mikroRNA

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29302837

Alzheimer's disease (AD) of the brain neocortex and age-related macular degeneration (AMD) of the retina are two complex neurodegenerative disorders, which
 (i) involve the progressive dysregulation and deterioration of multiple neurobiological signaling pathways,
 (ii) exhibit the temporal accumulation of pro-inflammatory lesions including the amyloid beta (Aβ) peptide-containing senile plaques of AD and the drusen of AMD, and
 (iii) culminate in an insidious inflammatory neurodegeneration ending, respectively, in neural cell atrophy and death and progressive loss of cognition and central visual function.

 Recent independent research studies have indicated that AD and AMD share common, pathological signaling defects and disease mechanisms at the molecular genetic level.

 Using high-integrity total RNA samples pooled from AD brain and AMD retina, microfluidic hybridization miRNA arrays, and bioinformatics, the current study was undertaken to quantify microRNA (miRNA) speciation and complexity common to both AD and AMD.

These small non-coding (sncRNAs) are known to post-transcriptionally regulate multiple neurobiological pathways and an abundance of research information has already been generated on the roles of these miRNAs in pathological situations involving inflammatory neuropathology and neural cell decline.

Here, for the first time, we report the sequence and abundance of a septet of sncRNAs including miRNA-7, miRNA-9-1, miRNA-23a/miRNA-27a, miRNA-34a, miRNA-125b-1, miRNA-146a, and miRNA-155 that are significantly increased in abundance and common to both AD-affected superior temporal lobe neocortex (Brodmann A22) and the AMD-affected macular region of the retina.

Bioinformatics, miRNA-mRNA complementarity, next-gen RNA sequencing, and feature alignment analysis further indicate that these 7 up-regulated miRNAs have the potential to interact with and down-regulate ~ 9460 target messenger RNAs (mRNAs; about 3.5% of the genome) involved in the synchronization of amyloid production and clearance, phagocytosis, innate-immune, pro-inflammatory, and neurotrophic signaling and/or synaptogenesis in diseased tissues.

Kommentti:  kaikki nämä mekanismit ovat riippvuaisi aminohapporakenteista.  Apoptoosia  soifitisempi tapa hävittää kudoksia  on  tämä miRNA; kun kudokset eivät pysty tuottamaan mRNA:ta  esim proteiinienergiavajeesta.  mRNA käytetään hyödyksi miRNA:lle arvelen.
Esim  aivojen käyttämättä jättminen ja  funktioitten  loeptaminen, aivojen eläköityminen tehtävästään voi saada miRNA:n toimimaan aivoja  vähentävästi, kuten luustokin vähenee kun sitä ei käytetä. DNA omaa valtavan kapasiteetin supistaa  funktioita  ja kudoksia, kehokokoa jne.

GLIASOLUT , neurotrooppinen virus HIV , mikroglian osuus

GLIASOLUJEN neurobiologiasta.

Infektoivat taudit.

HIV virus infektio

Aivojen vaurioituminen on tavallinen seuraus hankitusta immuunivajeoireyhtymästä AIDS ( Acquired Immunodeficiency syndrome). Tämä patologia ilmenee HIV- enkefalopatiana (HIVE).

Se etenee kognitiivisestä heikentymästä psykomotorisiin vajeisiin, ataksiaan ja HIV -viruksen liittyvään dementiaan (HAD). HAD-tilan lisäksi AIDS aiheuttaa myös HIV-virukseen liittyvää sensorista neuropatiaa Jopa puolet kaikista potilasta kehittää sekä sensorisen neuropatian että HIV-virukseen assosioituvan dementian.

GLIA-kudoksen MIKROGLIA-solut ja perivaskulaariset makrofagit ovat pääasiallinen kohde aivoissa HIV-virukselle, koska HIV-virus ei ensisijaisesti pysty infketoimaan neuronisolua. HIV-virus käyttää kemokiinien solupintareseptoreita infektion saamiseksi solun sisään. Tällaisia reseptoreita ( ESIM. CD4 ja CCr5) esiintyy aivokudoksessa eniten liittyneenä MIKROGLIA-soluihin.

Tämä virus pystyy invasoitumaan aivoihin hyvin pian infektoitumisen jälkeen. Kuitenkin se on aivoissa vielä latentissa tilassa, joten se ei heti aiheuta mitään produktiivista infektiota. On joitain viiteitä siitä, että tässä latentissa vaiheessa virus pystyisi pysymään elossa aivoalueella MIGROGLIA-soluiissa ja nämä solu toimivat HIV-virukselle varastoaltaana ( ns. Troian hevosena) ja sieltä käsin se voi uudelleen infektoida kehon periferiaa. Tämä on hyvin tärkeää ottaa huomioon, kun kohdennetaan antiviruslääketerapiaa. Tällainen pitkäaikainen HIV-viruksen olemassaolo aivokudoksessa voi selittää keskuhermostospesifisten virusvarianttikantojen ilmenemisen.

Virusperäin HAD alkaa kun AIDS-vaihekin on alkanut ja virusta pystyy tuottumaan keskushermostossa hyvin merkitseviä määriä. Histopatologisesti HAD ilmenee huomattavana neuronikuolemana ( tavallisimmin apoptoottista tietä). Tämä neuronien pettäminen on kaikkein huomattavinta basaaliganglioissa (aivojen harmaissa tumakkeissa)

HIV/HAD- tilan Histologinen merkitsijä on monitumaisten jättisolujen ilmeneminen. Ne ovat yhteensulautuneita MIKROGLIA/makrofagisoluja.

ASTROGLIA-soluissa tapahtuvat muutokset ovat vähempia. Tosiasiassa ASTROSYYTITKIN, koska niissä on kemokiinireseptorieta, voivat helposti infektoitua HIV-viruksesta in vitro, koeputkiolosuhteissa, mutta kuitenkin in vivo, keho-olosuhteista, tällaista on vähemmän dokumentoitu.

HIVE-tilassa ( HIV-viruksesta johtuvassa enkefalopatiassa) neurotoksisuus johtuu kahdesta päätekijästä: (1) HIV-virustuotannosta ja (2) aktivoituneista MIKROGLIA/makrofagisoluista.

(1) Viruksen sytotoksiset komponentit ovat

• glykoproteiini gp120, jonka avulla virus sitoutuu plasmalemmassa sijaitsevaan reseptoriin ja pääsee sisälle soluihin.
• Tat-proteiini, joka toimii viruksen transaktivaattorina, sekä
• vpr-proteiini.

Gp120 tappaa neuroneja sekä in vitro (koeputkessa, jos sitä lisätään soluviljelmään että kehossa, in vivo ( injektoituna hippokampukseen). ASTROGLIAAN indusoitu gp120 ilmenemä transgeenisillä hiirillä johti HIV-tilan tapaiseen aivovaurion kehittymään.

Varsinainen gp120:n neurotoksinen vaikutus välittyy kalsiumjonien pääsemisestä neuronien sisään ja massiivisestä kalsiumjonin (Ca++) vapautumisesta solun endoplasmisen verkoston kalsiumvarastoista. Näiden kahden syyn kombinoituma aiheuttaa kalsiumjonin ylikuormitusta ja solukuoleman.

Tat-proteiini aiheuttaa myös neuronin apoptoosia8 ohjelmoitua solukuolemaa). Tämä apoptoosi voi saada alkunsa kalsiumjonin viallisesta homeostaasista. On raportoitu että tat-proteiini aiheutaa melkoista nousua neuronin sisäiseen kalsiumjonipitoisuuteen. Kun tämä kalsiumin nousu solun sisällä siten aktivoi NMDA-glutamaattireseptoreita, tilanne johtaa neuronin kuolemaan;

tällaista kalsiumjonipitoisuuksien nousua ja neuronin kuolemaa voidaan ehkäistä NMDA-reseptoriblokeerauksella.

Tat pystyy myös triggeröimään Ca++ signaaleita MIKROGLIA-soluissa CCR3-reseptorin kautta ( se on kemokiinireseptori) , nämä kalsiumijonisignaalit saattavat osaltaan vaikuttaa MIGROGLIA-solujen aktivaation leviämistä.

