Παθογόνος μηχανισμός της συνουκλεΐνης σε ένα μοντέλο HiPSC της νόσου του Πάρκινσον

Αφηρημένη

-Η συνουκλεΐνη είναι ένας ολοένα και πιο σημαντικός παράγοντας στην παθολογία μιας ποικιλίας νευροεκφυλιστικών καταστάσεων. Η νόσος του Πάρκινσον (PD) είναι μια νευροεκφυλιστική διαταραχή που επηρεάζει κυρίως τους ντοπαμινεργικούς νευρώνες (DA) στη μέλαινα ουσία του εγκεφάλου. Χαρακτηριστική της παθολογίας της PD είναι η εύρεση συσσωματώσεων πρωτεϊνών που ονομάζονται «σώματα Lewy» στις πληγείσες περιοχές του εγκεφάλου. -Η συνουκλεΐνη εμπλέκεται σε πολλές ασθένειες, συμπεριλαμβανομένης της άνοιας με σώματα Lewy (DLB) και της νόσου του Αλτσχάιμερ. Ωστόσο, η PD είναι η πιο κοινή συνουκλεϊνοπάθεια και συνεχίζει να αποτελεί σημαντικό επίκεντρο της έρευνας της PD όσον αφορά την παθολογία του σώματος -συνουκλεΐνη Lewy. Οι μεταλλάξεις σε πολλά γονίδια σχετίζονται με την ανάπτυξη της PD, συμπεριλαμβανομένου του SNCA, το οποίο κωδικοποιεί τη συνουκλεΐνη. Μια ποικιλία μοντέλων συστημάτων έχουν χρησιμοποιηθεί για τη μελέτη της φυσιολογίας και της παθοφυσιολογίας της συνουκλεΐνης σε μια προσπάθεια να συσχετιστούν πιο στενά με την παθολογία της PD. Αυτά τα μοντέλα περιλαμβάνουν κυτταρικά και ζωικά συστήματα που εξερευνούν διαγονιδιακές τεχνολογίες, έκφραση ιικών φορέων, προσεγγίσεις knockdown και μοντέλα για τη μελέτη των πιθανών επιδράσεων της συνουκλεΐνης που μοιάζουν με πρωτεΐνη πριόν. Η τρέχουσα ανασκόπηση εστιάζει σε μοντέλα πολυδύναμων βλαστοκυττάρων που προκαλούνται από τον άνθρωπο (iPSC) με ειδική εστίαση σε μεταλλάξεις ή πολλαπλασιασμούς του γονιδίου SNCA. Τα iPSC είναι μια ταχέως εξελισσόμενη τεχνολογία με τεράστιες υποσχέσεις στη μελέτη της φυσιολογικής φυσιολογίας και της μοντελοποίησης ασθενειών in vitro. Η ικανότητα διατήρησης του γενετικού υποβάθρου ενός ασθενούς και η αναπαραγωγή παρόμοιων φαινοτύπων κυττάρων καθιστούν τα iPSC ένα ισχυρό εργαλείο στη μελέτη νευρολογικών παθήσεων. Αυτή η ανασκόπηση εστιάζει στην τρέχουσα γνώση σχετικά με τη φυσιολογική λειτουργία της συνουκλεΐνης καθώς και στο ρόλο της στην παθογένεση της PD με βάση τα ανθρώπινα μοντέλα iPSC.

Λέξεις-κλειδιά

-παθογένεση συνουκλεΐνης; Μοντέλα hiPSC. Νόσος Πάρκινσον; Νευροεκφυλιστικές ασθένειες;Οφέλη Cistanche.

Κάντε κλικ εδώ για να αγοράσετεΣυμπληρώματα Cistanche

Εισαγωγή

Οι νευροεκφυλιστικές ασθένειες είναι μια ομάδα προοδευτικών διαταραχών που χαρακτηρίζονται από θάνατο νευρωνικών κυττάρων, εξαιρουμένων των καταστάσεων που σχετίζονται κυρίως με ισχαιμία, μόλυνση ή κακοήθεια [1]. Οι νευροεκφυλιστικές παθήσεις είναι οι πιο κοινές διαταραχές που σχετίζονται με την ηλικία στον άνθρωπο, γίνονται όλο και πιο διαδεδομένες και επηρεάζουν εκατομμύρια ανθρώπους παγκοσμίως. Παρά τις σημαντικές επιστημονικές και κλινικές ερευνητικές προσπάθειες, εξακολουθούν να λείπουν αποτελεσματικές θεραπείες. Επομένως, είναι ζωτικής σημασίας να γεφυρωθούν τα κενά στην κατανόησή μας για τις φυσιολογικές και παθολογικές διεργασίες που κρύβονται πίσω από τον νευροεκφυλισμό για να διευκολυνθεί η ανάπτυξη στοχευμένων και αποτελεσματικών στρατηγικών θεραπείας. Τα τελευταία 25 χρόνια, έχουν εντοπιστεί πολλοί κυτταρικοί και μοριακοί μηχανισμοί που σχετίζονται με τον εκφυλισμό των νευρώνων, οι πιο σημαντικοί μεταξύ αυτών είναι η εναπόθεση συσσωματωμάτων πρωτεΐνης [2], οι μεταλλάξεις του μιτοχονδριακού DNA [3] και το οξειδωτικό στρες [4]. Ο σχηματισμός μη φυσιολογικών συσσωματωμάτων φυσιολογικών πρωτεϊνών έχει λάβει μεγάλο ενδιαφέρον και έχει αναγνωριστεί ως βασικό χαρακτηριστικό για πολλές νευροεκφυλιστικές ασθένειες, οι οποίες πλέον ομαδοποιούνται σε αυτό που ονομάζεται πρωτεϊνοπάθειες [5]. Οι νευροεκφυλιστικές πρωτεϊνοπάθειες αντιπροσωπεύουν μια ομάδα ασθενειών που ορίζονται από ακατάλληλη συσσώρευση, εναπόθεση και/ή συσσώρευση μιας φυσιολογικής πρωτεΐνης που έχει σημαντική φυσιολογική φυσιολογική λειτουργία. Οι πρωτεϊνοπάθειες ταξινομούνται με βάση την κύρια πρωτεΐνη που βρίσκεται σε αυτές τις εναποθέσεις, επομένως, οι ταυοπάθειες περιέχουν κυρίως τ πρωτεΐνη και οι πρωτεϊνοπάθειες TDP-43 περιέχουν TDP-43 [6]. -Η συνουκλεΐνη είναι βασικό μέλος αυτής της ομάδας πρωτεϊνών που εμπλέκονται στη νευροεκφυλιστική νόσο.

-Η συνουκλεΐνη έχει αποδειχθεί ότι παίζει βασικό ρόλο στην παθολογία μιας ποικιλίας νευροεκφυλιστικών καταστάσεων, που ομαδοποιούνται ως συνουκλεινοπάθειες. -Η συνουκλεΐνη κωδικοποιείται από το γονίδιο SNCA που βρίσκεται στο χρωμόσωμα 4 (4q21.3-22) και οι μεταλλάξεις σε αυτό το γονίδιο δείχνουν ένα αυτοσωμικό κυρίαρχο πρότυπο κληρονομικότητας. Οι μεταλλάξεις σε αυτό το γονίδιο έχει αποδειχθεί ότι οδηγούν σε συσσώρευση και συσσώρευση συνουκλεΐνης που εμφανίζεται σε πολλούς τύπους νευροεκφυλιστικών καταστάσεων [7-9]. Γνωστές ασθένειες όπως η νόσος του Πάρκινσον (PD), η άνοια με σωμάτια Lewy (DLB) και η πολλαπλή ατροφία του συστήματος (MSA) καταγράφονται σε αυτήν την ομάδα, καθώς και λιγότερο κοινές παθολογίες όπως οι νευραξονικές δυστροφίες, η καθαρή αυτόνομη ανεπάρκεια (PAF) ή διαταραχή συμπεριφοράς ύπνου REM [10].

