Laikina išemija sukelia didžiulį sumo2 / 3-konjuguotų baltymų kaupimąsi stuburo smegenų neuronuose | nugaros smegenys

Laikina išemija sukelia didžiulį sumo2 / 3-konjuguotų baltymų kaupimąsi stuburo smegenų neuronuose | nugaros smegenys

Anonim

Dalykai

  • Neuronų vystymasis
  • Nugaros smegenų ligos
  • Streso signalizavimas
  • Tikslo identifikavimas

Anotacija

Tikslai:

Šio tyrimo tikslas yra nustatyti, ar pereinamojo laikotarpio nugaros smegenų išemija suaktyvina mažą į ubikvitiną panašaus modifikatoriaus (SUMO1–3) konjugaciją - posttransliacinę baltymo modifikaciją, saugančią neuronus nuo panašių į išemiją sąlygų.

Metodai:

Pelėms buvo atlikta 8–12 min. Stuburo smegenų išemija ir 3–24 val. Atsigauta naudojant naujai sukurtą eksperimentinį modelį. Modeliui apibūdinti atlikta reakcija į stresą, sukeltų po nugaros smegenų išemijos, aktyvacija, anksčiau stebėta kituose eksperimentiniuose modeliuose, buvo patikrinta atliekant Western blot analizę. SUMO-konjuguotų baltymų lygiai ir tarpląsteliniai lokalizacijos stuburo smegenyse buvo įvertinti atitinkamai Western blot analize ir imunohistochemija.

Rezultatai:

Po praeinančios nugaros smegenų išemijos, streso reakcijos buvo suaktyvintos, kaip rodo padidėjęs eukariotinio iniciacijos faktoriaus 2 (eIF2α), tarpląstelinio signalo reguliuojamų kinazių (ERK1 / 2) ir Akt fosforilinimas. SUMO1 konjugacija nepakito, tačiau pasireiškė selektyvus SUMO2 / 3-konjuguotų baltymų lygio padidėjimas, pasiekęs aukščiausią 6 val. Reperfuziją. Ryški SUMO2 / 3 konjugacijos aktyvacija buvo neuronų atsakas į išemiją, kaip rodo lokalizacija su neuronų žymeniu NeuN, ir buvo susijęs su SUMO2 / 3-konjuguotų baltymų branduoliniu kaupimu.

Išvada:

Mūsų tyrimas rodo, kad nugaros smegenų neuronai reaguoja į išeminį stresą suaktyvindami SUMO2 / 3 konjugaciją. Daugelis identifikuotų SUMO baltymų yra transkripcijos veiksniai ir kiti branduoliniai baltymai, dalyvaujantys genų ekspresijoje ir genomo stabilume. Todėl daroma išvada, kad po išeminio SUMO2 / 3 konjugacijos aktyvavimo gali būti nustatytas neuronų, paveiktų laikinai nutraukus kraujo tiekimą, likimas, ir kad šis kelias galėtų būti terapinis taikinys, siekiant padidinti nugaros smegenų neuronų atsparumą praeinančiai išemijai. .

Įvadas

Paraplegija, atsirandanti dėl nugaros smegenų išemijos, yra labiausiai varginanti komplikacija, susijusi su krūtinės ląstos aortos aneurizmos atstatymu. 1 Nugaros smegenų pažeidimo dažniui ir sunkumui sumažinti buvo pasiūlyti įvairūs apsaugos būdai. Tai apima epidurinį aušinimą, distalinę aortos perfuziją ir smegenų skysčio nutekėjimą. 2, 3, 4 Norint nustatyti naujus metodus, kaip apsaugoti nugaros smegenis nuo išeminio pažeidimo, reikia geriau suprasti įvairius procesus, kuriuos sukelia nepakankamas nugaros smegenų aprūpinimas krauju. Labiausiai žadanti strategija būtų suaktyvinti endogeninius neuroprotekcinius kelius prieš chirurginę procedūrą ir tokiu būdu padidinti nugaros smegenų neuronų atsparumą laikinam kraujo tiekimo sutrikimui. Mažas į ubikvitiną panašaus modifikatoriaus (SUMO) konjugacijos kelias galėtų būti toks kelias, saugantis ląsteles nuo išeminių įžeidimų, kai jos suaktyvinamos.