Vpr-proteiini liipaisee esiin apoptoottisen neuronaalisen kuoleman in vitro, koeputkessa, toistaiseksi tuntemattomalla mekanismilla ( 2007).

(2) Toinen tärkeä neuronaalisen kuoleman syy liittyy neurotoksisiin agensseihin, joita aktivoituneista MIKROGLIA-soluista vapautuu. HIVE- tilanteen ollessa kyseessä nämä mikroglian agenssit heijastavat patologisuuden potentiaalia.

Itseasiassa suhteellinen HIV- tuotanto aivoissa ei ole dramaattisen suurta verrattuna muihin neurotrooppisiin viruksiin kuten herpes simplex tai arbovirukset. Sen takia saattaakin tämä AKIVOITUNEITTEN MIKROGLIA-solujen osuus olla johtava tekijä HIVE/HAD- tilojen neuronikuoleman välittäjänä.

Suomennos engl. lähteestä: Alexei Verkhratsky et Arthur Butt. GLIAL Neurobiology. A textbook 2007. Chapter 10.8.2.

Avainsanat

HIV Human immunnodeficiency virus

AIDS, Acquired immunododeficiency syndrome

HAD, HIV-associated dementia

HIVE, HIV-encephalopathy

Lisätieto 2018

WHO http://www.who.int/hiv/en/

Muistiin 20.3. 2018

TRIM46, TRIFIC, Kr.1q22, Aksonaalisten mikrotubulusten järjestys ja polarisointi

TRIM46

Muita nimiä FLJ23229, TRIFIC.

16.3. 2018 LÄHTEITÄ:

• http://www.genecards.org/cgi-bin/carddisp.pl?gene=TRIM46
• https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/26671463
• https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0896627315010776
  
  
  Figure: 

https://ars.els-cdn.com/content/image/1-s2.0-S0896627315010776-gr1.jpg

• http://www.cell.com/neuron/abstract/S0896-6273(15)01018-1

FAKTOJA TRIM46 geenistä ja proteiinista

TRIM46 on erityisesti lokalisoitunut neuronin aksonin tyviosaan,

TRIM46 vaikuttaa siten aksonin sisällä, että mikrotubulukset asettuvat järjestyneesti paralleelisti integroidusti lähekkäin aksonin tyvestä lähtien.

TRIM46 tarvitaan välttämättä saamaan aksonin mikrotubulukset orientoitumaan samanlaisesti.

TRIM46 vaaditaan aksonin erikoistumiseen ja neuronin polarisoitumiseen in vitro ja in vivo.

yllä  oleva kuva valaisee tätä järjestäytyneisyyttä, joka on  neuronaaliselle signaloinnin välittymiselle perusedellytys.

• Highlights

• •TRIM46 specifically localizes to the proximal axon
• •TRIM46 forms closely spaced, parallel microtubule fascicles
• •TRIM46 is needed for uniform axonal microtubule orientation
• •TRIM46 is required for axon specification and neuronal polarity in vitro and in vivo
   Axon formation, the initial step in establishing neuronal polarity, critically depends on local microtubule reorganization and is characterized by the formation of parallel microtubule bundles.

(Suom) On olennainen kysymys, millä tavalla tämä mikrotubulusten uniforminen polaarisuus kehityksen aikana muodostuu. Tässä kuvassa (Figure) esitetään malli siitä, kuinka TRIM46-proteiini on keinona neuronin alkupolarisoimisessa. TRIM46 asettuu aivan spesifisesti vasta erikoistuneeseen aksoniin kattaen myöhemmissä vaiheissa osittain axonin koko alkusegmentin (AIS). TRIM46 saa spesifisesti aikaan järjestystä mikrotubulusten sekamelskaan: Se aiheuttaa paralleeleja mikrotubuluskimppuja, jotka ovat lähekkäin ja orientoituneina , että ulommat, perifeeriset päädyt ovat positiivisia. Ilman TRIM46 proteiinia kaikki neuriitit omaisivat dendriittien kaltaisen sekalaisia mikrotubuluksia sisältävän organisaation , mikä johtaisi Tau-proteiinien vialliseen jakautumiseen ja muuntuneeseen lastinkuljetukseen aksonissa. TRIM46 tarvitaan neuronin polarisoimiseen ja aksonin erikoistumiseen. TRIM46 määrittää sen ainutlaatuisen aksonaalisen sytoskeletaalisen aition, joka säätelee mikrotubulusten organisoitumisen neuronin kehityksen aikana.

• How uniform microtubule polarity is achieved during axonal development remains an outstanding question. Here, we show that the tripartite motif containing (TRIM) protein TRIM46 plays an instructive role in the initial polarization of neuronal cells. TRIM46 is specifically localized to the newly specified axon and, at later stages, partly overlaps with the axon initial segment (AIS). TRIM46 specifically forms closely spaced parallel microtubule bundles oriented with their plus-end out. Without TRIM46, all neurites have a dendrite-like mixed microtubule organization resulting in Tau missorting and altered cargo trafficking. By forming uniform microtubule bundles in the axon, TRIM46 is required for neuronal polarity and axon specification in vitro and in vivo. Thus, TRIM46 defines a unique axonal cytoskeletal compartment for regulating microtubule organization during neuronal development. Keywords: neuronal polarity, axon formation, axon initial segment, cytoskeleton, microtubule, transport, parallel bundles, fascicles, cross-bridges, TRIM
  

Haen lisää tietoa tästä mielenkiintoiseta Trimistä! PubMed haku: Related articles in PubMed

• Subclassification of the RBCC/TRIM superfamily reveals a novel motif necessary for microtubule binding. Short KM, et al. J Biol Chem, 2006 Mar 31. PMID 16434393

(Suom) TRIM-proteiinien mielenkiintoisen RBCC-sekvenssin on osoitettu omaavan osaa taudin patogeneesissä, tuumorigeneesissä ja suojassa retroviruksia vastaan. Kaikista multisellulaarisista organismeista löytyy näitä RBCC- proteiineja ja niillä on paljon solunsisäisiä, intrasellulaarisia funktioita. Mutta yleissääntö on, että ne näyttävät toimivan osana jotain suurempaa proteiinikompleksia ja ne omaavat ubikitiiniproteiini-isopeptidi-ligaasiaktiivisuuden. 

Tähän mennessä on karakterisoiduilla RBCC- proteiineilla on C-terminaalit erilaisia koostumukseltaan ja niiden sijoittumisetkin solussa ja niiden funktiot ovat erilaisia! 

Bioinformatiikan avulla on voitu tunnistaa muutamia uusia RBCC-proteiineja, jotka auttavat määrittelemään sellaisia alaperheitä näissä proteiineissa, joilla on jokin identtinen domeenijärjestys 

( Alaperhe: MID1, MID2, TRIM9, TNL, TRIM36 ja TRIFIC) .

 Merkittävä asia:  tutkijat osoittivat tämän alaperheen jäsenten assosioituvan mikrotubulus- sytoskeletoniin, mikä viittaisi siihen, että yleinen domeeniarkkitehtuuri määrää niiden aitioitumisen solussa ja se taas viittaisi perustaviin funktionaalisiin samankaltaisuuksiin. 

Tässä yhteydessä tutkijat myös raportoivat uuden motiivin: COS box, joka on näissä proteiineissa havaittu, MURF-perheen, ja se on kaukaista sukua mikrotubuleita sitomattomalle RBCC-proteiinille. Lisäksi tutkijat huomauttavat, että COS-box-mutaatio poistaa proteiinilta mikrotubuluksiin sitoutumiskyvyn, kun taas COS-boxin johtaminen mikrotubuluksiin sitoutumattomaan RBCC-proteiiniin , ohjaa nämä proteiinit mikrotubulusrakenteisiin. 

