過度或長時間的壓力會對體內平衡造成威脅。為了適應壓力,從遺傳和表觀遺傳機制到分子通路的激活,幾種策略最終導致生理和社會反應的改變。而壓力適應的失敗會導致過度的壓力反應,而過度的壓力反應反過來又會促進許多精神疾病的發展,包括重度抑郁障礙(MDD)、病理性焦慮、創傷后應激障礙(PTSD)、雙相情感障礙和精神分裂癥。在細胞水平上,除了其他機制外,壓力還會激活自噬,通過蛋白質降解和循環調節體內平衡。且在分泌性自噬過程中,自噬體與質膜融合而不是與溶酶體融合。 在本研究中,研究人員研究了GC介導的應激(也稱為“應激”)是否影響分泌性自噬。此外,研究人員還探討了它對突觸可塑性的影響,從而可能與應激相關疾病發生的病理生理學聯系。
在本研究中,研究人員發現糖皮質激素介導的應激通過應激反應共伴侶FK506結合蛋白51增強了分泌性自噬。此外,研究人員發現基質金屬蛋白酶9(MMP9)是應激反應中分泌的蛋白質之一。 通過細胞試驗和體內微透析,研究人員進一步發現應激增強的MMP9分泌增加了腦源性神經營養因子(proBDNF)的裂解到其成熟形式(mBDNF)。BDNF對成人突觸可塑性至關重要,其通路與重度抑郁癥和創傷后應激障礙有關。
圖 FKBP51將應激與分泌性自噬聯系起來
總之,GC介導的應激通過伴侶蛋白FKBP51增強了分泌自噬,基質金屬蛋白酶9(MMP9)是在體外和體內導致腦源性神經營養因子(proBDNF)細胞外分裂增加轉變為成熟形式(mBDNF)的調控蛋白之一。此外,研究發現這種應激誘導的細胞外mBDNF的增加對突觸可塑性有促進作用。因此,該研究揭示了自噬(GC介導的應激反應)與神經可塑性(與壓力適應和壓力相關障礙密切相關的主要特征)之間的聯系機制。這些發現揭示了細胞應激適應機制,為理解應激相關疾病的病理生理學提供了可能。
參考文獻:Martinelli, S., Anderzhanova, E.A., Bajaj, T. et al. Stress-primed secretory autophagy promotes extracellular BDNF maturation by enhancing MMP9 secretion. Nat Commun 12, 4643 (2021). https://doi.org/10.1038/s41467-021-24810-5
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