Relaxin-3-receptoren, RXFP3, er en modulator af aldringsrelateret sygdom

Abstrakt:Underældningsprocesvores krop bliver dårligere rustet til at håndterecellulærestress, hvilket resulterer i enstigning i ikke-reparerede skader. Dette forårsager forskellige grader af svækkelsefunktionalitet og enøget risiko for dødelighed. En af demest effektive anti-aging strategierinvolverer indgreb, derkombinere samtidig neurometabolisk støttemedforstærket DNAskadesbeskyttelse/reparation. Det virker derfor fornuftigt at udvikleterapeutiske strategierdet måldenne kombinatoriske tilgang. Undersøgelser har vist, at ADP-ribosyleringsfaktoren (ARF) GTPaseaktiverende protein GIT2 (GIT2) fungerer som et keystone-protein iældningsproces. GIT2 kan styrebeggeDNA reparationogglukose metabolisme. igennemin vivosamreguleringsanalyser fandt det ud afGIT2 danner et tæt samekspressionsbaseret forhold til relaxin-3-receptoren (RXFP3). CellulærRXFP3-ekspression er direkte påvirket afDNA-skadeogoxidativt stress. Overekspression ellerstimulering af denne receptor, ved dens endogene ligand relaxin 3 (RLN3), kan regulere DNA-skadenreaktions- og reparationsprocesser. Interessant nok er RLN3 et insulinlignende peptid, og det har vist sigkontrollere multipel sygdomprocesser knyttet tilaldringsmekanismer, e.g., angst, depression, hukommelsedysfunktion, appetit,oganti-apoptotiske mekanismer. Her diskuterer vi de molekylære mekanismerunderliggende de forskellige roller af RXFP3/RLN3-signalering i aldring og aldersrelaterede lidelser.

Nøgleord:relaxin-familie peptid receptor 3;aldring; G-protein-koblede receptorer; DNA; skade;GIT2

Klik her for at få Cistanche Anti-Aging-produkter til salg

1. Introduktion

Aldring er uden tvivl en af ​​de mest komplekse molekylærbiologiske processer. Majoreneukaryote organismer gennemgår ældningsprocessen som progressive niveauer af cellulære ogvævsskader ophobes gennem organismens levetid. Selvom det er forvirrende komplekst,aldring kan dekonstrueres som en molekylærbiologisk proces for at afsløre en kerneserie affunktioner, der repræsenterer en konsistent signatur, der egner sig til potentiel generisk therapeutiske indgreb. Til dette formål har betydelig forskning antydet, at gennemmålretning af disse nøgle signatur funktioner en håndterbar evne til at kontrollere aldringsprocessen kanblive konstrueret. Her diskuterer vi, hvordan et sådant nyt mål kan være blevet identificeret for nylig.

1.1. Aldring og ældningsrelaterede lidelser

Stigningen i verdens ældre befolkning har forårsaget en øget udbredelseaf aldringsrelaterede kroniske sygdomstilstande, såsom neurodegenerative lidelser (f.Alzheimers sygdom (AD)), hjerte-kar-sygdomme, gigt, kronisk nyresygdom ogType II diabetes mellitus (T2DM) [1]. Aldring er en nedbrydende neurometabolisk procespåvirker hvert organ, og det driver udviklingen af ​​en lang række sygdomme. Aldring eren kompleks multifaktoriel proces, og mens nogle medvirkende faktorer kan være unikkefor hvert individ er der mange fælles ætiologiske faktorer på tværs af populationer [1,2]. Aldring er karakteriseret ved akkumulering af molekylær skade, der forårsager progressivt tab af enorganismens optimale funktion, hvilket i sidste ende fører til systemisk dysfunktion og død [1,3].