Επί του παρόντος, υπάρχει ένα ευρύ φάσμα συστημάτων μοντέλων που είναι διαθέσιμα για να βοηθήσουν στη μελέτη των συνουκλεϊνοπαθειών. Τα ζωικά μοντέλα παρέχουν πολύτιμες πληροφορίες σχετικά με αλλαγές συμπεριφοράς που σχετίζονται με νευρωνικές αλλοιώσεις, αλλά οι διαφορές των ειδών δημιουργούν εμπόδιο στην απόκτηση φαινοτύπων που μπορούν να μεταφραστούν από τον άνθρωπο. Τα κυτταρικά μοντέλα έχουν το πλεονέκτημα ότι επιτρέπουν στην παθολογία να αναπτυχθεί γρήγορα, είναι οικονομικά αποδοτικά και μπορούν να υποβληθούν σε γενετική χειραγώγηση πιο εύκολα, κερδίζοντας ενδιαφέρον, ειδικά σε μοριακές και κυτταρικές μελέτες. Τα τελευταία 14 χρόνια, η εμφάνιση της τεχνολογίας επαγόμενων πολυδύναμων βλαστοκυττάρων (iPSC) έχει βελτιώσει σημαντικά την κατανόησή μας για τους συγκεκριμένους μοριακούς μηχανισμούς ασθένειας, καθώς και την ανάπτυξη πιθανών νέων θεραπευτικών μεθόδων και ελέγχου φαρμάκων. Αυτή η τεχνολογία βασίζεται στην ικανότητα επαναπρογραμματισμού ινοβλαστών ασθενών που σχετίζονται με συγκεκριμένη νόσο, εξαναγκάζοντας την έκφραση συγκεκριμένων παραγόντων μεταγραφής (συνηθέστερα, Oct4, Sox2, cMyc και Klf4), με αποτέλεσμα μια πολυδύναμη κατάσταση. Στη συνέχεια, αυτά τα πολυδύναμα κύτταρα στη συνέχεια διαφοροποιούνται σε συγκεκριμένα σωματικά ώριμα κύτταρα ενδιαφέροντος [11]. Αυτός ο τύπος προσέγγισης είναι κοινώς γνωστός ως μοντελοποίηση «ασθένειας σε πιάτο» [12] (Εικόνα 1). Αυτή η μεθοδολογία έχει το πλεονέκτημα ότι διατηρεί το πλήρες γενετικό υπόβαθρο του ασθενούς και επιτρέπει τη μελέτη της επίδρασης ορισμένων βασικών μεταλλάξεων στην παθοφυσιολογία, επιτρέποντας τον χαρακτηρισμό βασικών φαινοτύπων που βασίζονται σε κυτταρικές μεταλλάξεις σε πολύπλοκες ασθένειες όπως η PD [13].

Οι ντοπαμινεργικοί νευρώνες (DA) είναι ο κύριος κυτταρικός τύπος που χρησιμοποιείται για τη μελέτη του νευροεκφυλισμού σε PD χρησιμοποιώντας πολλά διαφορετικά πρωτόκολλα. Τα περισσότερα πρωτόκολλα περιλαμβάνουν την αναγκαστική έκφραση του LMX1A, το οποίο κωδικοποιεί έναν μεταγραφικό παράγοντα κρίσιμο για την ταυτότητα του κοιλιακού μεσαίου εγκεφάλου, ακολουθώντας μια προσέγγιση αναστολής διπλής SMAD. Αυτή η διαδικασία βασίζεται στη χρήση των ενώσεων Noggin και SB431542 που δρουν ως αναστολείς της οικογένειας πρωτεϊνών μετατροπέα σήματος SMAD (ακρωνύμιο από τη σύντηξη των γονιδίων SMA Caenorhabditis elegans και του Drosophila MAD, Mothers κατά δεκαπενταπληγικών), οι οποίες είναι βασικοί ρυθμιστές της ανάπτυξη κυττάρων [14-16]. Πιο πρόσφατα, η διαφοροποίηση μπορεί να κατευθυνθεί από την αναγκαστική υπερέκφραση των παραγόντων ASCL1, NURR1 και LMX1A [17]. Ο επαναπρογραμματισμός των κυττάρων ασθενών με PD και η διαφοροποίηση σε νευρώνες DA έχει αναθεωρηθεί εκτενώς αλλού [18,19].

Αναγνωρίζοντας τις πολύτιμες πληροφορίες που προσφέρουν τα μοντέλα iPSC και τη σημασία της -συνουκλεΐνης στον νευροεκφυλισμό, αυτή η ανασκόπηση θα επικεντρωθεί στη γνώση που αποκτήθηκε από τη μελέτη μεταλλάξεων SNCA σε συστήματα μοντέλων iPSC, την εξερεύνηση της συσσωμάτωσης και της τοξικότητας της συνουκλεΐνης. Σε αυτό το πλαίσιο, θα συζητηθούν ορισμένα σχετικά ερωτήματα: είναι οι μεταλλάξεις στο γονίδιο SNCA ο μόνος υποκινητής της συσσωμάτωσης -συνουκλεΐνης; Ποιο είναι το παθογόνο αποτέλεσμα των μεταλλάξεων SNCA που διαφέρει από τη συσσώρευση -συνουκλεΐνης;

-συνουκλεΐνη: δομή και φυσιολογική φυσιολογική λειτουργία

Με βάση την υπάρχουσα βιβλιογραφία, η -συνουκλεΐνη είναι μια πρωτεΐνη 14-kDa, που εκφράζεται πανταχού παρόν σε προσυναπτικά άκρα του εγκεφάλου, κυρίως σε διεγερτικούς νευρώνες, που αναφέρθηκε για πρώτη φορά το 1988 [20]. Η φυσική δομή μιας πρωτεΐνης -συνουκλεΐνης εξακολουθεί να αποτελεί πηγή συζήτησης, αλλά θεωρείται μια εγγενώς ξεδιπλωμένη πρωτεΐνη υπό κανονικές φυσιολογικές συνθήκες [21,22]. Έτσι η δομή του μπορεί να ποικίλλει ανάλογα με τις αλλαγές στο τοπικό περιβάλλον [23], όπου μπορεί να αλληλεπιδράσει με λιπίδια [24] ή μέταλλα [25]. Οι αλλαγές στη δομή της συνουκλεΐνης πιστεύεται ότι σχετίζονται με την παθολογική της λανθασμένη αναδίπλωση και συσσώρευση που παρατηρείται συνήθως στις συνουκλεϊνοπάθειες [26]. Για παράδειγμα, ο σχηματισμός ολιγομερών συνουκλεΐνης που προκαλείται από μεταλλάξεις όπως οι E35K και E57K έχει δει ότι επηρεάζει τη διαπερατότητα και την ακεραιότητα της κυτταρικής μεμβράνης προάγοντας τον θάνατο του κυττάρου [27]. Ενώ πολλοί παράγοντες μπορούν να συμβάλουν στην ανώμαλη παραγωγή και συσσώρευση συνουκλεΐνης, ένας από τους κύριους συντελεστές είναι οι μεταλλάξεις του γονιδίου SNCA που κωδικοποιεί τη συνουκλεΐνη και αυτό το γονίδιο ήταν η πρώτη μετάλλαξη που αναφέρθηκε στην αυτοσωματική επικρατούσα PD [28] με μετέπειτα συσχέτιση με το DLB [28]. 8]. Η ακριβής φυσιολογική λειτουργία της -συνουκλεΐνης είναι ακόμα άγνωστη, αλλά έχουν εντοπιστεί διάφοροι ρόλοι που σχετίζονται με τη συναπτική λειτουργία. Αυτές οι λειτουργίες περιλαμβάνουν τη ομαδοποίηση κυστιδίων, την ανακύκλωση και τη συντήρηση της δεξαμενής αποθεμάτων συναπτικών κυστιδίων [29,30]. Επιπλέον, η -συνουκλεΐνη έχει αποδειχθεί ότι προάγει το σχηματισμό συμπλόκου SNARE που ενισχύει την απελευθέρωση νευροδιαβιβαστών [31]. Επιπλέον, εμπλέκεται επίσης στη ρύθμιση της ενδοκυτταρικής διακίνησης μέσω αλληλεπίδρασης με πολλαπλά μέλη της οικογένειας Rab GTPase [32], καθώς και με τον πυρήνα των μικροσωληνίσκων και την ταχύτητα ανάπτυξης [33]. Άλλες μελέτες που βασίζονται σε δεδομένα από εγκεφάλους PD δείχνουν ότι η -συνουκλεΐνη μπορεί επίσης να ρυθμίσει τα επίπεδα ντοπαμίνης επηρεάζοντας τη δραστηριότητα DAT [34]. Τα αυξημένα επίπεδα ντοπαμίνης μπορεί να οδηγήσουν σε κυτταρική βλάβη ως συνέπεια του οξειδωτικού στρες [35]. Πιο πρόσφατα, η -συνουκλεΐνη έχει αποδειχθεί ότι αναστέλλει τη φωσφολιπάση D (PLD) η οποία είναι υπεύθυνη για τη μετατροπή της φωσφατιδυλοχολίνης σε φωσφατιδικό οξύ, ρυθμίζοντας νευρωνικές διεργασίες όπως η ανάπτυξη, η διαφοροποίηση και η απελευθέρωση νευροδιαβιβαστών και ο νευροεκφυλισμός DA [36,37]. -Η συνουκλεΐνη έχει επίσης αναφερθεί ότι παίζει ρόλο στη νευροφλεγμονή με την έναρξη μιας ανοσολογικής απόκρισης. Η εξωκυτταρική συνουκλεΐνη μπορεί να προκαλέσει την ενεργοποίηση και τον πολλαπλασιασμό των ανοσοκυττάρων, την έκκριση κυτοκίνης και τη φαγοκυττάρωση [38,39].