SUMO1–3 yra mažų baltymų grupė, prisijungianti prie tikslinių baltymų lizino liekanų, taip moduliuojanti jų stabilumą, aktyvumą ir tarpląstelinę lokalizaciją. Daugybė SUMO konjugacijos tikslinių baltymų yra transkripcijos veiksniai ir kiti branduoliniai baltymai, dalyvaujantys genų ekspresijoje ir genomo stabilume. Todėl tikimasi, kad bet kokie esminiai SUMO konjuguotų baltymų lygio pokyčiai turės didelę įtaką metaboliškai paveiktų ląstelių likimui.

Mes parodėme, kad SUMO2 / 3 konjugacijos kelias yra masiškai suaktyvinamas ir po trumpalaikės židinio, ir dėl visiškos smegenų išemijos. 7, 8 SUMO2 / 3 konjugacijos pokyčių, kuriuos sukelia laikina židininė smegenų išemija, modelis rodo, kad tai yra apsauginis streso atsakas, apsaugantis neuronus nuo pažeidimų, kuriuos sukelia laikinas kraujo tiekimo nutraukimas. Ryškiausi pokyčiai pasireiškia neuronuose, esančiuose išeminio audinio pasienyje, kur suaktyvinami įvairūs apsauginiai keliai, ir norint pastebimai suaktyvinti šį kelią pakako trumpos nemirtinos kraujagyslių okliuzijos trukmės. 7 Tačiau nors žievės neuronai, esantys infarktų ribose, rodo dramatišką SUMO2 / 3 konjugacijos aktyvavimą po išemijos, striatos neuronai aktyvuoja tik nedaug. 7 Tai rodo, kad SUMO konjugacijos kelias nėra suaktyvintas visuose neuronuose, kuriems yra laikinai nutrauktas kraujo tiekimas.

Kelių tyrimų rezultatai rodo, kad smegenyse SUMO konjugacija reiškia endogeninį apsauginį atsaką neuronuose, kuriuos patiria trumpalaikė išemija. Ar nugaros smegenų neuronai reaguoja į laikiną išemiją, suaktyvindami SUMO konjugacijos kelią, dar nenustatyta. Šiame tyrime įvertinome laikinosios nugaros smegenų išemijos poveikį SUMO konjugacijai. Mes naudojome neseniai sukurtą pelės modelį, kuriame vidurinis krūtinės ląstos aortos segmentas yra kryžminiu būdu per kairę šoninę torakotomiją. 9 gyvūnams buvo atlikta 8, 10 arba 12 minučių stuburo smegenų išemija, po kurios pasveikta iki 24 val. Po praeinančios nugaros smegenų išemijos pastebėtas ryškus SUMO2 / 3-konjuguotų baltymų lygio ir branduolinių kaupimų padidėjimas. Atsižvelgiant į SUMO2 / 3 konjugacijos neuroprotekcinį poveikį 10, šis kelias galėtų būti naujas terapinės intervencijos tikslas, siekiant padidinti neuronų atsparumą laikinam kraujo tiekimo sutrikimui.

medžiagos ir metodai

Duke universiteto gyvūnų globos ir naudojimo komitetas patvirtino šį tyrimą. Pelės patinai C57Bl / 6J (8–10 savaičių, 20–25 g, Jackson Laboratories, Bar Harbor, ME, JAV) naktį buvo nevalgę ir turėjo nemokamą prieigą prie vandens. Nugaros smegenų išemija buvo atlikta naudojant naujai sukurtą supaprastintą modelį. 9 Trumpai tariant, gyvūnai buvo anestezuoti izofluranu, trachėja buvo per burną intubuota ir abu plaučiai buvo mechaniškai išvėdinti. Įkvėpto izoflurano kiekis buvo 1, 8% chirurginio pasiruošimo ir išemijos metu. Tiesiosios žarnos temperatūra buvo kontroliuojama ir palaikoma 37, 0 ± 0, 5 ° C. Pelės buvo dedamos į dešinę šoninę dekubito padėtį ir tarp aštuntojo ir devintojo šonkaulių buvo padarytas pjūvis, kad būtų galima pamatyti krūtinės ląstos aortą. Nugaros smegenų išemija buvo sukelta uždedant mažą žmogaus aneurizmos spaustuką ant aortos T8 lygyje. Pasibaigus apibrėžtam išemijos intervalui, spaustukas buvo pašalintas, žaizda uždaryta ir izofluranas nutrauktas. Pelės buvo nuolat vėdinamos, kol atsinaujino savaiminis kvėpavimas. Trachėja buvo ekstubatuota atstatant atstatomąjį refleksą.

