Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Căng thẳng oxy hóa và hoạt động aminopeptidase trong bệnh Huntington
Tóm tắt
Bệnh Huntington (HD) là một rối loạn thoái hóa thần kinh di truyền. Căng thẳng oxy hóa, rối loạn chức năng ty thể và rối loạn chuyển hóa protein đã được cho là có liên quan đến sinh bệnh học của nó. Tuy nhiên, sự đóng góp của những hiện tượng này đối với sự khởi phát hoặc tiến triển của HD vẫn chưa được hiểu rõ, và chúng đã ít được nghiên cứu trong máu ngoại vi. Chúng tôi đã phân tích nồng độ peroxide lipid huyết tương (LPO) và lactate (LAC) như là các chỉ số của căng thẳng oxy hóa và rối loạn chức năng ty thể ở những bệnh nhân HD có triệu chứng (sHD) và những người mang gen HD không có triệu chứng (aHD). Chúng tôi cũng đo hoạt tính của các aminopeptidase (AP), một nhóm enzyme proteolytic quan trọng trong huyết tương. Nồng độ LPO và LAC tăng đáng kể ở bệnh nhân sHD nhưng không ở những người mang gen aHD. Hoạt tính của aspartate và glutamate AP giảm đáng kể ở bệnh nhân sHD và những người mang gen aHD. Những phát hiện này cho thấy bệnh nhân sHD đang chịu căng thẳng oxy hóa, điều này có thể thúc đẩy sự tiến triển của căn bệnh. Hoạt tính AP trong huyết tương đã giảm trước khi xuất hiện triệu chứng HD và căng thẳng oxy hóa và có thể liên quan đến rối loạn chuyển hóa protein. Những kết quả này chỉ ra rằng liệu pháp nhằm cải thiện căng thẳng oxy hóa và bình thường hóa hoạt tính AP có thể hữu ích trong việc điều trị HD. Đồng thời, chúng cũng gợi ý rằng sự giảm hoạt tính AP trong huyết tương ở những người mang gen aHD có thể dự đoán sự khởi phát triệu chứng HD trong tương lai.
Từ khóa
#bệnh Huntington #căng thẳng oxy hóa #enzyme aminpeptidase #rối loạn chức năng ty thể #chuyển hóa proteinTài liệu tham khảo
Andersen JK (2004) Oxidative stress in neurodegeneration: cause or consequence? Nat Rev Neurosci 5(S10):S18–S25
Arrasate M, Mitra S, Schweitzer ES, Segal MR, Finkbeiner S (2004) Inclusion body formation reduces levels of mutant huntingtin and the risk of neuronal death. Nature 431:805–810
Banegas I, Prieto I, Vives F, Alba F, Duran R, Segarra AB, de Gasparo M, Ramírez M (2004) Plasma aminopeptidase activities in rats after left and right intrastriatal administration of 6-hydroxydopamine. Neuroendocrinology 80:219–224
Banegas I, Prieto I, Vives F, Alba F, de Gasparo M, Segarra AB, Hermoso F, Duran R, Ramírez M (2006) Brain aminopeptidases and hypertension. J Renin Angiotensin Aldosterone Syst 7(3):129–134
Bhutani N, Venkatraman P, Goldberg AL (2007) Puromycin-sensitive aminopeptidase is the major peptidase responsible for digesting polyglutamine sequences released by proteasomes during protein degradation. EMBO J 26:1385–1396
Blanco S, Suarez A, Gandia-Pla S, Gómez-Llorente C, Antúnez A, Gómez-Capilla JA, Fárez-Vidal E (2008) Use of capillary electrophoresis for accurate determination of CAG repeats causing Huntington disease. An oligonucleotide design avoiding shadow bands. Scand J Clin Lab Invest 68:577–584
Browne SE, Ferrante RJ, Beal MF (1999) Oxidative stress in Huntington’s disease. Brain Pathol 9:147–163
Butterworth J (1986) Changes in nine enzyme markers for neurons, glia, and endothelial cells in agonal state and Huntington’s disease caudate nucleus. J Neurochem 47:583–587
Chen CM, Wu YR, Cheng ML, Liu JL, Lee YM, Le PW, Soong BW, Chiu DTY (2007) Increased oxidative damage and mitochondrial abnormalities in the peripheral blood of Huntington’s disease patients. Biochem Biophys Res Commun 359:335–340
Dawbarn D, Zamir N, Waters CM, Hunt SP, Emson PC, Brownstein MJ (1986) Peptides derived from prodynorphin are decreased in basal ganglia of Huntington’s disease brains. Brain Res 372:155–158
Finsterer J (2005) Lactate stress testing in sporadic amyotrophic lateral sclerosis. Int J Neurosci 115:583–591
Gil JM, Rego AC (2008) Mechanisms of neurodegeneration in Huntington’s disease. Eur J Neurosci 27:2803–2820