Bioinformatiikan tutkimuksilla on voitu erottaa yhdeksän alaluokkaa koko RBCC-komplementista. Jako perustetaan C-terminaalien erilaisiin koostumuksiin. Tällainen luokittelukaava antanee apua ymmärtää jokaisen alaryhmän jäsenten molekulaariset funktiot ja niiden mahdollinen osallistuminen sekä soluprosesseihin että ihmisen tauteihin.

• The biological significance of RBCC (N-terminal RING finger/B-box/coiled coil) proteins is increasingly being appreciated following demonstrated roles in disease pathogenesis, tumorigenesis, and retroviral protective activity. Found in all multicellular eukaryotes, RBCC proteins are involved in a vast array of intracellular functions; but as a general rule, they appear to function as part of large protein complexes and possess ubiquitin-protein isopeptide ligase activity. Those members characterized to date have diverse C-terminal domain compositions and equally diverse subcellular localizations and functions. Using a bioinformatics approach, we have identified some new RBCC proteins that help define a subfamily that shares an identical domain arrangement (MID1, MID2, TRIM9, TNL, TRIM36, and TRIFIC). Significantly, we show that all analyzed members of this subfamily associate with the microtubule cytoskeleton, suggesting that subcellular compartmentalization is determined by the unique domain architecture, which may in turn reflect basic functional similarities. We also report a new motif called the COS box, which is found within these proteins, the MURF family, and a distantly related non-RBCC microtubule-binding protein. Notably, we demonstrate that mutations in the COS box abolish microtubule binding ability, whereas its incorporation into a nonmicrotubule-binding RBCC protein redirects it to microtubule structures.
• Further bioinformatics investigation permitted subclassification of the entire human RBCC complement into nine subfamilies based on their varied C-terminal domain compositions. This classification schema may aid the understanding of the molecular function of members of each subgroup and their potential involvement in both basic cellular processes and human disease.

TRIM17, Kr.1q42. Neuronaalinen apoptoosi. E3 ubikitiiniligaasi

TRIM17 sijaitsee ensimmäisessä kromosomissa Kr.1q42. . Sen muita nimiä on RING finger 16, RNF16, Terf.  TRIM17 omaa olennaista  osaa E3 ligaasina  ja lisäksi se osallistuu neuronaaliseen apoptoosiin.

Funktio E3-ligaasina  

TRIM17 on yhtenä E3 ubikitiiniligaasina  neljän  E3 ubikitiiniligaasin kanssa vaikuttamassa  antiapotoottiseen proteiinin Mcl-1  degradaatiosuuntaa.
Mcl-1 ubiquitination: unique regulation of an essential survival protein.
 ( Tämä Mcl-1  kuuluu Bcl-2 perheeseen. Muut siihen  samaa E3 ligaasivaikutusta   tekevät ovat  MULE, SCFbeta-TrCP ja SCFFbw7.   Mclk-1 antiapotoottiseen proteiiniin  vaikuttaa  toisaalta myös deubikitinaasi USP9X, siis  ubikitiinihydrolaasi. Myös TRIM44 joka on "USP-like -TRIM, tekee vuorovaikutuksen TRIM17 proteiiniin. TRIM 44 sijatisee kromosomissa 11) .

Osallistuminen neuronaaliseen apoptoosiin: 

 NFAT on aktivoitujen T-solujen  transkriptiotekijöiden tumafaktori ja sillä on tärkeä osatehtävä neuronien  elossapysymisen tai kuoleman säätelyssä. Kuitenkin  mekanismit, jotka säätelevät NFAT:n aktiivisuutta   vasteessa  apoptoottisille stimuluksilla, ja kohdegeenit jotka välittävät niiden vaikutuksen neuronaaliseen apoptoosiin, ovat suurimmaksi osaksi tuntemattomia.
Nämä samat tutkijat ovat jo aiemmin osoitaneet, että TRIM17 on  olennainen E3 ubikitiiniligaasi , välttämätön ja riittävä neuronaaliseen  apoptoosiin. Tässä työssä tutkijat osoittavat , että TRIM17 sitoutuu  ensisijaisesti   NFATc3 proteiinin sumoyloituneisiin muotoihin eikä  kuitenkaan edistä  sen  joutumista   ubikitinaatio/hajoitustiehen.

NFAT-transkriptiotekijöitä     säätelee  kalsiumista-kalsineuriinista riippuva   tuma-sytoplasma sukkulointi.  Mielenkiintoista on että TRIM17  vähentää kaksinkertaisesti NFATc3:n kalsiumvälitteistä tumaan sijoittumista  ja täten puolittaa sen  vaikutuksellisen määrän.
 TRIM17 estää myös NFATc4:n  siirtymistä tumaan ja sen aktiivisuutta.
NFATc4 on tunnettu  elossapysymistekijöiden  ilmenemisen indusoimisesta ja niinpä  NFATc4:n yli-ilmenemä suojeli  pikkuaivojen  granulaisia neuroneja seerum/KCl-deprivaation  aiheuttamalta apoptoosilta.
TRIM17:n vaikuttama  NFATc4:n inhiboituminen  saattaa  osittain välittää TRIM17:n proapoptoottista vaikutusta.
 Päinvastoin NFATc3:n  yliesiintymä pahentaa neuronaalista kuolemaa  ja  NFATc3 geenin  vaimennus  suojeli neuroneita apoptoosilta.
Tämä NFATc3:n proapoptoottinen vaikutus saattaa johtua  takaisinsyöttölinkistä, jossa  NFATc3
(- eikä NFATc4-) on indusoimassa proapoptoottisen geenin TRIM17 transkriptiota.  Todellakin tutkijat havaitsivat, että  NFATc3:n yliexpressio  tai vastaavasti hiljennys  vaikutti  kohoavia  tai vastaavasti laskevia TRIM17 pitoisuuksia, muta NFATc4 ei omannut  merkitseviä vaikutuksia TRIM17-geenin   ilmenemään.
Lisäksi tutkijat osoittivat että NFATc3  sitoutuu c-Jun- tekijän  kanssa TRIM17 geenin promoottoriin.
Johtopäätös:  Tutkimustulokset osoittavat uuden mekanismin, joka säätelee NFAT- transkriptiotekijöitä Ca-kalsineuriinisita riippuvan signalointitien piirissä. Löytä  antaa myös mahdollsita selitystä NFATc3:n ja NFATc4:n  vastakkaisille vaikutuksille neuronien apoptoosissa.

• https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25215946
• https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22976837

• Neuronal apoptosis induced by survival factor deprivation is strongly regulated at the transcriptional level. Notably, the nuclear factor of activated T cell (NFAT) transcription factors have an important role in the control of the survival/death fate of neurons. However, the mechanisms that regulate NFAT activity in response to apoptotic stimuli and the target genes that mediate their effect on neuronal apoptosis are mostly unknown.
•   In a previous study, we identified Trim17 as a crucial E3 ubiquitin ligase that is necessary and sufficient for neuronal apoptosis. Here, we show that Trim17 binds preferentially SUMOylated forms of NFATc3. Nonetheless, Trim17 does not promote the ubiquitination/degradation of NFATc3.
•  NFAT transcription factors are regulated by calcium/calcineurin-dependent nuclear-cytoplasmic shuttling. Interestingly, Trim17 reduced by twofold the calcium-mediated nuclear localization of NFATc3 and, consistent with this, halved NFATc3 activity, as estimated by luciferase assays and by measurement of target gene expression. Trim17 also inhibited NFATc4 nuclear translocation and activity. 
• NFATc4 is known to induce the expression of survival factors and, as expected, overexpression of NFATc4 protected cerebellar granule neurons from serum/KCl deprivation-induced apoptosis.
•  Inhibition of NFATc4 by Trim17 may thus partially mediate the proapoptotic effect of Trim17. 
• In contrast, overexpression of NFATc3 aggravated neuronal death, whereas knockdown of NFATc3 protected neurons from apoptosis. 
• This proapoptotic effect of NFATc3 might be due to a feedback loop in which NFATc3, but not NFATc4, induces the transcription of the proapoptotic gene Trim17. Indeed, we found that overexpression or silencing of NFATc3, respectively, increased or decreased Trim17 levels, whereas NFATc4 had no significant effect on Trim17 expression. 
• Moreover, we showed that NFATc3 binds to the promoter of the Trim17 gene together with c-Jun.
•  Therefore, our results describe a novel mechanism regulating NFAT transcription factors beyond the calcium/calcineurin-dependent pathway and provide a possible explanation for the opposite effects of NFATc3 and NFATc4 on neuronal apoptosis. 