-φαινότυπος συνουκλεΐνης σε μοντέλα που προέρχονται από iPSC με μεταλλαγμένο SNCA

Τα iPSC προσφέρουν πολλά πλεονεκτήματα σε σχέση με άλλα μοντέλα συστημάτων, με απεριόριστη παροχή κλινικά σχετικών φαινοτυπικών κυττάρων ανθρώπινης προέλευσης, διατηρώντας παράλληλα τα αρχικά γονιδιωματικά χαρακτηριστικά του ασθενούς, συμπεριλαμβανομένων γονιδιακών μεταλλάξεων ή χρωμοσωμικών ανωμαλιών. Οι κύριες παραλλαγές SNCA που σχετίζονται με τη γενετική PD, συμπεριλαμβανομένων των τριπλασιασμών/διπλασιασμών [40] και των μεταλλάξεων με λανθασμένα σημεία όπως οι A53T [41], A30T [42] ή E46K [9] έχουν μοντελοποιηθεί σε iPSC. Λόγω του υψηλού επιπολασμού των τριπλασιασμών ή της μετάλλαξης A53T SNCA σε ασθενείς με PD, η συντριπτική πλειονότητα των μοντέλων iPSC μέχρι σήμερα εστιάζεται σε αυτούς τους δύο τύπους μετάλλαξης και οι χαρακτηριστικοί φαινότυποι τους συνοψίζονται στο Σχήμα 2.

Μοντέλα iPSC τριπλασιασμού SNCA

Ο πολλαπλασιασμός του γονιδίου SNCA σχετίζεται με νεότερη ηλικία έναρξης PD και αυξημένη σοβαρότητα των συμπτωμάτων. Οι τριπλασιασμοί του SNCA έχουν ως αποτέλεσμα τη δημιουργία επιπλέον αντιγράφων του γονιδίου SNCA και την υπερέκφραση της άγριου τύπου -συνουκλεΐνης που οδηγεί στο σχηματισμό τοξικών συσσωματωμάτων και εκτεταμένη νευρωνική βλάβη [43], υποδηλώνοντας μια δοσοεξαρτώμενη επίδραση της συνουκλεΐνης στην αιτιολογία της νόσου. Οι φορείς τριπλασιασμού SNCA παρουσιάζουν πιο σοβαρό φαινότυπο και εμφανίζουν πιο γρήγορη εξέλιξη της νόσου από τους φορείς διπλασιασμού και σε πολλές περιπτώσεις παρουσιάζουν πρόσθετα κινητικά χαρακτηριστικά [44]. Η νευροπαθολογική εξέταση του εγκεφάλου ασθενών με PD με τριπλασιασμό SNCA δείχνει σοβαρό εκφυλισμό της μέλαινας ουσίας, αξιοσημείωτη νευρωνική απώλεια και κενοτοπίωση στον κροταφικό φλοιό, καθώς και εκτεταμένη συσσώρευση σώματος Lewy [45]. Αυτή η παθολογία αντικατοπτρίζεται σε νευρώνες DA που προέρχονται από iPSC με τριπλασιασμό SNCA, οι οποίοι εμφανίζουν αυξημένα επίπεδα mRNA της συνουκλεΐνης, με αποτέλεσμα μη φυσιολογικά και αυξημένα επίπεδα έκφρασης πρωτεΐνης [46]. Επιπλέον, οι νευρώνες που προέρχονται από το iPSC που φιλοξενούν αυτή τη μετάλλαξη εμφανίζουν υψηλότερα επίπεδα φωσφορυλίωσης συνουκλεΐνης, κάτι που απαντάται συνήθως στους εγκεφάλους PD [47], καθώς και μη φυσιολογικές αυξήσεις στα συσσωματώματα της συνουκλεΐνης και στα σώματα Lewy [9,48].

Τα μοντέλα iPSC αρχίζουν επίσης να παρέχουν πρόσθετες πληροφορίες σχετικά με τις υποκείμενες μοριακές οδούς με τους τριπλασιασμούς SNCA. Το στρες του ενδοπλασματικού δικτύου (ER) και η ενεργοποίηση της αποδιπλωμένης πρωτεϊνικής απόκρισης (UPR) βρέθηκε ότι ενεργοποιούνται σε νευρώνες που προέρχονται από iPSC που φιλοξενούν τριπλασιασμό SNCA [49]. Αυτό καταδεικνύει τον κρίσιμο ρόλο που διαδραματίζει το ER στην εξάλειψη των ανώμαλων συσσωματωμάτων πρωτεΐνης εντός του κυττάρου που οδηγεί σε στρες ER και σε συσχετισμένη UPR όταν υπερβαίνεται η χωρητικότητα ER.

Οι φυσιολογικές νευρωνικές διεργασίες επηρεάζονται από τον τριπλασιασμό του SNCA και τα μοντέλα iPSC έχουν δείξει ότι η διαφοροποίηση και η ωρίμανση των νευρώνων μεταβάλλονται από τον τριπλασιασμό του SNCA. Τριπλασιασμός SNCA Οι νευρώνες που προέρχονται από το iPSC δεν είναι σε θέση να δημιουργήσουν ένα τυπικό πολύπλοκο νευρωνικό δίκτυο, διατηρώντας την πολλαπλασιαστική τους ικανότητα και εμφανίζοντας ανεπαίσθητες αλλαγές στην ικανότητα διαφοροποίησης. Αυτές οι αλλοιώσεις υποστηρίζονται περαιτέρω από τις σημαντικές μειώσεις που παρατηρούνται σε γονίδια που σχετίζονται με τη διαφοροποίηση όπως τα DLK, GABABR2 και NURR1, και από τη μείωση του μήκους ανάπτυξης νευρίτη [46,47]. Αυτά τα δεδομένα υποδεικνύουν απώλεια της αναγεννητικής ικανότητας που μπορεί να επιδεινώσει περαιτέρω την απώλεια νευρώνων σε ασθενείς με PD.

