIH-1 glikoprotein 120 [7,8,24]. Nan liy selil microglial la, yo montre tou BV2 KV1.3 kontwole fosforilasyon S727 nan STAT1 [26]. Enteresan, si wi ou non KV1.3 blockers anpeche translokasyon NFAT, youn nan efè ki pi byen etidye nan KV1.3 blockers nan selil T [2,32,33] pa te envestige nan microglia byen lwen tèlman.

Ogmantasyon yo nan ekspresyon KV1.3 apre eksitasyon nan microglia ak LPS, AO oswa SynAgg sanble yo enplike anpil nan kaskad yo siyal menm ki afekte pa anpèchman KV1.3, ak bloke KV1.3 tipikman anpeche ogmantasyon nan ekspresyon Kv1.3. Pwomotè KV1.3 a gen plizyè sit obligatwa NF-κB ak SP1 ak inibitè nan NF-κB oswa p38MAPK poukont redwi SynAgg ankouraje Kv1.3 moute-règleman nan mikroglia [8], ki demontre ke tou de p38MAPK la ak chemen klasik NF-κB yo. medyatè règleman transkripsyon KV1.3 (Figi 1). Src fanmi kinaz Fyn travay en nan faktè transkripsyon NF-κB pa reglemante translokasyon nikleyè nan eleman li yo p65 [34] ak pa fosforilasyon PKC izoform PKCδ la. Sarkar et al. rapòte ke Fyn knockout diminye tou de LPS ak SynAgg pwovoke ogmantasyon nan dansite aktyèl KV1.3 nan microglia kiltive, yon efè ki ka imite pa tretman nan mikroglia ak Fyn inhibiteur Saracatinib la oswa pa defisi pou PKCδ, sijere ke Fyn / PKCδ kinaz siyal la. Cascade ki enplike nan medyatè KV1.3 upregulation an repons a stimuli enflamatwa [8]. Kòm demontre nan yon tès ligasyon pwoksimite Duolink, Fyn ap kominike dirèkteman ak Kv1.3 epi li fosforilasyon kanal la nan Y135 pou ogmante aktivite li.

Kv1.3 kontwole potansyèl manbràn ak reziste depolarization'

Malgre efè amelioratif ki dekri anwo a byen dokimante nan bloke KV1.3 sou neuroinflammation nan vivo ak sou kaskad siyal microglial ak ekspresyon medyatè enflamatwa ak sekresyon an vitro, mekanis molekilè fondamantal ki jan KV1.3 blockers afekte fonksyon microglial yo te klè. Anpil envestigatè, laboratwa nou an enkli, tou senpleman sipoze ke KV1.3 te sèvi menm fonksyon an nan microglia ke li te ranpli nan selil T, sètadi reglemante potansyèl manbràn ak foul kalsyòm [29,32,33].

Nan selil T, anpèchman KV1.3 mennen nan depolarize manbràn ak diminye foul kalsyòm atravè chanèl kalsyòm aktive kalsyòm (CRAC) apre eksitasyon reseptè selil T [33,35,36]. Foul kalsyòm atravè chanèl CRAC se kritik obligatwa pou dephosphorylation ak translokasyon nikleyè ki vin apre nan kalsyòm/kalmodulin-depandan transkripsyon faktè NFAT [29], ki deklannche transkripsyon cytokine IL -2 [29,33]. IL-2 soti nan selil T aktive sou sentèz epi li ankouraje ekspansyon klonal selil T nan yon fason otokrin ak parakrin. Lè yo anpeche ekoulman potasyòm kontrekilib ki nesesè pou kenbe aflu kalsyòm atravè chanèl CRAC KV1.3 blockers deranje aktivasyon selil T yo, anpeche defosforilasyon NFAT ak translokasyon nikleyè [32] ki mennen nan diminye pwopagasyon selil T ak redwi pwodiksyon cytokin enflamatwa ak sekresyon nan 48 èdtan. [5,33,35,36].