 Miljöötekijä

 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21856391
Merkittävä vielä muistiin että TRIM17 säätyy ylös eräästä toksiinista DEHP.  DEHP aktivoi TRIM17 käyttämällä PPARgamma tietä, joka johtaa  prokaspaasi-3:n pilkkoutumiseen ja kaspaasi-3:n muodostumiseen ja apoptoosiin.  DEHP vaikuttaa CNS toksisesti ja voi  haitata sikiön aivojen kehitystä.
Molekyylistä DEHP kertoo mm Wikipedia. Se on yleinen  muovin pehmennysmolekyyli, ftalaattijohdannainen.

https://en.wikipedia.org/wiki/Bis(2-ethylhexyl)_phthalate
Muistiin 15.3. 2018 

TRIM11, kr.1q42.13.

TRIM11, kromosomi 1q42.13

http://www.uniprot.org/uniprot/Q96F44

(Ensimmäisestä kromosomista löytyvä TRIM on TRIM11 ( Muitakin on 1. kromosomissa kuten TRIM17,-33,-45,-58,-62,-63 -ja 67. Katson nyt näitä 1 kromosomin TRIMEJÄ)

)

Siis TRIM11. Sen entsyymikoodi on EC.2.3.2.27. Sen muita nimiä ovat RNF92 eli se on RING finger proteiini 92. Lisäksi sillä on nimi: proteiini B1A1.

Se edistää liukenemattomien ubikitinoitujen proteiinien hajoittamista ja näihin proteiineihin kuuluu PAX6, polyglutamiinitoistolla laajentunut HTT ja polyalaniinitoistolla laajentunut ARX. TRIM11 välittää PAX6-ubikitinaatiota johtaen sitä proteosomisilppuriin, ja tällä se pystyy moduloimaan kortikaalista neurogeneesiä.

• (Etsin tätä PAX6 tekijää. Esim. silmässä PAX6 (Paired Box 6) tekee sukkulointia solutuman ja sytoplasman välillä Smad3 -signalointitiessä ja on tärkeä silmän morfogeneesissä ja funktionqaalisessa anatomiassa. PAX6 funktiot säätelee TGFbeta ja SPARC vaikuttaen sen sukkulointiin tuman ja sytoplasman välillä- (Nucleocytoplasmic shuttling). (SPARC= Secrfeted protein acidic and rich in cysteine)- Oletettu sykli on kuvattu alalolevassa linkissä. Siitä huomaa että PAX6 voi irrota sytoplasmassa näistä mainituista tekijöistä( katkoviiva) jolloin se saattaa joutua TRIM11 vaikutukseen ja ubikitinoitua. Arvelen. Jos TRIM11 on tuman puolella, se voi havaita myös PAX6 irtonaisena, kun se on irtomassa SMAD3:asta ja siirtymässä SPARC kompleksissa ulos tumasta. PAX6 sinänsä on transkriptiotekijä.

Lisäksi TRIM11 säätelee humaiinin (HN) tai sitä sisältävien proteiinin solun sisäistä pitoisuutta proteosomisilppuritienkautta .

Välittää myös MED15 ubikitinaatiota ja jothaa hajoitukseen silppurissa.

TRIM11 saataa myös osaltaan osallistua luonnolliseen retroviruksia rajoitavaan immuniteettiin. Jos TRIM11 on yliexpressoitunut, se vähentää HIV-1 viruksen ja hiiren leukemiaviruksen infektiivisyyttä vaimentamalla virusgeenin ilmenemää. Antivirusaktiviteeti riippuu funktionaalisesta E3 ubikitiini-proteiiniligaasi-domaanista.

TRIM11 saattaa säädellä TRIM5 vaihtumista proteosomitien kautta ja siten se vastavaikuttaa TRIM5- välitteiseen retrovirusten aiheuttamien infetioiden restriktioon retroviruksen elinsyklin varhaisvaiheissa.

UniProtKB - Q96F44 (TRI11_HUMAN)

• E3 ubiquitin-protein ligase that promotes the degradation of insoluble ubiquitinated proteins, including insoluble PAX6, poly-Gln repeat expanded HTT and poly-Ala repeat expanded ARX.
• Mediates PAX6 ubiquitination leading to proteasomal degradation, thereby modulating cortical neurogenesis. May also inhibit PAX6 transcriptional activity, possibly in part by preventing the binding of PAX6 to its consensus sequences.
• May contribute to the regulation of the intracellular level of HN (humanin) or HN-containing proteins through the proteasomal degradation pathway.
• Mediates MED15 ubiquitination leading to proteasomal degradation.
• May contribute to the innate restriction of retroviruses. Upon overexpression, reduces HIV-1 and murine leukemia virus infectivity, by suppressing viral gene expression. Antiviral activity depends on a functional E3 ubiquitin-protein ligase domain.
• May regulate TRIM5 turnover via the proteasome pathway, thus counteracting the TRIM5-mediated cross-species restriction of retroviral infection at early stages of the retroviral life cycle.

Catalytic activity:

S-ubiquitinyl-[E2 ubiquitin-conjugating enzyme]-L-cysteine + [acceptor protein]-L-lysine = [E2 ubiquitin-conjugating enzyme]-L-cysteine + N₆-ubiquitinyl-[acceptor protein]-L-lysine.

Pathwayⁱ: protein ubiquitination

This protein is involved in the pathway protein ubiquitination, which is part of Protein modification.
View all proteins of this organism that are known to be involved in the pathway protein ubiquitination and in Protein modification.

MIKÄ ON PAX6?
 https://munin.uit.no/bitstream/handle/10037/12153/thesis.pdf?sequence=4
https://openi.nlm.nih.gov/detailedresult.php?img=PMC3335779_mv-v18-951-f4&req=4

 




Haku PubMed
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29434302
Glioblastoma PAX6 on oncogeeni :
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/27863244

Glioblastoma stem cells (GSCs) are implicated in tumor neovascularization, invasiveness, and therapeutic resistance. To illuminate mechanisms governing these hallmark features, we developed a de novo glioblastoma multiforme (GBM) model derived from immortalized human neural stem/progenitor cells (hNSCs) to enable precise system-level comparisons of pre-malignant and oncogene-induced malignant states of NSCs. Integrated transcriptomic and epigenomic analyses uncovered a PAX6/DLX5 transcriptional program driving WNT5A-mediated GSC differentiation into endothelial-like cells (GdECs). GdECs recruit existing endothelial cells to promote peritumoral satellite lesions, which serve as a niche supporting the growth of invasive glioma cells away from the primary tumor. Clinical data reveal higher WNT5A and GdECs expression in peritumoral and recurrent GBMs relative to matched intratumoral and primary GBMs, respectively, supporting WNT5A-mediated GSC differentiation and invasive growth in disease recurrence. Thus, the PAX6/DLX5-WNT5A axis governs the diffuse spread of glioma cells throughout the brain parenchyma, contributing to the lethality of GBM.

Pikkuaivot, Bergmannin gliasolut ja niiden glutamaatin kuljettajat EAAT1 ja EAAT2

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17663137

Glutamaatin kuljettajilla on tärkeä tehtävä pitää matalana solun ulkoisen glutamaatin määrää, mikä  suojelee neuroneita excitotoksisilta vaurioilta.  Näiden kuljettajien aktiivisuus  rajoittaa myös  stimuloivien postsynaptisten virtojen (EPSC)  amplitudia ja kestoa glutamaattiergisissä synapseissa.
Keskushermostosta tiedetään viisi erillistä glutamaatin kulejttajaa (EAAT 1-5) ja ne on kloonattu.
Gliiasolujen glutamaatin kuljettajat EAAT1 eli GLAST ja EAAT2 eli GLT-1 ilmenevät Bergmannin gliasolujen ulokkeiden  pinnoilla pikkuaivoissa  ja nämä gliasolut  kietoutuvat  Purkinjen solujen dendriittien stimuloivien ( excitatoristen) synapsien ympärille   estäen glutamaatin turhaa leviämistä  synapsikohdasta kauemmaksi  ja täten täsmentäen  synaptista johtumista).