Atliekant „Western blot“ analizę, gyvūnai buvo anestezuojami izofluranu ir eutanazuojami, o stuburo smegenys buvo išpjaustytos, išpjaustytos ir nedelsiant užšaldomos skystame azote ir laikomos –80 ° C temperatūroje, kol audinys buvo apdorotas analizei. Buvo ištirti juosmens segmentai dėl išeminių pokyčių, tuo tarpu kaip kontrolė buvo naudojami T1 – T6 segmentai. Sušaldyti mėginiai pasveriami šaltuoju būdu, o baltymai ekstrahuojami naudojant lizės buferį, sudarytą iš β-glicerofosfato (50 mmol l –1 ; pH 7, 4), 1 mmol l –1 EDTA, 1 mmol l –1 EGTA, 0, 5 mmol l – 1. Na 3 VO 4 ir 2% SDS, kad blokuotų SUMO konjuguotų baltymų de SUMOilinimą. 11 Norėdami dar labiau sumažinti deSUMoilinimo riziką ekstrahuojant baltymus, sušaldyti mėginiai buvo dedami į 10 tūrio dalių lizės buferio ir nedelsiant homogenizuojami trumpai sonikuojant 10 s, po to kaitinant iki 95 ° C 10 minučių. Baltymų ekstraktų koncentracija buvo analizuojama naudojant BCA baltymų analizę („Thermo Scientific“, Rokfordas, IL, JAV). Imunoblotai buvo atlikti naudojant 4–15% arba 10% SDS – PAGE gelius (Bio-Rad, Hercules, CA, JAV). Juostos buvo perkeltos į PVDF membranas (Bio-Rad) ir membranos 1 valandą užblokuotos Tris buferiniu druskos tirpalu, papildytu 0, 1% Tween 20 ir 5% lieso pieno miltelių, ir inkubuotos su pirminiu antikūnu 16 valandų 4 ° C temperatūroje. . Buvo naudojami šie pirminiai antikūnai: triušio anti-eukariotinis iniciacijos faktorius 2 (eIF2α) (# 9722 Cell Signaling, Danvers, MA, JAV), triušio anti-fosfo eIF2α (# 9721 ląstelių signalizacija), triušio anti-tarpląstelinio signalo reguliuojamos kinazės (ERK1 / 2) (# 4695 ląstelių signalizacija), triušio anti-fosfo ERK1 / 2 (# 4370 ląstelių signalizacija), triušio anti-Akt (# 4691 ląstelių signalizacija), triušio anti-fosfo Akt (Ser473; # 4060 ląstelių signalizacija). triušis anti-SUMO1 ir anti-SUMO2 / 3 (skiedimas santykiu 1: 1000; sutikus dr. John Hallenbeck). Kraunant kontrolę buvo naudojami monokloniniai antikūnai prieš β-aktiną ir GAPDH (Sigma-Aldrich, Sent Luisas, MO, JAV). Norint kiekybiškai įvertinti SUMO1 ir SUMO2 / 3 konjuguotų baltymų lygius, vaizdų analizė buvo atlikta naudojant ImageJ programą (Wayne Rasband, NIH, Bethesda, MD, JAV). Kiekvienos juostos didelės molekulinės masės plotas, kaip parodyta 2A – C paveiksle, buvo apkarpytas ir išanalizuotas. Kiekybiniam įvertinimui buvo išmatuotas plėvelės foninis optinis tankis ir atimtas iš SUMO konjugacijos optinio tankio. Duomenys pateikiami kaip vidurkiai ± sd (padidėjimas kartus prieš kontrolę), kai n = 3–5 nepriklausomi mėginiai kiekvienoje grupėje. Statistiškai reikšmingi skirtumai tarp kontrolinės ir eksperimentinės grupių buvo įvertinti ANOVA, po to atliktas Fišerio apsaugotas mažiausiai reikšmingų skirtumų testas. Pastebėta 95% tikimybė parodyti reikšmingus skirtumus tarp grupių.