Aldring og mange aldringsrelaterede lidelser involverer forstyrret energibalance [3]. Regulering af glukosemetabolisme, via det kanoniske insulinotrope system, er blevet vistat være en afgørende regulator af aldringshastigheden [4]. Ændringen af ​​energi-kontrollerende ellerganeller og en betydelig reduktion i glukoseoptagelsen er et tegn på metabolisk dysfunktion.I tider med stress eller midlertidig udtømning af glukoseforsyninger, cellulær energimetabolismevil refleksivt skifte fra glucose til fedt- eller proteinmetabolisme for at garantere energiproduktion. Denne metaboliske ændring kan forårsage oxidativt stress [5], som katabolismen af ​​dissealternative energikilder er mindre energieffektive og giver lavere ATP. Harman friradikal/oxidativ stressteori fastslår, at fysiologisk jern og andre metaller ikroppen forårsager ophobning af reaktive oxygenarter (ROS) i celler, som et biprodukt af normalredoxreaktioner. ROS er i det væsentlige biprodukter af en række forskellige veje, der er involvereti aerob metabolisme. Ophobningen af ​​oxidativ stress udgør en af ​​de mestrealistiske hypoteser om aldring og neurodegenerative lidelser [1]. Dette oxidative stress itur kan forårsage DNA-skader, i form af dobbeltstrengsbrud (DSB'er). Mens DNAskadesreparation (DDR) procesfunktioner til at reparere disse DSB'er, er det veletableret, atmed alderen er DDR svækket og kan ikke længere udføre denne funktion optimalt. Dette førertil induktion af mutationer og/eller kromosomafvigelse, som igen kan forårsagecelledød og i ekstreme tilfælde kræft og neurodegenerative lidelser [2]. Med aldringder er en nedsat evne til at klare cellulære belastninger, hvilket får kroppen til at blive meretilbøjelig til en bred vifte af patologier [6]. Centralnervesystemet (CNS) omfatteraf postmitotisk væv, er dybt påvirket af DDR-mangler. DDR-dysfunktion imodent neuralt væv er forbundet med både for tidlig aldring og neurodegenerative lidelser,såsom AD [7]. 

Aldring som en naturlig patologisk proces udvikler sig langsomt og koordineres afinteraktion mellem flere signalsystemer på tværs af flere somatiske væv. Denne kompleksitetgør det til en vanskelig proces at terapeutisk målrette. Chadwick et al. [2] demonstreretat sådanne komplekse systemer besidder en vis grad af organisation, med nogle proteinerbesidder en større regulatorisk netværksfunktion end andre. Disse er de såkaldte'keystones' (alternativt kaldet 'hubs'). Målretning af disse proteiner letter reguleringendisse komplekse lidelser, i modsætning til at kontrollere processen på ethvert molekylært punkt. Enen sådan nøglesten, der for nylig er identificeret, er GIT2 (G-proteinkoblet receptorkinase-interagerende).transkript 2), et ADP-ribosyleringsfaktor GTPase-aktiverende protein (Arf-GAP) og en klasseEt G-protein-koblet receptor (GPCR) interagerende protein [2,8,9]. GIT2 blev identificeret som envigtigt protein forbundet med flere aspekter af aldringsprocessen, gennem latent semantikindeksering (LSI). Da GIT2 er en potentielt vigtig hjørnesten i aldring, kan den repræsentereet afgørende terapeutisk mål. Imidlertid er kanoniske terapeutiske mål receptorer, ionkanaler, kinaser og fosfataser, derfor gør GIT2, som er et stilladsprotein, ikkerepræsentere et effektivt medicinerbart mål [10]. Det blev for nylig påvist, at der desudentil regulering af intermediære cellemetabolismehændelser såsom calciummobilisering, kan GPCR'erregulerer også effektivt ekspressionsprofilerne for flere signalproteiner via langsommeresignalmodaliteter uden for de traditionelle G-protein-afhængige funktioner [11]. Det hertyder på, at GPCR'er kan bruges til at regulere ekspressionen af ​​specifikke signalproteiner,at forbedre terapeutisk aktivitet [1,9]. GPCR er også interessante lægemiddelkandidater pgaderes høje mangfoldighed, målbarhed og involvering i næsten alle fysiologiske processer.Vores igangværende forskning har også vist, at disse receptorers signalfunktionerer langt mere nuanceret end tidligere konceptualiseret [2,10]. Denne signalerende kompleksitetletter skabelsen af ​​nye, signalselektive GPCR-terapier. Tidligere forskning,ved at bruge GIT2 knock-out (KO) mus til at undersøge ekspressionsforhold i kontekstenaf metabolisk aldring, identificerede en konsekvent nedreguleret GPCR, relaxin-familienpeptid receptor 3 (RXFP3), i CNS, bugspytkirtel og lever [10]. Denne forening,antyder måske, at GIT2 kan fungere som en ny aldringsspecifik signaladapter tilRXFP3 receptor.