• Abstract

• Glutamate transporters play critical roles in the maintenance of low extracellular concentrations of glutamate, which protects neurons from excitotoxic injury. The activity of these transporters also restricts the amplitude and duration of excitatory postsynaptic currents (EPSCs) in glutamatergic synapses. In the CNS, five distinct glutamate transporters (GLAST/EAAT1, GLT-1/EAAT2, EAAC1/EAAT3, EAAT4 and EAAT5) have been cloned. Glial glutamate transporters, GLAST and GLT-1, are expressed on surface membranes of processes of Bergmann glia (BG) wrapping excitatory synapses on dendritic spines of Purkinje cells (PCs) in the cerebellum.

 GLAST eli EAAT1  on hallitseva glutamaatinkuljettaja pikkuaivojen Bergmanin gliasoluissa ja sitä ilmenee 6 kertaa enemmän kuin EAAT2- kuljettajaa (GLT-1). Tässä artikkelin työssä tutkijat kartoittivat  Bergamnin solusta  näiden glutamaatin kuljettajien  tehtäviä  ja analysoivat nousevin säikein  ja paralleelisäikein  kulkevia EPSC virtoja.
He tulivat johtopäätökseen että gliaaliset glutamaatin kuljettajat  Bergmannin gliasoluissa  estvät yksittäisestä  nousevasta säikeestä (CF)  vapautuvan glutamaatin  läikkymistä yli toiseen Purkinjen soluun, joka ei   toiminut k. o.  synapsin muodostuksessa . Näin   sillä oli essentiellinen merkitys pitämässä yllä funktionaalista yhden suhde yhteen  liittymään nousevan säikeen ja Purkinjen solun kesken. Artikkelissa pohditaan myös     gliaalisten ja neuronaalisten kuljettajien  erilaisia rooleja  Purkinjen solun synapseissa.

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/7c/Gray706.png

https://embryology.med.unsw.edu.au/embryology/images/e/ea/Neural_Circuit_in_the_Cerebellum.jpg

•  GLAST is a dominant glutamate transporter in BG, being expressed 6-fold more abundantly than GLT-1. To clarify roles of the transporters in BG, we analyzed the properties of climbing fiber- and parallel fiber-mediated EPSCs (CF-EPSCs and PF-EPSCs) in PCs of GLAST-deficient mice. We also used a novel antagonist of glutamate transporters, (2S,3S)-3-[3-(4-methoxybenzoylamino) benzyloxy] aspartate (PMB-TBOA) that specifically blocks GLAST and GLT-1 at extremely low concentrations. In the GLAST-deficient mice, the application of cyclothiazide (CTZ) that reduces desensitization of AMPA receptors increased the peak amplitude of the EPSCs and prolonged their decays more markedly than in wild-type mice, indicating that GLAST contributes to the uptake of glutamate that floods out of the synaptic cleft. Furthermore, multiple discrete steps of CF-EPSCs composed of a conventional fast-rising CF-EPSC and small, slow-rising EPSCs occurred in 80% of PCs tested in GLAST-deficient mice. These multiple discrete steps of CF-EPSCs were also induced in wild-type mice by the application of PMB-TBOA.

•  This indicates that the glial transporters in BG prevent glutamate released from a single CF from spilling over to neighboring PCs other than the synaptically connected PC, and thus play an essential role in the maintenance of the functional one-to-one relationship between CFs and PCs. Differential roles of the glial and neuronal glutamate transporters in PC synapses are also discussed.

Neuroni tarvitsee glutamiinia (Q) tehdäkseen glutamiinihappoa (E)

Neuroni tarvitsee glutamiinia jota  astrosyytti  tuotaa ja siirtää neuroniin. ASiten neuroni muuntaa sen  hermonvälittäjäainemuotoon kuten inhibitorisessa hermossa GABA-muotoon ja stimuloivassa hermossa glutamiinihappomuotoon, joka on excitatorinen, stimuloiva aminohappo.
Sitten  tämä  hermonvälittäjäaine  konsentroidaan rakkulaan ja  signaalissa sitä  rakkulan exosytoosin avulla vapautetaan synapsirakoon . Siten on  kulejttajia jotka siivoavat synapsiraon ylimääristä  ja  varsinkin  Glu poisto synapsivälistä on tärkeä, koska sen ylimäärät ovat  myrkyllisiä neuronille.
  Glu otetaan talteen sekä  neuroniin että astrosyyttiin.  EAAT kuljettajilla. Niitä on useita.  Astrosyyttiin glutamiinihappo menee EAAT1 tai EAAT2 kuljettajilla.
ENTÄ jos  näitä glutamaatin synapsiraosta  vähentäjiä ei olisi? Myrkyllinen glutamaatti  vähtiellen aiheutatisi neuronituhoa. Tällainen tauti on ALS.

Kirjoitan  tässä GLIAL NEUROBIOLOGY - kirjasta sitä koskevan kappaleen suomennoksen.  Tässä valkenee mitä suuri ero on glutamiinin ( neutraali)  ja glutamiinihapon ( negatiivinen) välillä. Glutamiini ei aiheuta aktiopotentiaalia ja se menee neuroniin kaliumin kanssa sisälle.  Glutamiinihappo taas   signaalivälittäjänä ( yleisesti ottaen) menee natriumin ja kalsiumin kanssa  postsynaptiseen reseptoriinisa  ja  aiheuttaa depolarisaation ja signaalin  jatkon aikaansaamisen.

Amyotrofinen lateraaliskleroosi.

Tämän taudin kuvasi  Charcot vuonna 1869 .  Siitä oli jonkin verran tietoa vuonna 1941, kun urheilija (baseball player) Lou Gehrig kuoli  tähän tautiin.  Siitä lähtien sitä on kutsuttu Lou Gehrigin taudiksi.
Tämä neurologinen tauti ilmenee aivokuoren, aivorungon ja selkäytimen motorisen neuronin, motoneuronin, degeneraationa. Kliinisesti  tämä tauti ilmenee progredioivana  halvaaantumisena ja lihassurkastumana.
Yksi tärkeistä determinanteista ALS-taudissa tapahtuvassa neuronikuolemassa on puutteellinen glutamaatti-aminohapon puhdistuma synapsiraosta ja sen takia  neuronisolut altistuvat liian korkeille glutamaatin pitoisuuksille. Glutamaatti on excitatorinen, stimuloiva hermonvälittäjäaine, ja sen liikamäärää sanotaan excitotoksisuudeksi.  Neuroniin tulee excitotoksinen vaurio.

Tieteessä on assosioitu huonontunut glutamaatin poistuma synapsiraosta  glutamaatin kuljettajaentsyymin (EAAT2) katoamiseen sairastuneesta aivokohdasta.
Hiirillä on tehty kokeita, jossa on poistettu geeni EAAT2 ja havaittu, että näillä poistogeenisillä hiirillä alkaa ilmetä motoristen neuronien katoamista ja tilanne vastaa ALS-tautia ihmisillä.