Sepandan, li pa t janm teste nan mikroglia, ki kontrèman ak selil T yo eksprime tou redresman anndan Kir2.1 [17,37,38] ak kanal potasyòm de-pore THIK-1 (K2P 13.1) [39], si KV1.3 blockers ta gen menm efè molekilè oswa si wòl KV1.3 te pran sou lòt chanèl potasyòm sa yo. Nan yon etid resan, gwoup nou an te adrese kesyon sa a pa premye re-egzamine siyifikasyon fondamantal KV1.3 nan kenbe potansyèl manbràn repoze ak reziste depolarization [40]. Kòm espere, twòp ekspresyon nan KV1.3 nan selil CHO diminye potansyèl manbràn repo tipikman trè depolarize nan selil sa yo soti nan -20 mV a -50 mV, pandan y ap anpèchman KV1.3 ak ShK-223 microglia depolarize, ki nannan kenbe yon plis potansyèl manbràn repo ipèpolarize, ki nan men nou an mwayèn anviwon -90 mV nan microglia endiferansye ki eksprime sitou Kir2.1 ak alantou -65 mV nan LPS ankouraje microglia ki eksprime pi wo KV1.3 ak pi ba Kir2.1 dansite aktyèl [40].

Pandan ke KV1.3 konsa sètènman kontribye nan reglemante potansyèl manbràn repo nan microglia (Figi 2), nou kwè, wòl pi enpòtan li yo, ak rezon ki fè ekspresyon Kv1.3 ogmante nan microglia aktive, se kapasite kanal la nan konpanse ekstrèm ak pwolonje. depolarizasyon manbràn ki kapab gen yon enpak negatif sou sante microglial ak fizyoloji jan eksperyans piki aktyèl yo revele. Pandan ke piki aktyèl yo nan 25 pA yo pa kapab depolarize KV 1.3 eksprime microglia pi lwen pase -30 mV nan absans la nan blockers, microglia pretreated ak KV 1.3 blockers depolarize nan potansyèl de plis 50 mV an repons a menm 25 pA piki aktyèl yo [40] , sijere ke KV1.3 ka "kranpon" potansyèl manbràn tou pre potansyèl papòt aktivasyon kanal la pou anpeche twòp depolarizasyon manbràn (Figi 2).

Sitiyasyon an nan fizyoloji microglial kote kapasite sa a enpòtan se lè microglia yo ekspoze a ATP ekstraselilè, yon siyal danje ki ka rive jwenn konsantrasyon nan seri mikromolar segondè akòz liberasyon ATP cytosolic soti nan newòn domaje oswa ATP ki gen vesik sinaptik [41], ki aktive chanèl reseptè P2X ki mennen nan depolarize entans [42]. Nan pwòp men nou, eksperyans aktyèl kranpon ki fèt sou mikroglia endiferansye ak LPS-stimile te montre ke ekspoze egi a 100 μM ATP, ki soti nan reseptè yo P2X eksprime nan microglia prensipalman aktive P2X4, mennen nan depolarize pi pwononse nan mikroglia endiferansye, malgre plis yo. ipèpolarize potansyèl manbràn repo pase nan KV1.3high LPS-stimile mikroglia, ki pa t 'depolarize pi wo a -40 mV. KV1.3 blockers andikape kapasite sa a pou reziste depolarize ATP-induit ak microglia depolarize nan prezans yo [40].