1.2. Relaxin-familie peptidreceptor 3

RXFP3, tidligere kendt som GPCR135, blev deorphanized gennem identifikationenaf dets endogene ligandrelaxin-3 (RLN3), også kendt som insulinlignende peptid 7 (INSL7).Denne klasse A rhodopsin-lignende receptor, sammen med dens relaxin peptidfamilie og deresreceptorer, er en gren af ​​insulinsuperfamilien, som består af insulin og insulinlignendevækstfaktor 1 og 2 (IGF1 og -2) [12]. Denne receptor, oprindeligt navngivet SALPR(somatostatin- og angiotensin-lignende peptidreceptor [13]), kommer primært til udtryk iCNS [14–16]. Der er i øjeblikket fire medlemmer i relaxin-familien af ​​GPCR'er, dvs. RXFP1-4. I modsætning til RXFP1 og RXFP2, RXFP3 og dets nært beslægtede familiemedlem RXFP4par til G i, hvilket forårsager inhibering af cAMP-produktion gennem en pertussis-toksin-følsommekanisme [12]. RXFP3 og RXFP4, ligner også hinanden i strukturen, hvor beggeer klassiske type I peptidreceptorer med korte amino (N)-terminale domæner, og begge deleer evolutionært relateret til somatostatin- og angiotensinreceptorer. Hertil kommerendogene ligander for disse to receptorer er RLN3 og insulinlignende peptid 5 (INSL5),henholdsvis, som begge spiller en rolle i neuroendokrin signalering [17]. 

Mens RXFP3 er blevet klassificeret som en klasse A rhodopsin-lignende receptor, ser det ud til, at deter ikke i sin helhed en kanonisk rhodopsin-lignende GPCR. Som beskrevet af varevognGastel et al. [10], RXFP3 indeholder ikke et typisk transmembrant domæne 3 (TM3) aspartat-argininTyrosin 'TRY'-motiv, men har i stedet et Threonin-Arginin-Tyrosin 'TRY'-motiv. Det hernaturlig variation af dette klassiske GPCR-aktiveringsmotiv kan vise ændret aktiveringtilstandskinetik, med et forøget niveau af ligand-uafhængig konstitutiv aktivitet.Desuden har det meget konserverede ExxxD-motiv, som er afgørende for RLN3-binding, væretidentificeret ved det andet transmembrane domæne på den ekstracellulære side [18]. 

Relaxinpeptiderne er små (ca. 60 aminosyrer lange), og svarer tilinsulin, deler en fælles to-domæne struktur med en - og en -kæde i deres modneForm [12]. Det -kæde ser ud til at være vigtig for receptor-ligand-bindingsaffinitet, mensdet -kæde af RLN3 er hovedsageligt ansvarlig for binding og aktivering af RXFP3 [19]. RLN3er det senest identificerede relaxin-familiepeptid med tilstedeværelsen af ​​karakteristikkenRxxxRxxI/V relaxin-bindende motiv fundet i -kæde af alle relaxinpeptider; dogresten af ​​sekvensen udviser lav homologi med andre relaxin-familie-peptider. RLN3er det eneste medlem af relaxinfamilien med en sekvens bevaret på tværs af arter [20,21], og dette neuropeptid menes at være det forfædres peptid i familien [20,22]. DetRLN3/RXFP3-systemet viser stærke indikationer på ligand-receptor co-evolution, hvornæsten alle aminosyrer har været genstand for rensende selektion for begge gener og viser ennæsten perfekt parallel i både pattedyr og teleosts [23], både i struktur og funktion [20,23]. Teleosts har to rln3-paraloger (rln3a og b) og flere gener af rxfp3--typen, som erikke alle orthologe til pattedyr RXFP3 [23]. Det har dog vist sig, at intracellulæresløjfer 1 og 3 er vigtige med hensyn til udvælgelse, hvilket indikerer, at en stor del af udvælgelsenfor disse GPCR'er vedrører nedstrøms receptorsignalering og ikke kun selektion for ligandbindende [23]. 

Yderligere undersøgelse af funktionerne af denne receptor har afsløret, at RXFP3 evtspiller en afgørende rolle i flere aldringsrelaterede lidelser, da der er fundet en sammenhæng til flerekendetegn ved aldring, såsom oxidativt stress og DNA-skaderespons [24], svarende tilden aldrende keystone GIT2 [6,7]. Derudover har forskning fra andre grupper belyst muligeroller for RXFP3 i stressreaktioner [25], angst [26], depression [26,27], fodring [15,28–30], ophidselse [28], og alkoholafhængighed [31]. I betragtning af overfloden af ​​mulige fysiologiske aktiviteteraf RXFP3, vil vi herefter vurdere, hvordan RXFP3-funktionalitet kan krydse flere af deklassiske kendetegnsprocesser involveret i ældningsprocessen (figur1)

Figur 1.Den menneskelige RXFP3-receptor skærer funktionelt med flere kendetegn ved aldring. DetRXFP3-receptor har vist sig af flere forskere at være forbundet med den molekylære signaleringniveau, til aktiviteter, der udgør mange af de klassiske kendetegn ved aldring. Dermed er RXFP3repræsenterer potentielt, i forbindelse med dets synergistiske forhold til GIT2-signaladapteren,et nyt terapeutisk mål på systemniveau for den multidimensionelle forbud mod det patologiskeældningsproces.