Sporadisessa ALS-tautimuodossa  glutamaatin kulejtatjien alassäätyminen voi johtua oksidatiivisesta vauriosta; potilaat kantavat mutaatiota SOD1 geenissä , joka koodaa  kalsium/sinkki-superoxidin dismutaasia. Tämän entsyymin pitäisi pystyä konvertoimaan superoksidianioni vetyperoksidiksi. Jos tämä SOD1 entsyymi on poikkeava, neuronin ja astrosyytin  vaurioitumisalttius  oksidatiivisesta stressistä lisääntyy. Lisäksi tällainen mutaatio välittää jollain tuntemattomalla tavalla EAAT2 -glutamaatinkuljettajien ilmenemän alassäätymisen.
Glutamaatttipuhdistuman ( glutamate clearance)  vajeen lisäksi  astrosyytit voivat jopa pahentaa tilannetta ja lisätä neuronin vaurioitumista  lisäämällä  glutamaatin vapautumista astrosyyteistä.
On raportoitu, että ALS-potilailla  on lisäksi kohonneet COX2- entsyymipitoisuudet, mistä  pahaksi onneksi  puolestaan tuottuu prostaglandiineja PGE2. Se on nimittäin  vahva astrosyytin glutamaatin vapautumisen vahvistaja.

Muistiin sivulta 184. Glial neurobiology, A Textbook. Alexei Verkhratsky and Arthur Butt.

Lisäys: On huomattava että tämä tauti voi olla hyvin rajoittuneesti vain motoneuronissa ja  muu kognitiivinen toiminta voi säilyä, minkä osoittaa  hyperfyysikko Hawkinsin elämä.
Ehkä  ALS tauti tarvitsee lisänimen Stephen Hawkinsin tauti.

http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/Nave-html/Faithpathh/hawking.html

Glutamiinin (Q) tärkeys keholle . Hot spot aminohappo

https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fchem.2014.00061/full
Glutamiini on dikarboksyylihappo,  neutraali rakennenaminohappo.  Sitä tulee  runsaasti ravinnossa. Erityisen paljon glutamiinia saa  neljästä kotimainesta viljasta ns.  gluteiinista.
Mutta keho muodostaa myös muista  aminohapoista ja  sitruunahappoketjun avulla myös hiilihydraateista glutamiinia endogeenisti.

Tässä artikkelissa on monipuolisesti valaistu glutamiinin aineenvaihduntaa.

Artikkelin johtopäätös on seuraava:
 Glutamiini on  ehdollisesti essentielli aminohappo, jonka  homeostaassia ylläpitää  erilaiset kuljetusmallit ja useat kalvokuljettajat.  Toisaalta myös keskittyvät  kuljettajamolekyylit  sallivat glutamiinin  absorboitumisen  ravinnosta ohuen suolen alueelta  ja takaisinimeytymisen  primäärivirtsasta munuaisissa.

• Glutamine is a “conditionally essential” amino acid which homeostasis is maintained owing to the different mode of transport performed by several membrane transporters. Thus, on the one hand, concentrative transporters allow glutamine absorption from diet in intestine and reabsorption from urine in kidney.

 Toisaalta  sekä kotransportterit  että antiportit  sallivat  glutamiinin toimittamisen  kaikkiin kudoksiin

ja tasapainottumaan muiden aminohappojen kanssa. Glutamiinin kuljettajien ylenpalttisuus ja  funktionaalisten ominaisuuksien toisensa   kattavuus on hyvin  todennäköisesti  suhteessa siihen  tärkeyteen, mitä  homeostaassin järkkymisen  välttöön tarvitaan  jopa silloin jos joku  kuljettajista olisikin viallinen. Puuttuu tietoja  tunnetuista  geenivajeista, joka käsittäisi  näitä  transporttereita koodaavat  geenit - vain jokin harva poikkeus kuitenkin on-  ja tämä seikka  on  todiste siitä, että

joissain tapauksissa  glutamiinihomeostaassin  viassa on kyse  syvästä ristiriidasta itse elinkykyisyyden kanssa.  ( Siis  glutamiinin saaminen dieetissä ei auta tai sen sulkeminen pois dieetistä ei auta korjaamaan tätä asiaa- siinä mielessä glutamiini ei ole  essentielli).

•  On the other hand, both co-transporters and antiporters allow delivery of glutamine in all the tissues and equilibration with other amino acids. The redundancy of transporters with overlapping functional properties is very probably related to the need of avoiding derangements from homeostasis even in case of malfunctioning of one transporter. The lack of known defects of genes encoding these transporters, with very few exception, is in some instances an evidence that derangements of glutamine homeostasis is incompatible with life.

 Kaikille  glutamiinin kuljettajille on ominaista erilainen tridimensionaalinen rakenne, vaikka ne kattisivat toistensa vaikutusalueita glutamiinin kulejtuksen suhteen. Siksi niitä jaotellaan erilaisiin proteiiniperheisiin.  Kuitenkin samassa perheessä ortologit  ovat hyvin konservoituneita jyrsijöistä ihmisiin.  Vain yksi poikkeus (ASCT, SLC1A5)   joka on evolutionaalisesti myöhempi.

•  Notwithstanding all the transporters dealt with share specificity for glutamine, they display different tridimensional structures. This is in line with their classification in different protein families; however, within the same family, the orthologs are very conserved from rat to human. The only exception is represented by ASCT2 (SLC1A5) which may be related with some specific signaling role of the transporter arisen later in evolution.

 Vaikka useiden glutamiininkuljettajien funktioita onkin kuvattuna, rakenteita ei ole saatavilla ja molekulaarinen mekanismi on vielä  epätäydellisesti selvitettyä.  Joten on vielä paljon selvitettävää   kudosten läpi virtaavan  glutamiinivuon  laajemmaksi  tuntemukseksi. Tämä on hyvin tärkeää - eikä vain  pelkästään glutamiinihomeostaassin  biokemiallisen  tiedon itsensä  takia,  vaan  siksi että tämä erityinen aminohappo on ihmiskuntaterveyden  polttopisteessä: syöpäbiologiassa.

•  While the function of several transporters has been widely described, no structures are available and the molecular mechanisms of regulation are still not completely solved. Thus, a lot remains to be done for a comprehensive knowledge of glutamine fluxes through tissues. This is very important not only for the biochemical knowledge of the glutamine homeostasis but also, and more importantly, for the involvement of this special amino acid in the hottest topic of human health: cancer biology.

Ubikitiini-proteosomijärjestelmän merkityksestä neurodegeneraatiotaudeissa

 http://hdl.handle.net/2077/54533

Simon Sjödin. Evaluation of the Endo-Lysosomal System and the Ubiquitin-Proteasome System in Neurodegenerative Diseases