KV1.3 modil P2X4 reseptè-medyatè foul kalsyòm nan microglia

Eksperyans imaj kalsyòm te revele ke kapasite sa a nan chanèl KV1.3 pou reziste depolarize ATP-induit P2X 4- amelyore Ca2 plis antre nan microglia atravè reseptè P2X4 ankouraje ak 100 μM nan ATP [40]. Pou egzanp, nou te obsève ke KV1.3 blockers ShK-223 ak PAP{-1 redwi ATP-induit Ca2 plis foul atravè reseptè P2X4 nan LPS-diferansye microglia ki eksprime gwo dansite aktyèl KV1.3, pi plis. fòtman pase nan microglia unstimulated menm si eksitasyon LPS downregulates ekspresyon reseptè P2X4 nan microglia kiltive. Kontrèman, blokaj KV1.3 pa te gen okenn efè sou transient kalsyòm ATP-induit nan IL-4 stimul microglia, ki eksprime nivo ki ba anpil nan KV1.3. Enteresan, pandan ke LPS ogmante tou KV1.3 ak diminye ekspresyon P2X4 sou microglia nan vivo, tou de ekspresyon KV1.3 ak P2X4 ogmante an paralèl nan anviwònman an nan konjesyon serebral ischemik jan yo montre nan laboratwa nou an sou mikroglia byen izole soti nan emisfè nan sèvo enfarkte nan sourit. sibi konjesyon serebral ischemik ak pa lòt gwoup sou wonjè ak moun microglia pa imunohistochimi oswa qPCR [5,12,43-46]. Sa a sijere ke apre konjesyon serebral ischemik KV1.3 ta ka reglemante siyal kalsyòm microglial purinergic ki pi konplèks inisye pa siyal danje ATP la pi fò pase nan vitro. ATP ak lòt debri newòn nan zòn enfarkte nan sèvo a aktive mikroglia, ki Lè sa a, kontinyèlman pwodwi ak lage plis medyatè enflamatwa nan 24 a 72 èdtan epi konsa domaje ak touye plis newòn nan panenbra a ki mennen nan yon ekspansyon enflamatwa nan enfaktis la.

Ogmantasyon ekspresyon KV1.3 yo obsève sou microglia nan fwontyè enfaktis la nan 2-5 jou [5] prezimableman pèmèt microglia aktive pou kenbe siyal kalsyòm pi fò atravè kantite reseptè P2X4 ogmante e konsa pou pwodui plis medyatè enflamatwa, ki domaje plis newòn. ak aktive plis microglia. Ipotèz sa a ta ann akò ak konklizyon ki fè konnen PAP-1 bloke KV1.3 la redwi deklanchman mikroglia ak nivo nan sèvo IL-1 ak IFN-, ki mennen nan apeprè 40 pousan pi piti zòn enfaktis ak amelyore defisi newolojik. nòt nan modèl sourit ak rat nan konjesyon serebral ischemic [5]. Lè yo depolarize microglia Kv1.3 blockers diminye foul kalsyòm atravè reseptè P2X4 deklanche pa ATP ki lage nan newòn ki domaje epi konsa diminye plis depandan kalsyòm aktivasyon nan NLRP3 inflammasome, NF-κB ak lòt faktè transkripsyon ki mennen nan redwi pwodiksyon medyatè enflamatwa (Figi 1) ak patoloji redwi.

Ki lòt chemen aflu kalsyòm nan microglia ki reglemante pa KV1.3?

Pandan ke blokaj KV1.3 klèman redwi foul kalsyòm ATP-induit nan reseptè P2X4 [40] e konsa konstitye yon regilatè enpòtan nan chemen sa a foul kalsyòm nan microglia (Figi 2), sa a se pa sèlman KV1.3 oswa ATP-depandan siyal kalsyòm. pwosesis nan microglia. Anplis chanèl reseptè P2X, microglia eksprime reseptè purinèrjik P2Y metabotwopik ki apre deklanchman pa ATP oswa UTP ka pwovoke lage kalsyòm nan magazen entèn [47] epi aktive Ca2 plis antre nan magazen ki fonksyone (SOCE) apre rediksyon relativman ti magazen kalsyòm intraselilè. nan mikroglia [38]. Se poutèt sa, li se sètènman posib ke SOCE adisyonèl kontribye nan siyal yo Ca2 plis pwovoke ATP nou te imaje epi ke kèk nan efè bloke KV1.3 yo te medyatè pa anplis diminye SOCE.