Norint įvertinti SUMO konjugacijos pokyčius ląstelių lygyje po išemijos, gyvūnai buvo anestezuojami izofluranu, o plaučiai buvo mechaniškai vėdinami. Intraaortos perfuzija atlikta naudojant 10% buferinio formalino tirpalą, o nugaros smegenų juosmeninis segmentas buvo išpjaustytas, fiksuotas per naktį ir panardintas į 20% sacharozę 4 ° C temperatūroje. Ant Leica kriostato buvo supjaustyti skersiniai pjūviai (20 μm). Imunofluorescencinis dažymas buvo atliekamas laisvai plūduriuojančiose sekcijose. Po vienos nakties inkubacijos 4 ° C temperatūroje su triušio anti-SUMO2 / 3 (1: 500) ir pelės anti-NeuN (1: 500; MAB377, Chemicon, Billerica, MA, JAV) mišiniu, sekcijos buvo inkubuotos su Alexa Fluor 594. kambario temperatūroje konjuguotas ožkų anti-triušio IgG (1: 500; Invitrogen, Carlsbad, CA, JAV) ir Alexa Fluor 488 konjuguotas ožkų antivirusinis IgG (1: 500; Invitrogen). DNR buvo dažyta 4, 6-diamidino-2-fenilindoliu montavimo terpėje (Santa Cruz Technology, Santa Cruz, CA, USA). Ištisų pjūvių apžvalga buvo sudaryta sujungus kelis vaizdus į „Axio Observer Z1“ motorizuotą fluorescencinį mikroskopą (Carl Zeiss MicroImaging, Jena, Vokietija). Konfokaliniai vaizdai buvo užfiksuoti naudojant LSM 510 konfokalinį mikroskopą (Carl Zeiss MicroImaging) naudojant objektyvą × 40 / 1, 3.

Mes patvirtiname, kad šio tyrimo metu buvo laikomasi taikomų institucinių ir vyriausybinių taisyklių, susijusių su etišku gyvūnų naudojimu.

Rezultatai

Atlikdami šį tyrimą pelėms sukėlėme stuburo smegenų išemiją, mes panaudojome paprastą ir patikimą naują gyvūno modelį. 9 Norėdami išsamiau apibūdinti šį modelį ir patikrinti streso reakcijų modelį, panašų į tą, kuris atsiranda kituose gerai žinomuose triušių ir žiurkių stuburo smegenų išemijos modeliuose, įvertinome postischeminius eIF2α fosforilinimo lygio pokyčius, 12 ERK1 / 2. 13 ir serino-treonino kinazės Akt. Reperfuzijos metu po 10 minučių išemijos buvo akivaizdus p-eIF2α, p-ERK1 / 2 ir p-Akt lygio padidėjimas, tuo tarpu bendrųjų baltymų koncentracija nepasikeitė (1 paveikslas). Šie duomenys patvirtino, kad trys pagrindiniai keliai, suaktyvinti kituose stuburo smegenų išemijos modeliuose, taip pat yra suaktyvinti mūsų naujame pelės modelyje.

Image

Pelių nugaros smegenų išemijos modelio apibūdinimas. „Western blot“ analizė parodo eIF2α, ERK1 / 2 ir Akt fosforilinimo schemą pelių (po du gyvūnus kiekvienoje grupėje) stuburo smegenyse, kuriai buvo atlikta 10 min. Krūtinės aortos kryžminė apkaba T8 lygiu ir 30 min. Arba 3 val. išieškojimas (rec.). Juosmens stuburo smegenų segmentai buvo naudojami kaip išemijos mėginiai, o T1 – T6 segmentai - kaip kontroliniai. Audinių mėginiai buvo apdoroti Western blot analizei, kaip išsamiai aprašyta Medžiagos ir metodai. Kraunant kontrolę buvo naudojamas monokloninis antikūnas prieš β-aktiną.