2. Skæringspunktet mellem RXFP3-signalering og kendetegnene ved aldring

Mens aldringsprocessen er et komplekst netværk af biologiske processer, der er unikke for enhverindividuelle, er der forskellige almindelige molekylære komponenter i ældningsprocessen. Dissekomponenter, eller såkaldte 'aldringsmærker', manifesterer sig under normal sund aldring,fremskynde patologisk aldring, når den forværres og forsinke normal aldring, når den lindres [32]. López-Otín et al. [32] beskrev ni sådanne kendetegn, der bidrager til aldringsprocessen:(1) genomisk ustabilitet; (2) telomernedslidning; (3) epigenetiske ændringer; (4) tab af proteostasis; (5) dereguleret næringsstofregistrering; (6) mitokondriel dysfunktion; (7) cellulær senescens;(8) stamcelleudmattelse; og (9) ændret intercellulær kommunikation. På grund af overlapningenog samtidig forekomst af disse ændringer i aldring, er det vanskeligt at vurderehvert kendetegns relative bidrag. I det følgende afsnit, inddragelse afRXFP3/RLN3 signalsystem i flere processer, der understøtter flere kendetegn vedaldring vil blive beskrevet.

2.1. Metabolisk og mitokondriel dysfunktion

Metabolisk syndrom (MetS), som hovedsageligt ses hos senmidaldrende og ældrevoksne, er karakteriseret ved insulinresistens og fører til store svækkelser, herunder fedtlipogenese, defekt glykogensyntese og glukoseoptagelse i skeletmuskulaturen. Dysfunction af fedtvæv forårsaget af MetS er almindeligt anerkendt som et væsentligt kendetegn forældningsprocessen [33]. Mens mange ældre personer synes at opretholde en sund kropmasseindeks (BMI), er de stadig tilbøjelige til abdominal fedme, hvilket øger deres sandsynlighed forudvikle MetS [34,35]. Desuden aldringsrelaterede ændringer i metaboliske veje ogkropsfedtfordeling synes at være de aktive deltagere i en ond cirkel, der er en evtaccelererende faktor i aldringsprocessen, såvel som for debut af mange sygdomme [36]. For cellulære metaboliske veje er glucose den mest anvendte kilde til cellulær energiog er typisk fremstillet af indtaget kulhydrater i kosten, men det kan også skabesi kroppen selv ved glukoneogenese. Glykolyse er den primære energimekanismegeneration i en bred vifte af celler og væv [37]. Denne mitokondrielle proces i sidste endehar til formål at generere, fra glukosemetabolisme, adenosintrifosfat (ATP) og reduceretnikotinamid adenindinukleotid (NAD). Men sammen med denne positive effekt afmitokondriel energi, disse organeller er også den primære kilde til ROS, som harværet involveret i en af ​​de bedst karakteriserede teorier om aldring, dvs. oxidativ stressteori [38,39]. ROS kan forårsage skade ved uopretteligt at påvirke strukturen hos mangekroppens molekyler, der er potente kontroller af naturlig aldring, f.eks. de telomere områderaf DNA [39]. 

