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缺血性疾病的綜合應激反應
點擊次數(shù)：1535 發(fā)布時間：2021-12-20
缺血性疾病是最致命和最致殘的疾病之一。突出的例子包括心肌梗死和中風。大多數(shù)(如果不是全部的話)潛在的病理改變，包括氧化應激、炎癥和營養(yǎng)剝奪，都是綜合應激反應(ISR)的有效誘導因素。四個上游激酶參與ISR信號傳導，感知大量輸入應激信號，并集中于真核翻譯起始因子2α (eIF2α)絲氨酸51的磷酸化。結(jié)果，轉(zhuǎn)譯開始被停止，為細胞自我修復和恢復穩(wěn)態(tài)創(chuàng)造了機會。
越來越多的研究表明ISR在缺血性疾病中具有很強的誘導作用。遺傳和藥理證據(jù)表明，ISR在疾病發(fā)生和進展中起著關鍵作用。在這里，作者回顧了ISR的基本調(diào)控，特別是在缺血反應中，并總結(jié)了最近有關ISR在缺血性疾病中作用的研究結(jié)果。然后，作者討論了通過調(diào)節(jié) ISR 來治療缺血性心臟病、腦缺血、缺血性肝病和缺血性腎病的治療機會。最后，我們認為ISR是緩解缺血性疾病癥狀和改善臨床預后的一個有前景的治療靶點。
蛋白質(zhì)翻譯是控制蛋白質(zhì)穩(wěn)態(tài)最關鍵的過程，因此受到嚴格的調(diào)控控制。蛋白質(zhì)翻譯涉及多個步驟，包括核糖體的起始、延伸、終止和循環(huán)。在大多數(shù)情況下，起始是平移的限速步驟。因此，調(diào)控起始階段是控制蛋白質(zhì)合成的*手段。
哺乳動物/機械靶雷帕霉素(mTOR)和綜合應激反應(ISR)是兩個關鍵的反向信號通路，通過靶向起始步驟來調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)合成。mTOR信號主要響應生長信號，如營養(yǎng)物質(zhì)的有效性和生長因子的水平，以實現(xiàn)合成代謝和分解代謝之間的平衡。相比之下，ISR是一種自適應信號網(wǎng)絡，可以感知細胞內(nèi)和細胞外的壓力，停止新的蛋白質(zhì)合成，以幫助解決初始壓力和恢復細胞穩(wěn)態(tài)。
缺血性疾病是指血管在各種病理條件下發(fā)生收縮或閉塞。血液供應的突然中斷會導致暫時或氧氣和營養(yǎng)的缺乏。因此，細胞死亡和組織損傷隨之而來，這主要取決于缺血性損傷的程度和持續(xù)時間。在缺血條件下，抑制蛋白質(zhì)翻譯主要是為了保存生存所需的能量。新的證據(jù)表明，缺血時ISR被激活，通過ISR調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)翻譯是一種很有前途的方法來減輕缺血損傷。在此，作者概述了最近的研究發(fā)現(xiàn)，ISR及其在缺血應激下的作用。此外，作者還討論了通過靶向ISR來減輕缺血性損傷的治療機會。
ISR是一種進化上保守的途徑，以應對各種內(nèi)部和外部擾動，可以脅迫真核細胞。ISR的核心是真核翻譯起始因子2 (eIF2α) α亞基的磷酸化。四種上游eIF2α激酶對不同的細胞內(nèi)或細胞外刺激有反應。它們都有一個*的區(qū)域來感知各自激活的應激條件:血紅素調(diào)節(jié)抑制激酶(HRI，由EIF2AK1編碼)在血紅素缺乏時被激活；病毒感染刺激干擾素誘導的雙鏈 RNA 依賴性 eIF2α 激酶（PKR，由 EIF2AK2 編碼）；PKR 樣內(nèi)質(zhì)網(wǎng)駐留激酶（PERK，由 EIF2AK3 編碼）由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（ER）蛋白折疊應激觸發(fā)；一般控制非去抑制 2（GCN2，由 EIF2AK4 編碼）被氨基酸剝奪激活。
ISR的藥理調(diào)節(jié)作為缺血性疾病的治療方法。
在ISR過程中，四個不同的上游激酶感知不同的細胞外和細胞內(nèi)的擾動。因此，翻譯起始被抑制，為細胞修復和恢復穩(wěn)態(tài)創(chuàng)造了機會窗口。缺血性疾病可影響多個組織和器官。大多數(shù)(如果不是全部的話)缺血性疾病的病理事件是誘導ISR的有效因素。許多研究已經(jīng)堅定地確立了ISR在缺血性疾病中的相關性。此外，調(diào)節(jié)ISR是一種很有前途的方法來減輕組織損傷和改善臨床結(jié)果。
然而，根據(jù)脅迫的強度和持續(xù)時間，ISR可能具有細胞保護作用或有害作用。因此，在應用有關ISR的臨床前知識以獲得治療收益時，需要謹慎。需要進一步的研究來闡明ISR在缺血性疾病中的作用，并識別出更特異和有效的ISR調(diào)節(jié)劑來治療缺血性疾病