Visas dydis

Norint įvertinti SUMO konjugacijos pokyčius po praeinančios nugaros smegenų išemijos, gyvūnams buvo atlikta 8, 10 arba 12 minučių stuburo smegenų išemija, po to - 3 valandos reperfuzija, o SUMO1 ir SUMO2 / 3 konjuguotų baltymų lygis buvo analizuotas Western blot būdu. . Nerasta jokių didelių pokyčių SUMO1 konjuguotų baltymų lygiuose gyvūnų, patyrusių 8–12 min išemiją ir 3 h reperfuziją, stuburo virvutėse (2A pav.), Arba gyvūnų, patyrusių 10 min išemiją, stuburo virkščių metu 3, 6 arba 24 valandos reperfuzijos (duomenys nepateikti).

Image

Po praeinančios nugaros smegenų išemijos pastebimai padidėja SUMO2 / 3-konjuguotų baltymų kiekis. „Western blot“ analizė parodo SUMO1 ( A ) ir SUMO2 / 3 ( B ir C ) konjugacijos modelį ir santrauką stuburo smegenų mėginiuose. Nugaros smegenų mėginiai buvo paimti ir apdoroti taip, kaip išsamiai aprašyta Medžiagos ir metodai. Juosmens stuburo smegenų segmentai buvo naudojami kaip išemijos mėginiai, o T1 – T6 segmentai - kaip kontroliniai. Kraunant kontrolę buvo naudojami monokloniniai antikūnai prieš GAPDH. Kiekvienos juostos didelės molekulinės masės plotas, kaip parodyta AC, buvo apkarpytas ir išanalizuotas. Kiekybinio įvertinimo duomenys pateikiami kaip vidurkiai ± sd (padidėjimas kartus prieš kontrolę; n = 3–5 / grupė). *** P <0, 001 (eksperimentinė grupė ir kontrolė); P <0, 001 (24 val. prieš 3 h reperfuzijos); b P <0, 001 (24 val. prieš 6 val. reperfuzijos; ANOVA, po to Fišerio PLSD testas).

Visas dydis

SUMO2 / 3-konjuguotų baltymų lygis buvo žymiai padidėjęs po 3 valandų reperfuzijos: 5, 6 ± 0, 09, 5, 5 ± 0, 14 ir 4, 5 ± 0, 91 karto po atitinkamai 8, 10 arba 12 minučių išemijos (2B paveikslas; P <0, 001 vs. kontrolė). SUMO2 / 3-konjuguotų baltymų lygio padidėjimas buvo susijęs su laisvo SUMO2 / 3 lygio sumažėjimu nuo 100 ± 7% kontroliniuose nugaros smegenų segmentuose iki 54 ± 5% ( P <0, 01, palyginti su kontrole), 58 ± 5. % ( P <0, 01, palyginti su kontrole) ir 85 ± 23% kontrolinės vertės atitinkamai po 8, 10 ar 12 minučių išemijos ir 3 h pasveikimo. 10 minučių išemijos ir 3, 6 arba 24 valandų reperfuzijos poveikis SUMO2 / 3-konjuguotų baltymų lygiams parodytas 2C paveiksle. SUMO2 / 3-konjuguotų baltymų lygis pakilo atitinkamai 6, 1 ± 0, 44 ( P <0, 001, palyginti su kontrole), 6, 6 ± 0, 81 ( P <0, 001, palyginti su kontrole) ir 2, 1 ± 1, 06 karto, atitinkamai 3, 6 ir 24 valandas po atsigavimo.