Det har vist sig, at selv beskedne niveauer af metabolisk dysfunktion kan udøve dybtgåendevirkninger på CNS-væv [3,40,41]. Dette skyldes sandsynligvis forskellige faktorer, dvs. højenergetiskkrav til CNS, kombineret med en høj følsomhed af post-mitotisk neuronalt vævtil metabolisk stress [6,42]. Et af nøgleorganerne, der er ansvarlige for at opretholde en effektivinteraktion mellem neurologisk aktivitet og energibalance er hypothalamus. Det herlille, men vital del af hjernen er involveret i aldringsprocessen, da den koordinerer begge deleperifere og centrale funktioner forbundet med neuroendokrin funktionalitet, gennemhypothalamus-hypofyse-binyre (HPA) aksen [43]. RXFP3/RLN3-systemet er meget højtudtrykt i forskellige regioner involveret i HPA-aksen, såsom den paraventrikulære kerne,indikerer involvering i metabolisk kontrol [15,44–46]. Administration af corticotropin-frigivendefaktor (CRF) har vist sig at resultere i aktivering af RLN3-indeholdendeneuroner i nucleus incertus, hvilket yderligere understøtter dens funktionelle rolle i HPA-aksen [47]. DeAdder et al. [48] viste, at glukose-berøvede hjerneskiver viste øgetcelledød og beskadigelse, mens behandling med RLN3 returnerede disse niveauer til baseline.Desuden, blokering af receptoren ved hjælp af RXFP3-antagonisten, eliminerede B1-22R effektenaf RLN3-behandling. Desuden eliminerede tilsætningen af ​​L-NIL, en NOSII-hæmmer, delvistRLN3 behandlingseffekten. Dette indikerer involvering af NO-syntase i det beskyttendefunktion af RLN3/RXFP3-systemet ved glukosemangel [48].

I de senere år er det blevet tydeligt, at mitokondriel dysfunktion kan være en af ​​dissede centrale faktorer, der tillader metaboliske ændringer at påvirke aldringsprocessen [49,50]. ForRXFP3 signalsystem, det er interessant at bemærke, at den identificerede aldrende keystone faktorGIT2 har også vist sig at være en potent regulator af mitokondriel funktionalitet [10,51,52]. I betragtning af disse data er det ikke overraskende, at naturlige beskyttelsesmekanismer, f.eks. i tider medoxidativ stress såsom i iskæmisk slagtilfælde, der omfatter mitokondrie og respirationstøtte kan påvirkes af relaxin (relaxin-2 (RLN2) og RLN3) peptider [53]. GIT2 harogså vist sig at være følsom over for iskæmiske hændelser i flere væv [54]. Altså singlenukleotidpolymorfianalyse af store patientkohorter identificerede GIT2 som en markør, dergiver modtagelighed for tidligt indsættende MI myokardieinfarkt), hypertension eller kronisknyre sygdom.

2.2. Oxidativt stress

Oxidativt stress refererer til en ubalance mellem generering af ROS og antioxidanter, til fordel for ROS, hvilket fører til afbrydelse af redoxsignalering og kontrol og til sidstmolekylært oxidativt angreb [55]. ROS omfatter ustabile oxygenradikaler (f.eks. superoxidradikaler og ikke-radikale molekyler såsom hydrogenperoxid), der i moderate koncentrationer, har vigtige intracellulære signaleringsfunktioner, f.eks. til kontrol af nervetransmission og immunreguleringsprocesser. Desuden lave niveauer af oxidativ stressaf ROS synes endda at være gavnlig for organismer. Blandt andre Doonan et al. demonstreretat det faktisk kan forlænge levetiden i gær ogC. elegans[56,57], demonstrererROS's rolle i at udløse celleproliferation og overlevelse som reaktion på normal stresstilstande og fysiologiske signaler [57]. Oxidativ eksponering af celler forekommer naturligt somROS produceres kontinuerligt under normal aerob metabolisme via elektrontransportenkæde i mitokondrier, som ikke kun er en kilde til ATP, men også ROS [58]. Imidlertid,ROS produceres ikke på en ureguleret måde, med ROS-produktionshastigheder typisker ekstremt lav (~0.1 nM H2O2 dannet min−1 Mg−1 mitokondrielt protein, ~0,01 procentaf stofskiftet) [56]. Ikke desto mindre kan ROS-niveauer stige i beskadigede eller ældede mitokondriersom forårsager akkumulering af ROS ud over fysiologiske niveauer [56]. Når deresproduktion overvælder kapaciteten af ​​antioxidant-systemer, kan de forårsage irreversiblemolekylær skade på makromolekyler (f.eks. lipider, proteiner og nukleinsyrer) og akkumuleretcelleforstyrrelse, der påvirker flere cellulære funktioner, som over tid er forbundetmed cellulær senescens og aldring [6,58]. 