Αν και η -συνουκλεΐνη εντοπίζεται κυρίως στα προσυναπτικά νευρικά τερματικά, ένα μικρό κλάσμα βρίσκεται επίσης στους κυτταρικούς πυρήνες. Οι νευρώνες iPSC με τριπλασιασμό SNCA εμφανίζουν αλλοιώσεις στη δομή του γονιδιώματος, με αποτέλεσμα βλάβη του DNA [50]. Αυτοί οι νευρώνες που προέρχονται από το iPSC εκφράζουν ανώμαλους φαινοτύπους γήρανσης, όπως αποδεικνύεται περαιτέρω από τη μειωμένη έκφραση των δεικτών ετεροχρωματίνης και την εμφάνιση ανώμαλου πυρηνικού φακέλου [48], καθώς και επηρεάζοντας την ακεραιότητα του γονιδιώματος προκαλώντας θραύσεις κλώνων DNA και κυτταρικό θάνατο [50].

Η μιτοχονδριακή δυσλειτουργία είναι ένα κοινό χαρακτηριστικό της νευρωνικής απώλειας και είναι το κύριο οργανίδιο που επηρεάζεται από την παθολογία της συνουκλεΐνης. Σύμφωνα με αυτό, είναι σύνηθες να βρίσκουμε μιτοχονδριακή βλάβη σε νευρώνες τριπλασιασμού SNCA που προέρχονται από iPSC [51]. Η μιτοχονδριακή δυσλειτουργία εκδηλώνεται ως μεταβολές στον ενεργειακό μεταβολισμό ως αποτέλεσμα διαταραχών σε βασικές διαδικασίες όπως η αναπνευστική ικανότητα και η παραγωγή ATP [52]. Όταν οι νευρώνες που προέρχονται από το iPSC του τριπλασιασμού του SNCA εκτίθενται σε χαμηλές συγκεντρώσεις της φερριτίνης ιονοφόρου ασβεστίου ή των ROS που προκαλούνται από λέιζερ, έχουν μεγαλύτερη ευαισθησία στο σχηματισμό μεταβατικών πόρων διαπερατότητας (PTPs) σε σύγκριση με τους νευρώνες ελέγχου [53]. Αρκετές μελέτες δείχνουν επίσης ότι οι μεταλλάξεις SNCA έχουν αυξημένη βασική ευαισθησία στο οξειδωτικό στρες που προκαλείται από τοξίνες, το οποίο μπορεί να επιδεινωθεί από αλληλεπιδράσεις μεταλλικών ιόντων [54]. Η έκθεση των νευρώνων που προέρχονται από το iPSC από τον τριπλασιασμό του SNCA σε τοξίνες όπως το 6OHDA έχει ως αποτέλεσμα αυξημένο κυτταρικό θάνατο και ενεργοποίηση κασπάσης{12}} [47] καθώς και αύξηση στα αυτοφαγοσώματα [46]. Αυτά τα αποτελέσματα υποστηρίζονται περαιτέρω από αυξημένα επίπεδα δεικτών οξειδωτικού στρες όπως DNAJA1, HMOX2, UCHL1 και HSPB1, που εμπλέκονται στην προστασία του κυττάρου από οξειδωτική βλάβη, και ΜΑΟΑ, που είναι πηγή οξειδωτικού στρες όταν υπερεκφράζεται σε αυτούς τους νευρώνες. 55].

Χάπια Cistanche

Μοντέλα iPSC μετάλλαξης SNCA-A53T

Οι νευρώνες που προέρχονται από το iPSC με τη μετάλλαξη A53T εμφανίζουν υψηλότερη τάση να παράγουν ολιγομερή και συσσωματώματα -συνουκλεΐνης σε σύγκριση με τους νευρώνες ελέγχου. Αυτό ταιριάζει καλά με αυτό που παρατηρείται στον ανθρώπινο εγκέφαλο σε ασθενείς που φέρουν την ίδια μετάλλαξη [41,56]. Η λανθασμένη μετάλλαξη SNCA-A53T ήταν η πρώτη που εντοπίστηκε και είναι η πιο κοινή μετάλλαξη που υπάρχει σε ασθενείς με PD [28]. Η μετάλλαξη A53T σχετίζεται με μια περίπου 10-χρόνια νωρίτερη ηλικία έναρξης σε σύγκριση με άλλες μεταλλάξεις παράνομα σημείου [44]. Η μετάλλαξη A53T σταθεροποιεί την πρωτεΐνη -συνουκλεΐνη σε φύλλα, οδηγώντας σε ταχύτερο ρυθμό σχηματισμού ινιδίων ως τοξικό κέρδος λειτουργίας, συμβάλλοντας στην πρώιμη έναρξη της οικογενούς PD [26,57]. Οι νευρώνες που προέρχονται από το iPSC παρουσιάζουν επίσης δυσρύθμιση στην παραγωγή πρωτεϊνών και τα σχετιζόμενα με τη μεταγραφή mRNAs λόγω της αλληλεπίδρασης της μεταλλαγμένης συνουκλεΐνης A53T με βασικούς μεταγραφικούς παράγοντες, ριβονουκλεοπρωτεΐνες και ριβοσωμικές πρωτεΐνες, με βάση αναφορές ανάλυσης σε όλο το γονιδίωμα [58]. Ωστόσο, μια άλλη μελέτη έδειξε μείωση στην αναλογία τετραμερών/μονομερών στους νευρώνες που προέρχονται από το SNCA-A53T iPSC σε σύγκριση με τον έλεγχο, υποδηλώνοντας ότι ορισμένες διαμορφώσεις όπως τα τετραμερή μπορεί να σταθεροποιήσουν την πρωτεΐνη και να αποτρέψουν τις τοξικές επιδράσεις που παρατηρούνται με ορισμένα ολιγομερή [59].

Όπως αναφέρθηκε για τον τριπλασιασμό του SNCA σε νευρώνες που προέρχονται από iPSC, το σύστημα UPR διαταράσσεται επίσης σε νευρώνες που προέρχονται από το iPSC του SNCA-A53T. Αυτό σχετίζεται με τη μείωση της έκφρασης του παράγοντα IRE, ο οποίος είναι βασικό συστατικό σε αυτή τη διαδικασία [60]. Η στενά συνδεδεμένη οδός του λυσοσωμικού στρες διαταράσσεται επίσης στους μεταλλαγμένους νευρώνες που προέρχονται από το iPSC του A53T, όπου η συνουκλεΐνη δεσμεύεται και απενεργοποιεί το ykt6, με αποτέλεσμα τη συσσώρευση πρωτεϊνών που μπορεί να είναι τοξική για τους νευρώνες [61].

Παρόμοια με τα μοτίβα δυστροφικών νευριτών που παρατηρούνται στους νευρώνες τριπλασιασμού του SNCA, αυτό συμβαίνει και στους νευρώνες που προέρχονται από το SNCA-A53T iPSC [56]. Οι διογκωμένοι κιρσοί και τα μεγάλα σφαιροειδή εγκλείσματα, που σχετίζονται με τον πρώιμο εκφυλισμό των νευριτών, υπάρχουν σε νευρώνες που προέρχονται από το SNCA-A53T iPSC. Αυτές οι αλλαγές οδηγούν σε διακοπή του σχηματισμού νευρωνικών δικτύων με σημαντική μείωση των συναπτικών επαφών [62]. Η συναπτική δραστηριότητα σε νευρώνες που προέρχονται από το SNCA-A53T iPSC διακυβεύεται με την προς τα κάτω ρύθμιση σημαντικών πρωτεϊνών προσκόλλησης κυττάρων προ- και μετασυναπτικής που παρατηρούνται [62]. Επιπλέον, η βλάβη αυτών των διεργασιών οδηγεί σε μεταβολή της συναπτικής δραστηριότητας με μεγαλύτερο μέσο πλάτος σε μεγαλύτερο αριθμό αυθόρμητων Ca2 συν παροδικών [56].