Sa a se yon ipotèz ki gen anpil chans paske mekanis molekilè "klasik" pou bloke KV1.3 nan selil T se rediksyon SOCE atravè chanèl CRAC apre deklanchman reseptè selil T epi imedyatman redwi deklanchman faktè transkripsyon ak pwodiksyon cytokine ak divilgasyon [29,33, 36,48]. Rat ak sourit microglia yo te repete repete montre kouran ak pwopriyete byofizik tipik pou kouran CRAC [49,50] ak eksprime eleman molekilè nan chanèl CRAC, Orai, ak STIM [51,52]. Gen plis prèv ki montre efase jenetik Orai1, STIM1, ak STIM2 diminye aktyèl CRAC ak/oswa SOCE epi li anpeche migrasyon ak fagositoz nan microglia sourit kiltive [52], pandan y ap ti molekil CRAC chanèl blocker CM-EX-137 genyen. dènyèman te rapòte diminye deklanchman mikroglia ak gwosè blesi nan yon modèl sourit nan blesi twomatik nan sèvo [53].

Blokaj chanèl KV1.3 diminye antre kalsyòm ki opere nan magazen nan microglia ki ankouraje LPS.

Kòm yon eksperyans swivi nan papye anvan nou an sou wòl KV1.3 nan reglemante aflu kalsyòm medyatè P2X4, nou isit la espesyalman mande kesyon an si bloke KV1.3 ShK-223 ta tou redwi SOCE nan LPS diferansye microglia. , kondisyon an eksitasyon menm, kote nou te obsève pi wo KV1.3 dansite aktyèl yo ak efè yo pi gwo nan anpèchman KV1.3 sou ATP pwovoke siyal kalsyòm [40]. Sèvi ak endikatè kalsyòm ratiometric Fura-2 pou swiv chanjman ki fèt nan konsantrasyon kalsyòm gratis entraselilè ([Ca2 plus ]i) nou te jwenn ke LPS diferansye microglia te gen yon konsantrasyon kalsyòm cytosolic repoze [Ca2 plus ] I ki varye ant 60 nM ak 370 nM, an mwayèn 150 ± 8.8 nM (n=50; Figi 3a,c,g), ki konsistan avèk yon rapò anvan [54]. Pou pwovoke SOCE, magazen kalsyòm entraselilè yo te premye apovri ak thapsigargin (Tg), yon blokaj nan retikul endoplasmik Ca2 plis -ATPase, aplike nan yon solisyon beny nominalman Ca2 plis -gratis.

Removal of extracellular calcium produced a roughly 25 nM decrease in [Ca2+] I (Figure 3a) indicating the presence of a calcium influx at rest. Subsequent application of Tg (1 μM) elicited small amplitude (>25 nM) elevasyon asynchrone nan [Ca2 plus ] I akòz mobilizasyon pasif kalsyòm nan magazen yo. Redisyon kalsyòm nan solisyon benyen an te lakòz yon ogmantasyon rapid nan [Ca2 plus ] I pi wo pase nivo repo ki te koze pa SOCE. Grandè SOCEinduced [Ca2 plus ] I transient ("somè SOCE") yo mezire kòm diferans ki genyen ant nivo [Ca2 plus ] I nan solisyon beny Ca2 plus -free ak elevasyon maksimòm [Ca2 plus ] I apre re-adisyon kalsyòm varye. siyifikativman nan mitan selil endividyèl ak distribisyon pik SOCE ki montre yon maksimòm nan 120 nM ak yon ke jiska 1800 nM (Figi 1b). Sa a eterojenite nan fòs la nan SOCE gen anpil chans ki te koze pa varyasyon nan potansyèl manbràn repo, ki bay fòs la kondwi pou antre kalsyòm pandan SOCE. Yo te jwenn potansyèl manbràn repo a nan LPS-diferansye microglia yo varye ant -90 mV ak -40 mV nan selil endividyèl [40,55] e konsa ka konte pou diferans yo obsève nan SOCE.