Norint įvertinti post-išeminius SUMO2 / 3-konjuguotų baltymų lygio pokyčius ląstelių ir tarpląsteliniame lygmenyje, buvo atliktas SUMO2 / 3 imunofluorescencinis dažymas kartu su neuronų žymeklio NeuN dažymu (3 pav.). Tiriamiesiems gyvūnams buvo atlikta 10 minučių nugaros smegenų išemija ir 6 valandos reperfuzija. SUMO2 / 3 imunoreaktyvumas buvo apribotas neuronais, kuriuos identifikavo NeuN. Kontroliniuose stuburo smegenų segmentuose, kuriems nepaveikta išemija (3A pav.), SUMO2 / 3 imunoreaktyvumas apsiribojo neuronų citoplazma. Nugaros smegenų juosmens segmentuose, kuriems veikiama trumpalaikė išemija, branduoliuose ir žymiai mažesniu mastu postisheminių neuronų citoplazmoje buvo stiprus SUMO2 / 3 imunoreaktyvumas (3B paveikslas). Tai rodo didžiulį SUMO2 / 3-konjuguotų baltymų kaupimąsi po išemijos.

Image

SUMO2 / 3 imunoreaktyvumas randamas nugaros smegenų neuronuose, o po trumpalaikės stuburo smegenų išemijos įvyko didžiulis branduolinis SUMO2 / 3 konjuguotų baltymų kaupimasis. Reprezentatyvus imunofluorescencinis dažymas vaizduoja SUMO2 / 3 konjugacijos modelį pelių kontroliniuose nugaros smegenų juosmens segmentuose ( A ) ir išeminiuose ( B ) juosmens segmentuose, kuriems buvo taikoma 10 minučių išemija ir 6 valandos reperfuzijos. Eksperimento pabaigoje nugaros smegenys buvo fiksuotos perfuzijos būdu, o audinių pjūviai buvo apdoroti imunofluorescenciniu dažymu, kaip išsamiai aprašyta Medžiagos ir metodai. Nervų ir branduolių atpažinimui buvo naudojamas NeuN dažymas ir 4, 6-diamidino-2-fenilindolis (DAPI) (mėlynas). Nugaros smegenų apžvalga (a) SUMO2 / 3; b) NeuN; mastelio juosta: 200 μm) su padidinimu (intarpai; vidurinis ragas). Didelis padidinimas (c), gautas atlikus konokalinę mikroskopiją (mastelio juosta: 20 μm).

Visas dydis

Diskusija

Nugaros smegenų išemija yra labiausiai varginanti komplikacija, susijusi su krūtinės ląstos aortos aneurizmos atstatymu. 1 Čia mes panaudojome neseniai sukurtą nugaros smegenų išemijos eksperimentinį modelį, norėdami ištirti išemijos sukeltus SUMO1 ir SUMO2 / 3 konjuguotų baltymų lygio pokyčius. Dauguma iki šiol paskelbtų eksperimentinių stuburo smegenų išemijos tyrimų buvo atlikti su triušiais ar žiurkėmis. Pelės modelio naudojimas suteikia reikšmingą pranašumą, kad nustatytus sužalojimo mechanizmus ar apsaugą nuo sužalojimų galima patikrinti atitinkamose genetiškai modifikuotose pelėse. Reakcijos į stresą, atsirandančios dėl trumpalaikio nugaros smegenų kraujo tiekimo triušiams ir žiurkėms 12, 13, 14, pertraukimo, yra labai panašios į tas, kurias stebėjome mūsų naujame pelės modelyje (1 paveikslas). Tai rodo, kad mūsų naujasis modelis yra patikimas ir reakcija į stresą nepriklauso nuo rūšies.

Kiek mums yra žinoma, tai yra pirmasis tyrimas, tiriantis visuotinę SUMO konjugaciją nugaros smegenyse. Mes nustatėme stiprų SUMO1 ir SUMO2 / 3 imunoreaktyvumą neuronuose (3 paveikslas, o duomenys nepateikti). Amyotrofinės šoninės sklerozės pelės SOD1-G93A modelio stuburo smegenų astrocituose EAAT2 astroglinio glutamato transporterį suskaido kaspazė-3, sukurdamas proteolitinį fragmentą, kuris yra konjuguotas SUMO. 15 Tai rodo, kad SUMO konjugacijos mechanizmas yra nugaros smegenų astrocituose, tačiau greičiausiai daug mažesnio aktyvumo nei neuronuose.