Στους νευρώνες SNCA-A53T, η διαδικασία της μιτοχονδριακής μεταφοράς έχει διαταραχθεί, η οποία φαίνεται να σχετίζεται με τη νίτρωση των μικροσωληνίσκων και την αδυναμία αλληλεπίδρασης με σύμπλοκα μιτοχονδριακής μεταφοράς [63]. Ομοίως, οι νευρώνες που προέρχονται από το SNCA-A53T iPSC εμφανίζουν καθυστέρηση μιτοφαγίας που σχετίζεται με την προς τα πάνω ρύθμιση του Miro1, μιας βασικής πρωτεΐνης που εμπλέκεται στη μιτοχονδριακή μεταφορά [64]. Η μιτοχονδριακή μορφολογία μεταβάλλεται επίσης σε ένα πιο κυκλικό και μη διακλαδισμένο σχήμα με σημαντική μείωση του δυναμικού της μεμβράνης στους μεταλλαγμένους νευρώνες [60]. Επιπλέον, οι αντιοξειδωτικές οδοί είναι αυξημένες, πιθανώς ως αντισταθμιστικός μηχανισμός ως απάντηση στην αύξηση του μιτοχονδριακού στρες. Έχει υποτεθεί ότι αυτό οφείλεται σε αυξημένα επίπεδα καταλάσης ή του συνενεργοποιητή υποδοχέα που ενεργοποιείται από υπεροξισόσωμα-πολλαπλασιαστή 1- (PGC1- ) [60]. Όλοι αυτοί οι παράγοντες συμβάλλουν σε έναν προ-αποπτωτικό φαινότυπο που υπάρχει με τη μετάλλαξη SNCA-A53T. Υπάρχει μια αύξηση στην έκφραση πρωτεϊνών που σχετίζονται με την αυτοφαγία, όπως η p62 ή ο δείκτης αυτοφαγοσώματος LC3 [60]. Αυτή η διαδικασία επιδεινώνεται ιδιαίτερα στους νευρώνες που προέρχονται από το SNCA-A53T iPSC μετά από έκθεση σε αγροχημικά [41].

Πρόσθετοι παράγοντες που επηρεάζουν τη συσσώρευση συνουκλεΐνης και την παθολογία που βρέθηκαν σε μοντέλα iPSC

Αν και η παρουσία μεταλλάξεων στο SNCA είναι ένας βασικός παράγοντας που καθορίζει την αναδίπλωση και τη συσσώρευση πρωτεϊνών σε τοξικά είδη, άλλοι παράγοντες και μεταβλητές έχουν επίσης αποδειχθεί ότι παίζουν ρόλο σε αυτή τη διαδικασία. Οι νευρώνες που προέρχονται από το iPSC με μεταλλάξεις σε άλλα γονίδια εμφανίζουν επίσης συσσωμάτωση συνουκλεΐνης και επιδεικνύουν επιδράσεις τοξικότητας. Οι νευρώνες που προέρχονται από iPSC που φέρουν μετάλλαξη LRRK2 G2019S παρουσιάζουν αυξημένα επίπεδα -συνουκλεΐνης και έχουν σημαντικές συσσωματώσεις σε σύγκριση με τους ελέγχους [65]. Επιπλέον, αυτοί οι νευρώνες είναι ευαίσθητοι σε υπερβολικό εκφυλισμό όταν εκτίθενται σε προσχηματισμένα ινίδια συνουκλεΐνης (PFF). Είναι ενδιαφέρον ότι αυτή η επίδραση αποδείχθηκε αναστρέψιμη, όταν η μετάλλαξη διορθώθηκε σε ισογονικούς ελέγχους, ο σχηματισμός συσσωματωμάτων μετριάστηκε [66]. Επιπλέον, ένας άλλος παράγοντας που επηρεάζει τη συσσώρευση συνουκλεΐνης βρέθηκε λόγω της διαφορικής έκφρασης της πρωτεΐνης που αλληλεπιδρά με θειορεδοξίνη (TXNIP) σε οργανοειδείς καλλιέργειες νευρώνων που προέρχονται από iPSC με τη μετάλλαξη LRRK2 G2019S. Το TXNIP είχε προηγουμένως αναγνωριστεί ως παράγοντας κινδύνου για PD και η μετάλλαξη και η διαφορική έκφρασή του έχουν ως αποτέλεσμα επιταχυνόμενη συσσώρευση -συνουκλεΐνης στους νευρώνες LRRK2 G2019S [67]. Οι μεταλλάξεις TXNIP συνδέονται επίσης με ελλείμματα στους μηχανισμούς αυτοφαγίας που συμβάλλουν σε αυξημένα επίπεδα συσσώρευσης συνουκλεΐνης στους νευρώνες [68]. Όλα αυτά τα δεδομένα συμφωνούν επίσης με τα στοιχεία από δείγματα ανθρώπινου εγκεφάλου, τα οποία δείχνουν εκτεταμένη παθολογία της συνουκλεΐνης σε ασθενείς με PD με μετάλλαξη LRRK2 G2019S [69].

Το γονίδιο parkin (PARK2) που κωδικοποιεί τη λιγάση ουβικιτίνης Ε3 είναι ένας άλλος σημαντικός παράγοντας στις μελέτες iPSC της -συνουκλεΐνης. Πρόσφατες μελέτες δείχνουν σημαντική αύξηση των επιπέδων της συνουκλεΐνης και της συσσώρευσης σε νευρώνες που προέρχονται από iPSC από ασθενείς που παρουσιάζουν μεταλλάξεις PARK2 σε σύγκριση με τις γραμμές ελέγχου [70,71]. Ωστόσο, η απουσία σωμάτων Lewy σε εγκεφάλους ασθενών με PD με μεταλλάξεις πάρκου καθιστά αυτή τη λεπτομερή σύνδεση ασαφής, υποδηλώνοντας ότι το ίδιο το πάρκο μπορεί να αλληλεπιδράσει και να αλληλεπιδράσει παντού την πρωτεΐνη συνουκλεΐνης, τη συνφιλίνη-1 και να προωθήσει τις εγκλείσεις σωμάτων Lewy [72] . Υπάρχουν επίσης στοιχεία για σπάνιους γενετικούς παράγοντες κινδύνου για PD όπως το CHCHD2, που δείχνουν αύξηση της συσσώρευσης αδιάλυτης συνουκλεΐνης σε νευρώνες DA που προέρχονται από iPSC που φέρουν μετάλλαξη CHCHD2 T61I [73].

Τα συστήματα μοντέλων iPSC ήταν ανεκτίμητα για την επίδειξη αυτών των συνδέσεων και την ανάδειξη της χρησιμότητας και των δυνατοτήτων που μπορεί να προσφέρει η τεχνολογία iPSC στη σύνθετη μοριακή χαρτογράφηση του νευροεκφυλισμού της συνουκλεΐνης στην PD.