Yon etid anvan te rapòte ke elevasyon nan repoze [Ca2 plis] mwen te asosye ak yon kapasite redwi nan estimilis ekstèn tankou agonist reseptè P2Y la UTP oswa konpleman faktè 5a pou pwovoke [Ca2 plis] I transitori nan LPS-aktive microglia [54]. Paske nan etid nou an tou de repoze [Ca2 plis ]i nivo yo ak pik valè SOCE yo varye pami selil endividyèl yo, nou eksplore si varyasyon nan repoze [Ca2 plis ]i ka konte pou eterojenite nan pik valè SOCE yo. Trase pik valè SOCE kont repoze [Ca2 plus ] I, revele yon korelasyon pozitif ant pik SOCE ak repoze [Ca2 plis ] I (Figi 3c). Lè nou divize done yo an de gwoup ak yon valè koupe 600 nM pou pik SOCE, relasyon ki genyen ant repoze [Ca2 plus ] I ak pik SOCE nan chak gwoup te pi fò pase nan tout popilasyon an, ki endike prezans nan omwen de selil. popilasyon yo, ki diferan nan grandè SOCE ak fòs korelasyon ant repoze [Ca2 plis ] I ak pik SOCE. Kidonk, nan popilasyon selil ki trete LPS yo, yon ogmantasyon nan repoze [Ca2 plus ]i pa lye ak kapasite redui microglia aktive pou reponn a stimuli ekstèn ak yon [Ca 2 plus ] I pasajè, jan yo te sigjere deja. pa Hoffman et al. Done nou yo sijere ke yon enfliyans komen, tankou nivo nan potansyèl manbràn, ki kontwole pa yon varyete de chanèl, ki gen ladan KV1.3, Kir2.1, ak THIK-1, ka responsab pou korelasyon pozitif ant repoze [Ca2 plis ] I ak pik SOCE obsève nan etid nou an. Pou egzanp, twòp ekspresyon oswa regilasyon fonksyonèl nan chanèl hyperpolarizing ta ka hyperpolarize manbràn nan epi ogmante fòs kondwi pou tou de antre kalsyòm atravè chanèl konstititifman aktif kalsyòm-pèmeyab tankou chanèl metabolik aktive potansyèl reseptè pasajè (TRP) ak chanèl ki fonksyone nan magazen aktive apre rediksyon magazen. tankou chanèl CRAC.

Pre-incubation of cells with the KV1.3 inhibitor ShK-223 did not significantly affect resting [Ca2+] I (Figure 3d,g), but eliminated peak SOCE responses larger than 300 nM and shifted the maximum of the distribution of peak SOCE values from 130 nM (Figure 3b, control) to 70 nM (Figure 3e, ShK223). The difference between the values of peak SOCE in control cells and cells preincubated with ShK-223 was significant (Figure 3h). The relationship between resting [Ca2+] I and peak SOCE still displayed a mild positive correlation (figure 3f). Taken together, our data indicate that similarly to T lymphocytes, blockade of KV1.3 channels significantly reduces SOCE in LPS differentiated microglia. The extent of the inhibition varied among cells with a greater effect on cells expressing large magnitude (>300 nM) SOCE. Karakteristik espesifik selil yo ki gen gwo ak ba pik SOCE rete yo dwe detèmine.

Anba kondisyon fizyolojik, SOCE ka deklanche imedyatman nan magazen rediksyon apre deklanchman G-pwoteyin makonnen reseptè P2Y ak kontribye nan elevasyon an konbine [Ca2 plus ] I pandan aktivasyon nan reseptè P2Y ak P2X pwovoke pa agonist purinergic komen, tankou ATP. Grandè SOCE a varye siyifikativman nan mitan selil LPS différenciés, ki ka yon fonksyon nan konbinezon inik nan ekspresyon diferans nan magazen-opere chanèl ak chanèl kontwole potansyèl manbràn, tankou KV1.3. Rediksyon nan SOCE pik pa ShK-223 endike ke chanèl KV1.3 yo se regilatè ki pisan nan SOCE epi dekouvwi yon mekanis adisyonèl pa ki bloke KV1.3 atenye siyal kalsyòm ak repons fonksyonèl ki vin apre (egzanp pwodiksyon sitokin) apre transkripsyon kalsyòm-depandan. Aktivasyon faktè nan microglia.