Van Gastel et al. [24] identificeret superoxiddismutase 1 (SOD1), sirtuin 1 (SIRT1),Ras GTPase-aktiverende og peroxiredoxin 6 (PRDX6) blandt proteinerne funktioneltinteragerer med RXFP3, hvilket indikerer en rolle i oxidativ stress-respons. Tab af PRDX6ekspression er tidligere blevet observeret i aldrende celler og viste sig at øge ROSproduktion [59]. Ydermere resulterede let overekspression af RXFP3 i en stigningudtryk for PRDX6, hvilket indikerer en synergistisk rolle i responsen på aldring og oxidativStress [24]. I lighed med PRDX6 er SOD1 også opreguleret med RXFP3 overekspression [24]. Sletning af SOD1 i gær- og musemodeller fører til øget oxidativt stress og DNAskade. Forhøjede oxidative stressfaktorer, såsom hydrogenperoxid, regulerer nuklearenlokalisering af SOD1. Denne proces er forbundet med den Ataxia-Telangiectasia-muterede(ATM)/mec1 serin/threonin proteinkinase (Mec1) regulering af genekspression tilforhindre oxidativ stress-relateret DNA-skade [60]. I lighed med SOD1 er SIRT1/FoxOakse er vigtig for reguleringen af ​​responsen på metabolisk og oxidativ stressgennem overekspression af antioxidanter [61]. Nylige beviser har også vistat relaxin-3, der virker via RXFP3, har kapaciteten til at dæmpe oxidativ skadeinduceret af glucosemangel i dyrkede hjerneskiver gennem manipulation afnitrogenoxidgenereringssystem [48]. Specificiteten af ​​denne effekt af relaxin-3 ved RXFP3blev demonstreret ved selektiv inhibering gennem virkningen af ​​RXFP3-antagonisten,B1-22R [48]. Samlet ser det ud til, at RXFP3-associerede signalkomplekser (oftebenævnt receptor nogle [10,24]) kunne fungere som en sensor for oxidativ stress og regulereden cellulære reaktion på det.

2.3. DNA-skade

Aminosyresekvensen af ​​RXFP3 viser flere phosphoryleringssteder for kinaserinvolveret i DDR (dvs. ATM/PRKDC ved serin 269 og 360:https://scansite4.mit.edu/, tilgået den 12. april 2022). Dette kunne forklare dets tilknytning til GIT2 i aldring ogneurodegeneration. Som nævnt er DNA-skader et af kendetegnene for aldringproces [32]. Det er blevet påvist, at mange fremskredne aldringsforstyrrelser er forbundet medmutationer i DDR-proteiner, f.eks. forekommer en mutation i ATM, der forårsager Ataxia-Telangiectasia(AT) [62]. ATM spiller en central rolle i opretholdelsen af ​​genomstabilitet og phosphorylaterproteiner involveret i den kanoniske DDR-proces. Fosforyleringen fortrinsvisforegår på serin (S) eller threonin (T) rester efterfulgt af glutamin (Q), den såkaldteSQ/TQ motiver [63]. Dette er nødvendigt for normal reparation af DNA-skader [63]. Interessant nok,nogle forskere har påvist, at ATM-proteinkinase er en sensor for ROS hos menneskerceller, der konkluderer, at ATM kan aktiveres direkte ved oxidation [64]. RXFP3 indeholder toSQ-motiver, hvilket stærkt antyder den potentielle involvering af RXFP3 som en sensor foroxidativ stress, der fører til aldring. RXFP3 indeholder også et phosphoryleringssted for PRKDC.PRKDC binder til SxQ-motiver, som i tilfælde af RXFP3 x er en leucin (L), der findes ireceptorsekvens i ekstracellulær loop 2. I klassiske klasse A GPCR'er er disse ATM og PRKDCsteder ville være placeret i det intracellulære domæne, hvorimod de i RXFP3 er placeret ide ekstracellulære sløjfer. Det er dog højst sandsynligt, at siderne i dette tilfælde stadig er tilgængeligetil intracellulær ATM/PRKDC. For nylig er det blevet antaget, at GPCR'er kan væreindsat vrangen ud i intracellulære membraner såsom kernen, endoplasmatisk retikulum,eller mitokondrier [65–67]. Dette ville betyde, at de ekstracellulære sløjfer er tilgængelige afintracellulær ATM/PRKDC. Desuden er det også blevet vist gennem overfladetilgængelighedtopologiske forudsigelser om, at disse tre steder sandsynligvis vil være tilgængelige for opløselige hydrofilefaktorer. Det er også blevet påvist, at størstedelen af ​​GPCR'er holdes i intracellulærtvesikler som en receptorreserve til plasmamembrangenanvendelse [68], og TRY-motivet sandsynligvisøger mængden af ​​intracellulære tilbageholdte receptorer [69].