Mes nustatėme aiškius SUMO1 ir SUMO2 / 3 imunoreaktyvumo modelių skirtumus kontroliniuose ir poschemiškuose nugaros smegenų neuronuose. Kai SUMO1 imunoreaktyvumas nepasikeitė po išemijos, kaip tai parodyta atlikus Western blot analizę (2 paveikslas) ir nuspalvinus imunofluorescencinę medžiagą (duomenys nepateikti), laikina išemija paskatino masinį SUMO2 / 3 konjugacijos aktyvavimą (2 paveikslas) ir pastebimai pakeitė SUMO2 / 3 modelį. imunoreaktyvumas nuo vyraujančio citoplazminio dažymo kontroliniuose neuronuose iki stipraus branduolinio dažymo postischeminiuose neuronuose (3 paveikslas).

Daugelis iki šiol nustatytų SUMO tikslinių baltymų yra branduoliniai baltymai, dalyvaujantys genų ekspresijoje ir genomo stabilume. 5, 6 SUMOylation dalyvauja daugelyje procesų, suaktyvinamų po išemijos nugaros smegenyse. Tai apima DNR pažeidimo atstatymą, 16, 17 ubikvitino konjugaciją ir proteasominį baltymų skilimą, 18, 19 NF-κB aktyvaciją, 20, 21 hipoksijos sukeltą faktoriaus aktyvaciją 22, 23 ir oksidacinį stresą. 24, 25 Todėl labai tikėtina, kad post-išeminis SUMO2 / 3 konjugacijos aktyvavimas turės didelę įtaką postiseminių neuronų likimui. Be to, keli SUMO tiksliniai baltymai daro svarbų ūminį poveikį neuronų funkcijoms. Tokie baltymai apima mRNR jungiantį baltymą La, 27, kainato receptorių subvienetą GluR6 28 ir kalio kanalą Kv1.5, 29, kurie rodo SUMO konjugacijos vaidmenį jonų srautuose ir neuronų jaudrumą.

Įvairios ląstelių streso sąlygos suaktyvina SUMO2 / 3 konjugaciją, įskaitant metabolinį, genotoksinį, oksidacinį ir šiluminį stresą 30, tai reiškia, kad šis posotransliacinis baltymo modifikavimas yra visuotinis streso atsakas. Neuronai yra ypač jautrūs į išemiją panašioms sąlygoms, kai SUMO2 / 3 konjugacija yra blokuojama nutildant jų išraišką. 10 Šie atradimai suteikia papildomų įrodymų, kad SUMO2 / 3 konjugacijos aktyvavimas po išemijos yra apsauginis streso atsakas, padedantis ląstelėms geriau atlaikyti sunkią streso formą. Norint patikrinti SUMO2 / 3 konjugacijos vaidmenį postischeminiuose neuronuose ir identifikuoti SUMOilintus baltymus, dabar reikia genetiniu būdu manipuliuojamų gyvūnų. Transgeninės pelės, kurios per daug ekspresuoja SUMO konjuguojantį fermentą Ubc9, yra dalinai apsaugotos nuo išemijos sukeltų pažeidimų. 31 Tačiau „Ubc9“ taip pat turi nuo SUMO nepriklausomas konjugacijos funkcijas. 32 Laikini išemijos eksperimentai su SUMO išmuštais gyvūnais suteiks svarbios informacijos apie SUMO paralelių vaidmenį atkuriant neuronus nuo išeminio streso. SUMO transgeniniai gyvūnai gali padėti mums atpažinti baltymus, kurie yra SUMO konjuguoti po išemijos, bet ne prieš ją. Tokie tyrimai bus neatsiejami mechanizmų, kuriais SUMO konjugacija suteikia neuroprotekciją, išsiaiškinimui.

Apibendrinant, šio tyrimo rezultatai pateikia įrodymų, kad SUMO2 / 3 konjugacijos kelias yra masiškai aktyvuojamas nugaros smegenų neuronuose po išemijos mūsų naujame pelės modelyje. SUMO konjugacijos kelias tada galėtų būti perspektyvus tikslas kuriant prevencines ir terapines strategijas, siekiant pagerinti rezultatus po išeminio įvykio nugaros smegenyse.

Duomenų archyvavimas

Nebuvo duomenų, kuriuos būtų galima įnešti