Cistanche tubulosa

Περιορισμοί μοντέλων iPSC μοντέλων ασθενειών

Παρά τα πολλά πλεονεκτήματα που διευκολύνει η τεχνολογία iPSC στη μοντελοποίηση ασθενειών, εξακολουθούν να υπάρχουν ορισμένοι περιορισμοί και προκλήσεις που πρέπει να ξεπεραστούν. Πρώτον, η πιο κοινή πρόκληση είναι η ογκογένεση που μπορεί να προκληθεί κατά τη διαδικασία επαναπρογραμματισμού χρησιμοποιώντας μεθόδους επαναπρογραμματισμού ρετροϊών και φακοϊών. Τα άγνωστα ή μη μετρήσιμα αποτελέσματα της διαδικασίας επαναπρογραμματισμού είναι ένας πιθανός παράγοντας σύγχυσης για την αξιολόγηση της πραγματικά αντιπροσωπευτικής φύσης των iPSC ως μοντέλων για συγκεκριμένες ασθένειες. Ωστόσο, θα πρέπει να σημειωθεί ότι τα πιο πρόσφατα πρωτόκολλα χρησιμοποιούν μεθόδους χωρίς ενσωμάτωση, όπως ο ιός Sendai ή οι φορείς DNA και συμβάλλουν με κάποιο τρόπο στην ελαχιστοποίηση αυτών των προβλημάτων [74,75]. Ένα άλλο εμπόδιο που είναι γνωστό στις μελέτες βλαστοκυττάρων είναι η εγγενής μεταβλητότητα των iPSC που δημιουργούνται από διαφορετικούς δότες ή κλώνους από τον ίδιο δότη, αυτή η μεταβλητότητα είναι δύσκολο να συμβιβαστεί σε ορισμένες περιπτώσεις, καθώς μπορεί να είναι αποτέλεσμα ασθενούς ή αποτέλεσμα πρωτοκόλλου. Ο επαναπρογραμματισμός έχει σχεδιαστεί για να επαναφέρει πλήρως το επιγενετικό αποτύπωμα των κυττάρων του δότη, το οποίο στην πραγματικότητα μπορεί να οδηγήσει σε προκατειλημμένη δυνατότητα διαφοροποίησης σε ορισμένους τύπους κυττάρων [76], ωστόσο, ορισμένα δεδομένα φαίνεται να δείχνουν ότι η επιγενετική μνήμη μειώνεται με την πάροδο του χρόνου στην καλλιέργεια [77] . Ένας από τους κύριους περιορισμούς των iPSC στη μοντελοποίηση PD είναι η δημιουργία νευρώνων DA με φαινότυπο γήρανσης. Μελέτες έχουν δείξει ότι η διαδικασία επαναπρογραμματισμού επαναφέρει ένα ηλικιωμένο κύτταρο σε μια πιο νεανική κατάσταση, με φαινότυπους να έχουν μακρύτερα τελομερή, μειωμένο οξειδωτικό στρες και ικανή μιτοχονδριακή οργάνωση [78,79]. Τυπικά όλα τα κύτταρα χρησιμοποιούν πολυάριθμα μέτρα ποιοτικού ελέγχου για την προστασία της φυσιολογικής φυσιολογικής λειτουργίας, επομένως είναι πιθανό τα φαινοτυπικά ελαττώματα να εκδηλωθούν μόνο όταν σπάσουν οι προστατευτικές οδοί. Έτσι, η δημιουργία ενός γηρασμένου φαινοτύπου είναι ένα πολύπλοκο έργο, αλλά ορισμένα πρόσφατα δεδομένα υποδηλώνουν τη δυνατότητα πρόκλησης ενός γηρασμένου φαινοτύπου με την προσθήκη προγερίνης μιας κολοβωμένης μορφής λαμίνης Α που σχετίζεται με την πρόωρη γήρανση [80] και την αναστολή της τελομεράσης [81]. Υπάρχουν ορισμένα ζητήματα κατά τη χρήση νευρώνων που προέρχονται από το iPSC για τη μοντελοποίηση ασθενειών και ιδιαίτερα καταστάσεων ασθενειών που σχετίζονται με την ηλικία. Παρά τις προκλήσεις και τις πιθανές παγίδες, οι νευρώνες που προέρχονται από το iPSC αποτελούν πολύτιμο πόρο για τη μοντελοποίηση της παθολογίας της συνουκλεΐνης.

Μελλοντικές κατευθύνσεις με μοντέλα iPSC παθολογίας -συνουκλεΐνης

Οι νευρώνες που προέρχονται από το iPSC μάς επιτρέπουν να δημιουργήσουμε μια «ασθένεια σε ένα πιάτο», αλλά επίσης διευκολύνουν τη λεπτομερή μελέτη των φυσιολογικών οδών που υποκρύπτουν τις καταστάσεις της νόσου in vitro. -Συγκεντρωμένα είδη συνουκλεΐνης βρίσκονται στους εγκεφάλους των περισσότερων ασθενών με PD του εγκεφάλου και τα iPSC είναι ένα ισχυρό εργαλείο για τη μελέτη της σχέσης μεταξύ -συνουκλεΐνης και νευροεκφυλισμού, διερευνώντας τους φυσιολογικούς και παθοφυσιολογικούς ρόλους της -συνουκλεΐνης. Τα δεδομένα από μοντέλα που προέρχονται από νευρωνικά iPSC συγκεκριμένων γενετικών μεταλλάξεων που σχετίζονται με την PD αυξάνονται και δείχνουν ισχυρές συσχετίσεις με δεδομένα από δείγματα ανθρώπινου εγκεφάλου [9]. Συγκεκριμένα, στην περίπτωση των μεταλλάξεων SNCA που επικρατούν στον πληθυσμό της PD, είναι εξαιρετικά σημαντικό τα iPSC ως μοντέλο να μπορούν να ανακεφαλαιώσουν έντονα την κατάσταση της νόσου. Τα δεδομένα που εξετάζονται εδώ υποδηλώνουν ότι τα iPSCs είναι πράγματι ένα εξαιρετικό μοντέλο για τη μελέτη της φυσιολογίας και της παθοφυσιολογίας των μεταλλάξεων SNCA.

Τυπικά, οι μεταλλάξεις SNCA έχουν ως αποτέλεσμα τη σταθεροποίηση και συσσωμάτωση ή ινιδισμό της -συνουκλεΐνης σε σώματα Lewy μαζί με άλλες πρωτεΐνες. Μόλις αυτά τα συσσωματωμένα είδη είναι παρόντα στο κύτταρο, αλληλεπιδρούν με άλλες κυτταρικές δομές όπως οι μικροσωληνίσκοι, μειώνοντας την αξονική μιτοχονδριακή μεταφορά και οδηγώντας τελικά σε εκφυλισμό των συναπτικών άκρων και απώλεια κυττάρων [9,26]. Επιπλέον, σημαντικές μιτοχονδριακές λειτουργίες διαταράσσονται από την αλληλεπίδραση των ολιγομερών της συνουκλεΐνης με τις συνθάσες ATP, όπως το άνοιγμα των PTPs, η διαταραχή στην αναπνοή και η επαγωγή υπεροξείδωσης των λιπιδίων [53]. Επιπλέον, η -συνουκλεΐνη συσσωματώνει την αλληλεπίδραση με πρωτεΐνες που εμπλέκονται στη μιτοφαγία και αποτρέπει την κατάλληλη κάθαρση των ελαττωματικών μιτοχονδρίων από το εσωτερικό του κυττάρου [64]. Οι αλληλεπιδράσεις των ολιγομερών της συνουκλεΐνης με τα μεταλλικά ιόντα έχουν επίσης προταθεί ότι προκαλούν το σχηματισμό ελεύθερων ριζών στους νευρώνες, οδηγώντας σε διαταραχή της φυσιολογικής κυτταρικής φυσιολογίας, οδηγώντας σε κυτταρικό θάνατο [54]. Οι περισσότεροι από τους φαινοτύπους που εμφανίζονται από νευρώνες που προέρχονται από iPSC βρίσκονται επίσης στον ανθρώπινο εγκέφαλο, υπογραμμίζοντας την καταλληλότητα της μοντελοποίησης iPSC όχι μόνο στη μίμηση των φυσιολογικών και παθολογικών καταστάσεων του κυττάρου αλλά και στον πιθανό ρόλο τους ως πλατφόρμα για την αποκάλυψη νέων δεδομένων που θα μπορούσαν να είχαν προηγουμένως βασίστηκε στη συλλογή βιοψιών εγκεφάλου από νεκρούς ασθενείς.