Udover phosphoryleringsstederne for ATM og PRKDC blev det fundet, at aktiveringaf RXFP3, gennem dens endogene ligand RLN3, øget PRKDC-phosphoryleringmens det resulterer i et fald i histon H2AX (H2AX) og brystkræft type 1 modtagelighedprotein (BRCA1) phosphorylering [24]. H2AX-phosphorylering er en af ​​de førstemolekylære indikatorer for DNA-skader, der derefter kan repareres gennem aktiviteten afBRCA1. Co-immunpræcipitation ved anvendelse af selektiv affinitetsoprensning af en N-terminalthæmagglutinin-mærket RXFP3, indikerede også interaktionen mellem RXFP3 og aktiveret PRKDC,fremhæve betydningen af ​​RXFP3 i DNA-skade reparation gennem PRKDC [24].

2.4. Epigenetiske ændringer

Epigenetiske ændringer af nukleinsyrer er en del af den normale cellulære signaleringlandskab. Ændringer i mønstre af epigenetiske profiler på tværs af aldringsprocessen er potentielten af ​​nøglefaktorerne til at kontrollere individuelle sunde aldringsbaner [70–72]. Som aldringer forbundet med ændrede epigenetiske mekanismer for genregulering, såsom DNA-methylering,histonmodifikation og kromatin-ombygning og ikke-kodende RNA'er, det potentielle terapeutiske middelkontrol af disse mekanismer er en potentielt effektiv strategi til at forhindregenerering af patologiske ældningsfænotyper. Det har vist sig, at methyleringsstatus vedRXFP3 kan være forbundet med aldringsrelaterede ændringer i flere kræftformer, herunder endometrieog cervikale maligniteter [73–75]. Ændringer i methyleringsstatus er også blevet vistfor flere andre receptorer med hensyn til disse specifikke kræftformer, f.eks. orexin-2 receptor [76], CXC kemokinreceptor type 4 [77], og P2X purinoceptor 7 [78]. Det er interessant atBemærk dog, at med hensyn til RXFP3's rolle i aldringsprocessen, Huang et al. [79] identificerede koordinerede ændringer i RXFP3 epigenetisk regulering sammen med CIDEA (celledødaktivator CIDEA), som også er blevet impliceret i metabolisk pro-aging molekylær signaleringaktiviteter [80].

2.5. Næringsstofsansing

Den komplekse og indviklede ældningsproces er implicit forbundet med glucometabolikkensystem. Faktisk er mange af de første aldringsregulerende gener opdaget i arter som f.eksC. elegansvar næsten alle forbundet med det insulinotrope system [81,82]. I betragtning af dette er det også interessantat bemærke, at den metaboliske underbygning af næsten alle sygdomme nu er tydelig, hvilket viserbetydningen af ​​terapeutisk intervention i disse systemer [83–92]. Fra et indgrebsynspunkt, har simple livsstilsændringer efterfølgende vist, at kaloriebegrænsning(CR) kan være effektiv til at kontrollere det glucometaboliske system for at dæmpe forekomstenog omfanget af aldringsrelateret sygdom [93–99]. Det er således klart, at evnen til celler ogvæv til at fornemme brændstofkilder til energimetabolisme er afgørende for opretholdelsen af ​​homeostasegennem hele levetiden [100]. Hovedkomponenterne i signalveje, der er følsomme over for ændringer inæringsstoftilgængelighed inkluderer insulin, TOR (mål for rapamycin), AMPK (50 -AMP-aktiveretproteinkinase) og sødsmagsreceptorsystemet [86,101,102]. Forringelser af denne signaleringveje kan udløse forskellige stofskifteforstyrrelser. Således forstyrret funktion af AMPKkan reducere cellernes stressresistenskapacitet samt fremkalde udviklingen afinsulin resistens [103,104]. Aktivering eller undertrykkelse af metaboliske sensorer kan øgeslevetid i forskellige organismer og forbedre aldringsrelaterede indikatorer hos mennesker [105–107].

Mens en betydelig mængde af sansning af næringsstoffer styres direkte af faktorerknyttet til det insulinotrope system, er der flere andre systemer (inklusive GPCR'er)som også regulerer funktionaliteten af ​​dette levetidsregulerende paradigme. I dette lys er detinteressant at bemærke, at RLN3 er et insulinlignende peptid, der også har vist sig at være enkontrol af næringsstofføling og katabolisk metabolisme [108–110]. Demonstrerer yderligerenuance af placeringen af ​​RXFP3-systemet, har det også vist sig, at reguleringenaf fødeindtagelse er også forbundet med psykosociale ændringer, hvilket tyder på, at RXFP3 kanfungere som en forbindelse mellem generiske stressreaktioner og cellulære beskyttelsesmekanismer tilbekæmpe de skadelige virkninger af mangel på næringsstoffer [29]. For yderligere at undersøge dette, detville være interessant at undersøge et sådant forslag gennem implementeringen af ​​RXFP3antagonistintroduktion eller vævsselektiv RXFP3-ekspressionsdæmpning eller dæmpning medkort hårnåle RNA eller CRISPR/Cas9 tilgange.