Goswami A, Dikshit P, Mishra A, Mulherkar S, Nukina N, Jana NR (2006) Oxidative stress promotes mutant huntingtin aggregation and mutant huntingtin-dependent cell death by mimicking proteasomal malfunction. Biochem Biophys Res Commun 342:184–190
Grünewald T, Beal MF (1999) Bioenergetics in Huntington’s disease. Ann NY Acad Sci 893:203–213
Gu M, Gash MT, Mann VM, Javay-Agid F, Cooper JM, Schapira AHV (1996) Mitochondrial defect in Huntington’s disease caudate nucleus. Ann Neurol 39:385–389
Harms L, Meierkord H, Timm G, Pfeiffer L, Ludolph AC (1997) Decreased N-acetyl-aspartate/choline ratio and increased lactate in the frontal lobe of patients with Huntington’s disease group: a proton magnetic resonance spectroscopy study. J Neurol Neurosurg Psychiatry 62:27–30
Hui K (2007) Brain-specific aminopeptidase: from enkephalinase to protector against neurodegeneration. Neurochem Res 32:2062–2071
Huntington Study Group (1996) Unified Huntington’s disease rating scale: reliability and consistency. Mov Disord 11:136–142
Iadarola MJ, Mouradian MM (1989) Decrease in a proenkephalin peptide in cerebrospinal fluid in Huntington’s disease and progressive supranuclear palsy. Brain Res 479:397–401
Jenkins BC, Koroshetz WJ, Beal MF, Rosen BR (1993) Evidence for impairment of energy metabolism in vivo in Huntington’s disease using localized 1H NMR spectroscopy. Neurology 43:2689–2695
Klepac N, Relja M, Klepac R, Hecimovic S, Babic T, Trkulja V (2007) Oxidative stress parameters in plasma of Huntington’s disease patients, asymptomatic Huntington’s disease gene carriers and healthy subjects. J Neurol 254:1676–1683
Li SH, Li XJ (2004) Huntingtin–protein interactions and the pathogenesis of Huntington’s disease. Trends Genet 20:146–154
Martin E, Rosenthal RE, Fiskum G (2005) Pyruvate dehydrogenase complex: metabolic link to ischemic brain injury and target of oxidative stress. J Neurosci Res 79:240–247
Martin WR, Wieler M, Hanstock CC (2007) Is brain lactate increased in Huntington’s disease? J Neurol Res 263:70–74
Mendelshon FA, Jenkins TA, Berkevic SF (1993) Effects of angiotensin II on dopamine and serotonine turnover in the striatum of conscious rats. Brain Res 613:221–229
Mitsui T, Nomura S, Itakura A, Mizutani S (2004) Role of aminopeptidases in the blood pressure regulation. Biol Pharm Bull 27:768–771
Mota N, Iturrioz X, Claperon C, Bodineau L, Fassot C, Roques BP, Palkovits M, Llorens-Cortes C (2008) Human brain aminopeptidase A: biochemical properties and distribution in brain nuclei. J Neurochem 106:416–428
Petrasch-Parwez E, Nguyen H, Löbbecke-Schumacher M, Habbes HW, Wieczorek S, Riess O, Andres KH, Dermietzel R, Von Hörsten S (2007) Cellular and subcellular localization of Huntington aggregates in the brain of a rat transgenic for Huntington disease. J Comp Neurol 501(5):716–730
Potolicchio I, Carven GJ, Xu S, Stipp C, Riese RJ, Stern LJ, Santambrogio L (2005) Proteomic analysis of microglia-derived exosomes. Metabolic role of the aminopeptidase CD13 in neuropeptide catabolism. J Immunol 175(4):2237–2243
Saft C, Zange J, Andrich J, Müller K, Lindenberg K, Landwehrmeyer B, Vorgerd M, Kraus PH, Przuntek H, Schöls L (2005) Mitochondrial impairment in patients and asymptomatic mutation carriers of Huntington’s disease. Mov Disord 20:674–679
Sayre LM, Perry G, Smith MA (2008) Oxidative stress and neurotoxicity. Chem Res Toxicol 21:172–188
Spires TL, Hannan AJ (2007) Molecular mechanisms mediating pathological plasticity in Huntington’s disease and Alzheimer’s disease. J Neurochem 100:874–882
Stöckel-Maschek A, Stiebitz B, Koelsch R, Neubert K (2003) A continuous fluorimetric assay for aminopeptidase P detailed analysis of product inhibition. Anal Biochem 322:60–67
Stragier B, Sarre S, Vanderheyden P, Vauquelin G, Fournie-Zaluski MC, Ebinger G, Michotte Y (2004) Metabolism of angiotensin II is required for its in vivo effect on dopamine release in the striatum of the rat. J Neurochem 90:1251–1257
Trushina E, McMurray CT (2007) Oxidative stress and mitochondrial dysfunction in neurodegenerative diseases. Neuroscience 145:1233–1248
Walker FO (2007) Huntington’s disease. Lancet 369:218–228