Η μοντελοποίηση ασθενειών με iPSCs έχει παράσχει σημαντικές υποστηρικτικές ενδείξεις ότι οι βλάβες σε άλλους κυτταρικούς μηχανισμούς μπορούν σε ορισμένες περιπτώσεις να προκαλέσουν συσσώρευση και συσσώρευση συνουκλεΐνης. Οι νευρώνες που προέρχονται από iPSC από ασθενείς με PD που φέρουν μεταλλάξεις, στο LRRK2 ή στο parkin τονίζουν αυτές τις αλληλεπιδράσεις. Για παράδειγμα, η ουβικουιτίνη της συνφιλίνης-1 σε νευρώνες που προέρχονται από iPSC που φέρουν μεταλλάξεις πάρκου προτείνεται να έχει έναν ενδιάμεσο ρόλο στην πρόκληση σχηματισμού σώματος Lewy [72]. Επιπλέον, ένας από τους βασικούς μηχανισμούς που συμβάλλουν στη συσσώρευση -συνουκλεΐνης είναι η ελαττωματική αυτοφαγία και η λυσοσωμική πρωτεόλυση, που παίζουν ζωτικό ρόλο στην κάθαρση των ελαττωματικών συσσωματωμάτων. Αυτές οι διεργασίες αποδεικνύεται ότι διακυβεύονται σε νευρώνες που προέρχονται από το LRRK2-με μεταλλαγμένο iPSC [68,82]. Σε όλες αυτές τις μελέτες, οι νευρώνες που προέρχονται από το iPSC εμφανίζουν φαινοτύπους που είναι στενά ευθυγραμμισμένοι με εκείνους που αναφέρονται για δείγματα ανθρώπινου εγκεφάλου. Η εκτίμηση της αιτίας των συσσωματωμάτων -συνουκλεΐνης που βρίσκονται συνήθως στους εγκεφάλους με PD είναι περίπλοκη και μέχρι σήμερα έχει αποδειχθεί ανεπιτυχής.

Herba Cistanche

Ενώ ο οριστικός ρόλος της συσσωμάτωσης -συνουκλεΐνης στην παθολογία της PD είναι ακόμα ασαφής, η βιβλιογραφία δείχνει μια εξαιρετικά πολύπλοκη αλληλεπίδραση μεταξύ αυτών των συσσωματωμένων ειδών με πολλές άλλες πρωτεΐνες μέσα στο κύτταρο, δημιουργώντας έναν καταρράκτη βλάβης της κυτταρικής οδού που ευνοεί την ελαττωματική συσσώρευση πρωτεϊνών, οδηγώντας τελικά σε εκφυλισμός. Σε αυτό το ευρύ και περίπλοκο μοριακό τοπίο, τα μοντέλα που προέρχονται από το iPSC από ασθενείς με PD μπορούν να βοηθήσουν στον εντοπισμό της επίδρασης των πιο κοινών μεταλλάξεων σε αυτήν την παθολογία, έχοντας τη δυνατότητα να μιμούνται τις κυτταρικές διεργασίες του εγκεφάλου PD με μεγάλη ακρίβεια. Επιπλέον, αυτό το σύστημα μοντελοποίησης «ασθένεια σε ένα πιάτο» μπορεί να διευκολύνει τόσο την ανακάλυψη φαρμάκων υψηλής απόδοσης όσο και την έρευνα σε προσεγγίσεις κυτταρικής θεραπείας. Η μελλοντική εργασία με την τεχνολογία CRISPR-Cas9 σε συνδυασμό με τα iPSCs μπορεί να φέρει επανάσταση στην προσέγγιση των συνουκλεινοπαθειών για την αντικατάσταση των επιβλαβών μεταλλάξεων ή τη διαγραφή των πολλαπλασιασμών από τα βασικά γονίδια της νόσου [83] ή τη διαμόρφωση σχετικών μηχανισμών όπως οι ιστόνες που εμπλέκονται σε μετα-μεταφραστικές τροποποιήσεις [83]. 84].

Η εκτεταμένη εργασία που έχει πραγματοποιηθεί μέχρι σήμερα σε συστήματα πολλαπλών μοντέλων, υποδηλώνει έντονα ότι η παρουσία συσσωματωμάτων συνουκλεΐνης, ολιγομερών και ινιδίων έχει κεντρικό ρόλο στον νευροεκφυλισμό DA που σχετίζεται με την PD. Με μια βελτιωμένη βάση πλατφόρμας σχετικής με την ασθένεια που χρησιμοποιεί iPSC και την ταχεία ανάπτυξη της κατανόησης της κατάστασης της νόσου, το μέλλον φαίνεται λαμπρό για θεραπείες που μπορούν να στοχεύσουν τις συνουκλεινοπάθειες.

βιβλιογραφικές αναφορές

1. Tsuiji, H. and Yamanaka, K. (2014) Ζωικά μοντέλα για νευροεκφυλιστικές διαταραχές. Animal Biotechnology, σελ. 39–56, Elsevier,

2. Bourdenx, M., Koulakiotis, NS, Sanoudou, D., Bezard, E., Dehay, B. and Tsarbopoulos, A. (2017) Πρωτεϊνική συσσώρευση και νευροεκφυλισμός σε πρωτότυπες νευροεκφυλιστικές ασθένειες: παραδείγματα αμυλοειδοπαθειών, ταυοκλεϊνοπαθειών, και συνυ . Επαιτώ. Neurobiol. 155, 171–193,

3. Madabhushi, R., Pan, L. and Tsai, L.-H. (2014) Βλάβη του DNA και οι σχέσεις της με τον νευροεκφυλισμό. Neuron 83, 266-282,

4. Rekatsina, M., Paladini, A., Piroli, A., Zis, P., Pergolizzi, JV and Varrassi, G. (2020) Παθοφυσιολογία και θεραπευτικές προοπτικές του οξειδωτικού στρες και των νευροεκφυλιστικών ασθενειών: μια αφηγηματική ανασκόπηση. Adv. Εκεί. 37, 113-139,

5. Kovacs, GG (2016) Μοριακή παθολογική ταξινόμηση των νευροεκφυλιστικών ασθενειών: στροφή προς την ιατρική ακριβείας. Int. J. ΜοΙ. Sci. 17,

6. Kovacs, GG (2017) Έννοιες και ταξινόμηση νευροεκφυλιστικών νοσημάτων. Handb. Clin. Neurol. 145, 301-307,

7. Kiely, ΑΡ, Asi, ΥΤ, Kara, Ε., Limousin, Ρ., Ling, Η., Lewis, Ρ., et αϊ. (2013) -Συνουκλεινοπάθεια που σχετίζεται με μετάλλαξη G51D SNCA: σύνδεση μεταξύ της νόσου του Πάρκινσον και της πολλαπλής ατροφίας του συστήματος; Acta Neuropathol. 125, 753-769,

8. Zarranz, JJ, Alegre, J., G'omez-Esteban, JC, Lezcano, Ε., Ros, R., Ampuero, Ι. et αϊ. (2004) Η νέα μετάλλαξη, E46K, της άλφα-συνουκλεΐνης προκαλεί άνοια σώματος Parkinson και Lewy. Αννα. Neurol. 55, 164–173,

9. Prots, Ι., Grosch, J., Brazdis, R.-M., Simmnacher, Κ., Veber, V., Havlicek, S. et αϊ. (2018) -Τα ολιγομερή συνουκλεΐνης προκαλούν πρώιμη αξονική δυσλειτουργία σε ανθρώπινα μοντέλα συνουκλεϊνοπάθειας που βασίζονται σε iPSC. Proc. Natl. Ακαδ. Sci. ΗΠΑ 115, 7813–7818,