Väitös tulossa: Abstraktin sisältöä suomeksi muistiin

Neurodegeneraatio on neuronisolujen katoamisprosessia, jossa oireisto heijastaa sitä aivoaluetta, jossa tauti piilee. Neurodegeneratiivisiin häiriöihin luetaan Alzheimerin tauti (AD), Parkinsonin tauti (PD) ja frontotemporaalinen dementia ( FTD) ja niissä kaikissa on tyypillistä proteiinikertymät, mikä viittaa  joko vialliseen tuotantoon tai näiden proteiinien aineenvaihunnalliseen vaihtumishäiriöön. Täten neurodegeneraatiossa esiintyy viallisesti toimivaa proteiinitasapainoa, proteostaassivikaa. Neurodegeneration is the process of neuronal cell loss where the symptoms will reflect the regions affected. Neurodegenerative disorders including Alzheimer’s disease (AD), Parkinson’s disease (PD) and frontotemporal dementia (FTD) are all characterised by an accumulation of protein aggregates suggesting impaired production or turnover of these proteins. Hence, dysfunctional proteostasis is implicated in neurodegenerative disorders. AD-taudissa on endosyyttisten rakkuloiden ja autofagiarakkuloiden vähentynyttä vaihtumista ja endolysosomaalisten proteiinien ja ubikitiinin kertymää aivossa.  PD- taudissa on viitettä lysosomaaalisesta vikatoiminnasta:  tautiriski ja geneettinen muuntuminen liittyvät lysosomaalisiin kertymätauteihin ja taudin vikuuttamissa alueissa on lysosomaalisten proteiinien ilmenemä alentunut.  FTD-taudissa tautia aiheuttavat mutaatiot ja geneettiset riskitekijät viittaavat autofagisen ja endolysosomaalisen järjestelmän funktioiden osallistuvan patogeneesiin. In AD, there is a decreased turnover of endocytic and autophagic vesicles and an accumulation of endo-lysosomal proteins and ubiquitin in brain tissue.  Lysosomal dysfunction has been indicated in PD by the link of disease risk and genetic alterations associated with lysosomal storage disorders as well as by decreased expression of lysosomal proteins in disease afflicted regions.  Disease causing mutations and genetic risk factors in FTD suggest altered function of the autophagic and endo-lysosomal system to be involved in the pathogenesis. Tämän väitöstyön tarkoituksena on tutkia viallista proteostaassia neurodegeneratiivisissa taudeissa kehittämällä menetelmiäa jolla voidaan monitoroida autofagisen ja endolysosomaalisen systeemin ja ubikitiini-proteosomisysteemin proteiineja ihmisen aivoselkäydinnesteestä. (CSF). Endolysosomaalisen ja ubikitiini-proteosomaalisen järjestelmän proteiineja identifioitiin ja määritettiin kvantitatiivisesti likvorista käyttämällä massaspektrometriaan perustuvia proteomixejä . Kehitettiin kolme järjestelmää: Ensiksi (1) lysosomaalinen kalvoproteiini LAMP2 puhdistettiin likvorista immuunosaostuksella ja pilkottiin trypsiinillä ja määritettiin kvantitatiivisesti nestekromatografialla (LC) ja PRM- massaspektrometrialla (MS); (2) koko pitkä ubikitiini uutettiin ( sis. 9 kpl ubikitiinijaksoa) likvorista ja määritettiin kvantitatiivisesti (LC PRM-MS) ja (3) lopuksi analysoitiin endolysosomaalisten proteiinien paneli ( esim. LAMP2, ubikitiini) käyttämällä trypsiinillä sulattamista, peptidien eristämistä uuttamalla ja kvantitatiivsta mittausta (LC PRM-MS) . Sitten analysoitiin kehitetyillä menetelmillä livornäytteet, joita saatiin AD, PD ja FTD potilaista ( kliinisistä alatyypeistä ja FTD mutaation kantajista) ja kontrolleista. The aim of this thesis was to examine dysfunctional proteostasis in neurodegenerative diseases by developing assays to monitor proteins from the autophagic and endo-lysosomal system and the ubiquitin-proteasome system in human cerebrospinal fluid (CSF). Proteins from the endo-lysosomal system and the ubiquitin-proteasome system have been identified and quantified in CSF using mass spectrometry (MS)-based proteomics. Principally, three methods have been developed; 1) lysosomal membrane protein LAMP2 was purified from CSF by immunoprecipitation followed by tryptic digestion and quantification by liquid chromatography (LC) and parallel reaction monitoring MS (PRM-MS); 2) full length ubiquitin was isolated from CSF by solid-phase extraction (SPE) followed by quantification by LC PRM-MS; and 3) finally, a panel of endo-lysosomal proteins, e.g., LAMP2, and ubiquitin, were analysed using tryptic digestion, peptide isolation by SPE and quantification by LC PRM-MS. CSF samples from cohorts including subjects with AD, PD, clinical FTD subtypes and FTD mutation carriers, as well as controls, were analysed with the developed assays. AD- taudissa oli useiden endolysosomaalisten proteiinien (esim. LAMP2) pitoisuudet kohonneita kontrolleihin verrattuna. Myös likvorin ubikitiini oli AD_taudissa kohonnut kontrolleihin verrattuna. PD- taudissa päinvastoin endolysosomaaliset proteiinit ja ubikitiini olivat alentuneet. In AD the CSF levels of several endo-lysosomal proteins, including LAMP2, were elevated compared to controls. CSF ubiquitin was also found to be elevated in AD compared to controls.  In contrast, CSF levels of endo-lysosomal proteins and ubiquitin in PD were found to be decreased. Tutkittaessa FTD- taudin kliinIsten alatyyppien ja FTD-mutaation kantajien näytteitä, havaittiin likvorin endolysosomaalisissa proteiineissa vain rajoittuneita muutoksia, mikä viittaisi siihen että dysfunktionaalinen proteostaassi ei ole suoraan havaittavissa likvorista FTD-taudissa. Investigation in clinical subtypes of FTD and mutation carriers showed limited alterations in the CSF levels of endo-lysosomal proteins, suggesting dysfunctional proteostasis not to be readily detected in CSF in FTD. Saadut tulokset osoittavat muuntuneita proteiinien likvorpitoisuuksia AD- ja PD- taudin proteosaassissa ja se viittaisi patologisiin muuntumisiin autofagisessa ja endolysosomaalisessa systeemissä sekä ubikitiini-proteosomisysteemissä.  Vaikka lisätutkimuksia tarvitaankin, saattaisi likvorin ubikitiini AD:ssa ja endolysosomaaliset proteiinit ja ubikitiini PD:ssä toimia mahdollisina biologisina merkitsijöisä näissä häriöissä. Our results showing altered CSF levels of proteins involved in proteostasis in AD and PD might indicate pathological alterations in the autophagic and endo-lysosomal system and the ubiquitin-proteasome system. Although further studies are needed, CSF ubiquitin in AD and endo-lysosomal proteins and ubiquitin in PD might serve as potential biomarkers in these disorders.

Väitöstilaisuus on edessäpäin ja vastaväittelijä on Suomesta

Trim perheen proteiinit. TRIM9 aivossa

https://www.ebi.ac.uk/interpro/entry/IPR035029
Tälle TRIM9 proteiinille on tyypillistä  erityinen aivossa esiintyminen.  Se osallistuu synaptisen  hermonvälittäjäainerakkulan  fuusion välittymisen säätelyyn säätelemällä SNARE-superkompleksin  jäsentä SNAP25.TRIM9 esiintymä on varsin suuri korteksissa ja hippokampuksessa ja sillä on tärkeä osatehtävä neuronaalisessa säätelyssä.

 Sen  ilmenemä on alentunut neuropatologioissa. joihin liittyy muistin katoamaista kuten inkluusiokappaleiden esiintyessä parkinsonin  kaltaisessa taudissa ja Lewin kappaleisiin liittyvässä  dementiassa . 

Tämä TRIM3 on E3 ubikitiiniligaasi  ja se tekee yhteistyötä E2 ubikitiiniä konjugoivan  entsyymin  UbcH5b kanssa. 

Lisäksi se osallistuu neuronin haaroittumisen säätelyyn, kun se vaikuttaa katalyyttisenä linkkinä Netriini-1:n ja exosytoottisen SNARE- kompleksin välillä. Netriini-1-stimulaation jälkeen TRIM9  päästää irti SNAP25 ja tästä  seuraa Netriini-1- tekijästä riippuvainen SNARE -välitteinen   vesikkelin membraanifuusio  ja aksonin haaroittuminen.

E3 ubiquitin-protein ligase TRIM9 

Short name: TRIM9

Overlapping homologous superfamilies None.
Family relationships None.
Description

Tripartite motif containing 9 (TRIM9) is highly expressed in the cerebral cortex and hippocampus, and plays an important role in the regulation of neuronal functions. Its expression is reduced in memory loss neuropathologies, including Parkinson's disease and dementia with Lewy bodies [PMID: 20085810]. TRIM9 functions as an E3 ubiquitin ligase collaborating with an E2 ubiquitin conjugating enzyme UbcH5b [PMID: 20085810]. It is also involved in regulating neuronal branching by acting as a catalytic link between Netrin-1 and the exocytic SNARE machinery. TRIM9 interaction with SNAP25 inhibits SNARE complex formation. After Netrin-1 stimulation TRIM9 releases SNAP25, and this release promotes Netrin-1-dependent SNARE-mediated vesicle fusion and axon branching [PMID: 24778312].

Biological ProcessGO:0035544  negative regulation of SNARE complex assembly

Molecular Function GO:0004842 ubiquitin-protein transferase activity

Cellular Component No terms assigned in this category.

Duodecim kirjoittaa ikääntyvän ihmisen valkeasta aivoaineksesta

http://www.duodecimlehti.fi/lehti///duo91523
 (Vuonna 2000)

Valkean aineen muutokset ja kognitiivinen suorituskyky

Terveillä ihmisillä magneettikuvauksessa todettujen pienten juosteiden ja pistemäisten signaalinvoimistumien yhteydessä ei ole havaittu kognitiivisia muutoksia.