2.6. Celleældning

Aldringsrelaterede sygdomme er forårsaget af den progressive nedbrydning af integriteten afkommunikationssystemer i og mellem organer. Denne proces er forbundet med en nedsateffektivitet af receptorsignalsystemer og en stigende manglende evne til at klare stress,fører til apoptose og cellulær senescens [111–113]. Cellulær alderdom er en naturlig procesunder embryonal udvikling, men for nylig har det vist sig også at være involveret iudviklingen af ​​aldringsrelaterede lidelser og anses nu for at være en af ​​de størstekendetegn ved aldring. Fremskridt i den molekylære forståelse af GPCR-signaleringskompleksitethar udvidet deres terapeutiske kapacitet enormt [114–118]. Således nye dataforeslår nu involvering af GPCR'er og deres fysisk associerende adapterproteiner iudvikling af cellulær alderdom [119–121]. Med den dokumenterede effekt af terapeutiskGPCR-målretning er det rimeligt nu at betragte GPCR'er som potentielle platforme til kontrolcellulær alderdom og aldringsrelaterede lidelser. RXFP3 er blevet funktionelt forbundet medældningsprocessen i flere undersøgelser. For nylig har Anckaerts et al. [122] viste detindgreb, der inducerede for tidlig ældning af hjernen og ældning (uden overdrevent celletab)i forbindelse med AD resulterede i signifikante formindskelser i både RXFP3- og GIT2-ekspressioni retrosplenial cortex. Senescent cellulære programmer, især i den aldrende sammenhæng, erofte induceret af overbelastning af celler med oxidativt stress. Flere undersøgelser har kædet sammendenne skadelige proces til den betydelige ændring af RXFP3-ekspressionsniveauer [24,123] såvelsom ROS-regulerende faktor PRDX6 [24,124]. PRDX6 har efterfølgende vist sig at være enafgørende integrator af aldringsassocierede cellulære senescensprogrammer [59]. 

2.7. Proteostase/fibrose

Opretholdelse af cellulær proteinhomeostase eller proteostase kræver det velkoordineredekontrol af proteinsyntese, foldning, konformationel integritet og i sidste ende nedbrydning. Proteostaseaktiviteter koordinerer disse forskelligartede processer på tværs af alles levetidorganismer [125]. Det proteolytiske regulatoriske netværk sikrer, at cellerne har proteinernede har brug for, mens de minimerer fejlfoldning eller sammenlægning af begivenheder, der er kendetegnaf aldringsassocierede proteinopatier, såsom Alzheimers, Parkinsons og Huntingtonssygdom [126–130]. Det er nu klart, at cellernes evne til at opretholde proteostase undergåret fald under aldring, hvilket gør organismen modtagelig for disse patologier. Enaf de mest almindelige patologiske følgevirkninger af ændret proteostase er dysfunktionen afkælderkomplekser (et ekstracellulært matrixnetværk af glycoproteiner og proteoglycaner)der kan forårsage fibrose i flere væv gennem hele levetiden [41]. I betragtning af vores tidligeredemonstreret bevis for den potentielle anti-aging aktivitet af RXFP3 [24], det erikke overraskende, at komponenter i RXFP3/RLN3-systemet har vist sig at haveantifibrotisk aktivitet. For eksempel har Hossain et al. [131] viste, at RLN3, omend handlendevia RXFP1-receptoren, kunne reducere kollagenekspression i en murin kardiomyopatimodel. Det er også blevet vist, at RLN3-behandling af hjertefibroblaster hæmmede ROSog inflammasom-medieret kollagensyntese under høje glukoseforhold [132]. Iud over dette, i forbindelse med dyrkede hjertefibroblaster, eksponering af disse celler forhyperglykæmiske tilstande (der disponerer for fibrose) forårsager en stigning i mRNA-niveaueraf RXFP3 [133]. Baseret på disse data er det klart, at RLN3/RXFP3-signalering kunne repræsentere enny terapeutisk vej for diabetisk kardiomyopati [133]. 

Spørg for mere:

E-mail:wallence.suen@wecistanche.com whatsapp: plus 86 15292862950