Konklizyon

Pandan ke li se sètènman difisil yo rezoud efè yo nan kontribisyon an sou selil nan sistèm iminitè periferik la, patikilyèman sou selil T memwa ak makrofaj monosit ki sòti, fè efè yo benefisye nan bloke KV1.3 sou enflamasyon nan CNS la, li se klè ke KV1.3 jwe wòl enpòtan nan reglemante potansyèl manbràn, anpeche depolarizasyon ak kontwole evènman siyal kalsyòm ki imedyatman mennen nan aktivasyon microglia ak pwodiksyon medyatè enflamatwa. Nou ta renmen sijere ke nan yon pèspektiv terapetik, li se pwobableman dezirab anpeche KV1.3 nan plizyè kalite selil sistèm iminitè. Sepandan, li ta entelektyèlman trè satisfè ak itil pou devlopman terapi klarifye sa ki pi gwo sib selilè nan inhibiteurs KV1.3 se ak si wi ou non terapi bezwen yo dwe penetrasyon nan sèvo pou fè egzèsis efè pi bon amelyore nan maladi CNS. Kesyon sa yo ta dwe depreferans dwe adrese pharmacologically pa tès sèvo-penetrant ti molekil kòt a kòt ak periferik restriksyon peptidik inhibiteurs KV1.3 oswa anti-KV1.3 antikò [58,59] nan modèl bèt nan alzayme a ak maladi Parkinson la. Li ta pi plis trè enfòmatif yo konpare efè yo nan sipresyon kondisyonèl KV1.3 nan mikroglia, macrophages ki sòti nan monosit, ak diferan sous-ansanm selil T ak efè tretman dwòg pou jwenn yon konpreyansyon pi detaye sou wòl KV1.3 nan neroenflamasyon. ak sib selilè KV1.3 inhibiteurs. Sepandan, nou kwè ke nan nivo selilè, wòl fondamantal KV1.3 ap toujou sa ki te premye dekri nan selil T, sètadi règleman nan potansyèl manbràn ak foul kalsyòm ak aktivasyon ki vin apre nan faktè transcription kalsyòm-depandan. Ki sa ki pafwa pa jwenn ensiste ase nan respè sa a, se pwobableman ke pwopriyete byofizik KV1.3 a tankou vòltaj mwatye-aktivasyon li yo ak relativman dousman inaktivasyon li yo [60,61], parfe "kalifye" kanal la reziste depolarize manbràn e konsa pèmèt KV1. .3 pou non sèlman kontwole SOCE, jan sa te dekri 30 ane de sa nan selil T, men tou P2X reseptè-medyatè aflu kalsyòm.

Deklarasyon divilgasyon

Pa gen okenn konfli potansyèl de enterè ki te rapòte pa otè yo.

Finansman

Travay sa a te sipòte pa yon Enstiti Nasyonal pou maladi newolojik ak konjesyon serebral prim NS100294 (pou HW) ak yon UC Davis School of Medicine Research Partnership Grant (pou AFF).

Referans

[1] DeCoursey TE, Chandy KG, Gupta S, et al. Voltage-gated K plis chanèl nan lenfosit T imen: yon wòl nan mitogenesis? Lanati. 1984;307(5950):465–468.

[2] Beeton C, Wulff H, Standifer NE, et al. Chanèl Kv1.3 yo se yon sib ki ka geri pou maladi otoiminitè T ki te medyatè. Proc Natl Acad Sci USA. 2006;103 (46):17414–17419.