Sen sijaan laajempiin valkean aineen muutoksiin on todettu liittyvän hidastuneisuutta sekä häiriöitä tarkkaavaisuudessa ja joustavassa prosessoinnissa (Schmidt ym. 1993, Ylikoski ym. 1993, DeCarli ym. 1995).

 Muutosten täytyy ehkä ylittää tietty kynnys ja olla laajalle levinneitä (esim. paksut juosteet ja yhteen sulautuvat muutokset) (Boone ym. 1992), tai sijaita tietyillä tärkeillä alueilla (esim. aivojen etuosassa siten, että ne vaurioittavat prefrontaalista subkortikaalista ratayhteyttä; Tatemichi ym. 1995) ennen kuin vaikutukset näkyvät kognitiivisissa toiminnoissa muutoin terveellä aikuisella.

Aivojen fysiologinen ikääntyminen

Normaali ikääntyvä aivo

 NEURONIT

Aivojen ikääntymiselle on tyypillistä kognition loiva lasku. Useat vuodet oltiin sitä mieltä, että tämä ikääntymiseen kuuluva loiva kognition lasku johtuu neuronien katoamisesta, kuten myös uskottiin, että vanhentuminen on ilman muuta liittynyt neuronien kuolemaan. Uudemmat tutkimukset ovat kuitenkin osoittaneet, että fysiologiseen aivojen ikääntymiseen (kun ei ole esim. ilmeistä neurodegeneratiivista tautia) ei assosioidu mitään erityisempää neuronien katoamista. 

Toisaalta kuteinkin GLIA-soluissa on ikääntymisen vaikutusta havaittavissa.

ASTROSYYTEISSÄ, tähtimäisissä gliasoluissa, hyvin korkea ikä saa aikaan reaktiivista glioosia muistuttavia tiloja. Iäkkään aivon astrosyyteissä on myös enemmän GFAP- proteiinin ja gliaalisen kalsiumia sitovan S100-proteiinien ilmenemää. (GFAP on gliaalinen asidinen fibrillaarinen proteiini). On joitain viitteitä siitä, että iäkkäässä aivossa astrosyyttien määrä olisi lisääntynyt 20%.

Yleisesti ottaen OLIGODENDROSYYTTIEN ja MIKROGLIA-solujen määrässä ei tapahdu muutosta aivojen ikääntyessä.aollalom mikrogliasoluista on merkitsevästi suurempi määrä aktivoidussa tilassa.

LÄHDE:

Normal ageing

Ageing of the Brain is manifested by cognitive decline. For many years, this decline in the most important Brain functions was associated with neuronal loss, as it was believed that senescence is inevitably associated with neuronal death. Recent investigations, however, have shown that physiological Brain ageing (e.g. in the absence of evident neurodegenerative pathology) is not associated with appreciable neuronal loss.

On the other hand, glial cells are affected in physiological Brain ageing.

In astrocytes, advanced age initiates conditions similar to a mild reactive gliosis. Astroglial cells from old Brain have higher expression of GFAP (glial acidic fibrillary protein) and the glial calcium binding protein S100. There are some indications that the number of the astrocytes in Aged Brain can be increased by as much as 20 per cent, although these estimates require more precise definition.

Overall, numbers of oligodendrocytes and microglia are not changed in Aged Brain, although the number of activated microglial cells is significantly increased.

Lähde: Alexei Verkhratsky et Arthur Butt. Glial neurobiology. Textbook. p. 180.

Muistiin suomennsota  7.3. 2018

Ranvierin nodus ja paranodaali junktio. Juxtaparanodaalidomeeni

Löysin kuvan jossa  Ranvierin noduksen ja  juxtaparanodaalin domaanin  jonikanavat ovat kuvattu. Hakusanana pidin CASPR2, joka kuuluu paranodaaliseen alueeseen  tässä  Ranvierin noduksen kuvauksessa.  Löysin CASPR2  proteiinia esittävän kuvan.





https://medicalxpress.com/news/2014-11-built-paranodal-junction-high-nerves.html
Gliabeurobiologiankirjasta kirjoitan sitaatin muistiin tuosta kohtaa kun myeliinituppi loppuu ja Ranvierin nodus kohta alkaa.
" As the myelin sheath becomes compacted, the lateral  sytoplasmic ridges stack upon  each other  to form the paranodal region.  At this time CASPR/paranodin/ contactin-complexes in the axolemma interact with  NF155 in the glial membrane to form septate-like  junctions. Intracellular junctions between the paranodal loops involve connexins
The paranodal junctions anchor  the glial membrane to the  axolemma, and serve as barrier for stopping the apaprent movement of juxtaparanodal components. The precise mechanism of the juxtaparanodal accumulation of kalium channels remains to be determined , but involcs CASPR2 and TAG1."

Löytyi myös hyviä kuvia, missä näkyy nodus alue, paranodaalialua ja juxtaparanodaalialue.
Nodusalueessa on runsaasti natriumkanavia (Nav)  ja juxtaparanodaalisessa on taas kaliumkanvaia. kun taas välissä oleva  paranodaali kohta lähinnä  toimii  struktuurin ylläpitäjänä ja stabiloijana kun myeliinikalvot tekevät   septaalisen  liittymän aksonin kalvoon.

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0896627303006287

Neuronin ja gliasolun yhteistyötä: neuronin myelinisaatio ja Ranvierin nodukset

Tästä hermojen  myelinisaatiosta   Glia-neurobiologian  kirja  esitti  paljon tehtävään osallistuvia  molekyylejä,  joita nyt vähän aikaa tässä katselen. lähinnä  Ranvierin noduksen  rakentumiseen osallistuvia   molekyylejä. L1CAM  voi tehdä kompleksin ankyriinin (ANK3 geenin tuote ankyriini G)  kanssa,  jolloin se stabiloituu.
Linkissä onkin paljon asiaa tästä molekyylistä. L1CAM. Se stabiloi neuronaalisessa  yksikössä solu-soluadheesiota. Kehittyvässä keskushemostsosas tätä L1CAM ilmenee hyvin  rusaasti.  se on tärkeä että hermostoon tulee hyvä johtumiskyky ja aksonaalinen integraatio. Aikuisaivossa  sen  ilmenemä vähenee. Muta erilaisissa keskushermostovaurioissa tämä L1  proteiini säätyy  ylös  regeneroituvissa  ja haaroittuvissa axoneissa. Siitä on edullista vaikutusta pitkän aikaa vievissä funktionaalisissa regeneraatiossa ja selkäydinvaurioissa, mikä  on osoitettu transgeenisestä L1 expressiosta, rekombinantista L1 proteiinista tai pienistä molekulaarisista L1 agonisteista.

Molekyyli   L1CAM ja ankyriini
 

https://www.researchgate.net/figure/Model-for-the-ankyrin-mediated-linkage-of-L1CAM-to-the-actin-cytoskeleton-Homophilic_fig1_221702710

Gliaalinen tauopatia

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4750898/
Onko ensin gliaalinen ja sitten vasta aksonaalinen tauopatia?

Abstract

Tauopathies are a class of neurodegenerative diseases characterized by the presence of hyperphosphorylated and aggregated tau pathology in neuronal and glial cells. Though the ratio of neuronal and glial tau aggregates varies across diseases, glial tau aggregates can populate the same degenerating brain regions as neuronal tau aggregates. While much is known about the deleterious consequences of tau pathology in neurons, the relative contribution of glial tau pathology to these diseases is less clear. Recent studies using a number of model systems implicate glial tau pathology in contributing to tauopathy pathogenesis. This review aims to highlight the functional consequences of tau overexpression in glial cells and explore the potential contribution of glial tau pathology in the pathogenesis of neurodegenerative tauopathies.

Keywords: tau, tauopathy, glial tau pathology, functional consequences, neurodegeneration, astrocytes, oligodendrocytes, microglia