[3] Tarcha EJ, Chi V, Munoz-Elias EJ, et al. Repons famasi dirab ki soti nan peptide ShK-186, yon inibitè kanal espesifik Kv1.3 ki siprime medyatè selil T nan maladi otoiminitè. J Pharmacol Exp Ther. 2012;342(3):642–653.

[4] Chandy KG, Norton RS. Blockers peptides nan chanèl Kv1.3 nan selil T kòm terapetik pou maladi otoiminitè. Curr Opin Chem Biol. 2017;38:97–107.

[5] Chen YJ, Nguyen HM, Maezawa I, et al. Anpèchman nan kanal potasyòm Kv1.3 diminye enfaktis ak enflamasyon nan konjesyon serebral ischemik. Ann Clin Transl Neurol. 2018;5(2):147–161.

[6] Ma DC, Zhang NN, Zhang YN, et al. Kv1.3 kanal blokaj soulaje blesi serebral ischemi/reperfusion pa remodel M1/M2 fenotip ak konpwomèt aktivasyon NLRP3 inflammasome nan microglia. Eksp Neurol. 2020;332:113399.

[7] Maezawa I, Nguyen HM, Di Lucente J, et al. Kv1.3 anpèchman kòm yon terapi potansyèl microglia ki vize pou maladi alzayme a: prèv preklinik nan konsèp. Sèvo. 2018;141(2):596–612.

[8] Sarkar S, Nguyen HM, Malovic E, et al. Kv1.3 module neuroinflammation ak neurodegeneration nan maladi Parkinson la. J Clin Invest. 2020;130 (8):4195–4212.

[9] Reeves TM, Trimmer PA, Colley BS, et al. Vize chanèl Kv1.3 pou diminye patoloji matyè blan apre blesi twomatik nan sèvo. Eksp Neurol. 2016;283(PtA):188–203.

[10] Lai IK, Valdearcos M, Morioka K, et al. Bloke chanèl potasyòm Kv1.3 anpeche neuroenflamasyon apre operasyon ak bès kognitif san yo pa afekte gerizon blesi nan sourit. Br J Anaesth. 2020;125 (3):298–307.

[11] Peng Y, Lu K, Li Z, et al. Blokaj chanèl Kv1.3 amelyore blesi nan sèvo ki lakòz radyasyon. Neuro Oncol. 2014;16(4):528–539.

[12] Chen YJ, Nguyen HM, Maezawa I, et al. Kanal potasyòm KCa3.1 la konstitye yon sib famasi pou neroenflamasyon ki asosye ak konjesyon serebral ischemi/reperfusion. J Cereb Blood Flow Metab. 2016;36 (12):2146–2161.

[13] Rangaraju S, Gearing M, Jin LW, et al. Kanal potasyòm Kv1.3 trè eksprime pa microglia nan maladi alzayme imen an. J alzayme Dis. 2015;44 (3):797–808.

[14] Norenberg W, Gebicke-Haerter PJ, Illes P. Stimuli enflamatwa pwovoke yon nouvo K plis kouran deyò nan mikroglia rat kiltive. Neurosci Lett. 1992;147 (2):171–174.

[15] Kotecha SA, Schlichter LC. Yon switch Kv1.5 pou Kv1.3 nan microglia ipokanp andojèn ak yon wòl nan pwopagasyon. J Neurosci. 1999;19(24):10680–10693. [16] Fordyce CB, Jagasia R, Zhu X, et al. Chanèl Microglia Kv1.3 kontribye nan kapasite yo pou touye newòn yo. J Neurosci. 2005;25(31):7139–7149.

[17] Nguyen HM, Grossinger EM, Horiuchi M, et al. Diferans Kv1.3, KCa3.1, ak Kir2.1 ekspresyon nan "klasikman" ak "altènativman" aktive microglia. Glia. 2017;65(1):106–121.

For more information:1950477648nn@gmail.com