10. McCann, Η., Stevens, CH, Cartwright, H. and Halliday, GM (2014) -Φαινότυποι συνουκλεινοπάθειας. Παρκινσονισμός Σχετ. Διαταραχή. 20, S62–S67,

11. Takahashi, Κ., Tanabe, Κ., Ohnuki, Μ., Narita, Μ., Ichisaka, Τ., Tomoda, Κ. et αϊ. (2007) Επαγωγή πολυδύναμων βλαστοκυττάρων από ενήλικους ανθρώπινους ινοβλάστες από καθορισμένους παράγοντες. Κελί 131, 861–872,

12. Vogel, G. (2010) Βλαστοκύτταρα. Οι ασθένειες σε ένα πιάτο απογειώνονται. Science 330, 1172–1173,

13. Avazzadeh, S., Baena, JM, Keighron, C., Feller-Sanchez, Y. and Quinlan, LR (2021) Μοντελοποίηση της νόσου του Πάρκινσον: iPSCs προς μια καλύτερη κατανόηση της ανθρώπινης παθολογίας. Brain Sci. 11,

14. S´anchez-Dan ´es, A., Consiglio, A., Richaud, Y., Rodr´ıguez-Piz`a, I., Dehay, B., Edel, M., et al. (2012) Αποτελεσματική παραγωγή ντοπαμινεργικών νευρώνων του μεσεγκεφάλου Α9 με χορήγηση φακοϊού LMX1A σε ανθρώπινα εμβρυϊκά βλαστοκύτταρα και επαγόμενα πολυδύναμα βλαστοκύτταρα. Βουητό. Gene Ther. 23, 56-69,

15. Chambers, SM, Fasano, CA, Papapetrou, EP, Tomishima, M., Sadelain, M. and Studer, L. (2009) Υψηλή αποτελεσματική νευρική μετατροπή ανθρώπινων κυττάρων ES και iPS με διπλή αναστολή της σηματοδότησης SMAD. Nat. Biotechnol. 27, 275–280,

16. Kriks, S., Shim, J.-W., Piao, J., Ganat, ΥΜ, Wakeman, DR, Xie, Ζ. et αϊ. (2011) Οι νευρώνες ντοπαμίνης που προέρχονται από ανθρώπινα κύτταρα ES εμβολιάζονται αποτελεσματικά σε ζωικά μοντέλα της νόσου του Πάρκινσον. Nature 480, 547–551,

17. Theka, I., Caiazzo, M., Dvoretskova, E., Leo, D., Ungaro, F., Curreli, S. et al. (2013) Ταχεία δημιουργία λειτουργικών ντοπαμινεργικών νευρώνων από ανθρώπινα επαγόμενα πολυδύναμα βλαστοκύτταρα μέσω μιας διαδικασίας ενός σταδίου χρησιμοποιώντας παράγοντες μεταγραφής κυτταρικής γενεαλογίας. Βλαστοκύτταρα Μετάφρ. Med. 2, 473-479,

18. Wang, Μ., Ling, Κ.-Η., Tan, JJ and Lu, C.-B. (2020) Ανάπτυξη και διαφοροποίηση του ντοπαμινεργικού νευρώνα του μεσεγκεφάλου: από τον πάγκο στο κρεβάτι. Κύτταρα 9,

19. Marton, RM and Ioannidis, JPA (2019) Μια ολοκληρωμένη ανάλυση πρωτοκόλλων για την παραγωγή ντοπαμινεργικών νευρώνων από ανθρώπινα πολυδύναμα βλαστοκύτταρα. Βλαστοκύτταρα Μετάφρ. Med. 8, 366-374,

20. Maroteaux, L., Campanelli, JT and Scheller, RH (1988) Synuclein: μια νευρωνο-ειδική πρωτεΐνη εντοπισμένη στον πυρήνα και το προσυναπτικό νεύρο τερματικό. J. Neurosci. 8, 2804–2815,

21. Uversky, VN, Li, J. and Fink, AL (2001) Στοιχεία για ένα μερικώς διπλωμένο ενδιάμεσο στον σχηματισμό ινιδίων άλφα-συνουκλεΐνης. J. Biol. Chem. 276, 10737–10744,

22. Theillet, F.-X., Binolfifi, Α., Bekei, Β., Martorana, Α., Rose, HM, Stuiver, Μ. et al. (2016) Η δομική διαταραχή της μονομερικής συνουκλεΐνης επιμένει σε κύτταρα θηλαστικών. Nature 530, 45–50,

23. Buell, ΑΚ, Galvagnion, C., Gaspar, R., Sparr, Ε., Vendruscolo, Μ., Knowles, TPJ et al. (2014) Οι συνθήκες διαλύματος καθορίζουν τη σχετική σημασία των διεργασιών πυρήνωσης και ανάπτυξης στη συσσωμάτωση -συνουκλεΐνης. Proc. Natl. Ακαδ. Sci. USA 111, 7671–7676,

24. Rovere, M., Sanderson, JB, Fonseca-Ornelas, L., Patel, DS and Bartels, T. (2018) Refolding of helical soluble -synuclein through transient interaction with lipid interfaces. FEBS Lett. 592, 1464–1472,

25. Moons, R., Konijnenberg, Α., Mensch, C., Van Elzen, R., Johannessen, C., Maudsley, S. et αϊ. (2020) Σχήμα ιόντων μετάλλων -συνουκλεΐνη. Sci. Rep. 10, 16293,

26. Bertoncini, CW, Fernandez, CO, Griesinger, C., Jovin, TM and Zweckstetter, M. (2005) Οι οικογενείς μεταλλάξεις της άλφα-συνουκλεΐνης με αυξημένη νευροτοξικότητα έχουν αποσταθεροποιημένη διαμόρφωση. J. Biol. Chem. 280, 30649–30652,

27. Winner, B., Jappelli, R., Maji, SK, Desplats, PA, Boyer, L., Aigner, S. et al. (2011) In vivo απόδειξη ότι τα ολιγομερή άλφα-συνουκλεΐνης είναι τοξικά. Proc. Natl. Ακαδ. Sci. ΗΠΑ 108, 4194–4199,

28. Polymeropoulos, MH, Lavedan, C., Leroy, E., Ide, SE, Dehejia, A., Dutra, A. et al. (1997) Μετάλλαξη στο γονίδιο άλφα-συνουκλεΐνης που ταυτοποιήθηκε σε οικογένειες με νόσο του Πάρκινσον. Science 276, 2045–2047,

29. Lashuel, HA, Overk, CR, Oueslati, A. and Masliah, E. (2013) The many faces of -synuclein: from the structure and toxicity to therapeutic target. Nat. Σεβ. Neurosci. 14, 38-48,

30. Cabin, DE, Shimazu, Κ., Murphy, D., Cole, NB, Gottschalk, W., McIlwain, KL et al. (2002) Η εξάντληση των συναπτικών κυστιδίων συσχετίζεται με τις εξασθενημένες συναπτικές αποκρίσεις σε παρατεταμένη επαναλαμβανόμενη διέγερση σε ποντίκια που δεν έχουν άλφα-συνουκλεΐνη. J. Neurosci. 22, 8797–8807,

31. Burr´e, J., Sharma, M., Tsetsenis, T., Buchman, V., Etherton, MR and S ¨udhof, TC (2010) Η άλφα-συνουκλεΐνη προάγει τη συναρμολόγηση του συμπλέγματος SNARE in vivo και in vitro. Science 329, 1663–1667,

32. Miraglia, F., Ricci, A., Rota, L. and Colla, E. (2018) Υποκυτταρικός εντοπισμός συσσωματωμάτων άλφα-συνουκλεΐνης και η αλληλεπίδρασή τους με τις μεμβράνες. Neural Regen. Res. 13, 1136–1144,

33. Carnwath, T., Mohammed, R. and Tsiang, D. (2018) Οι άμεσες και έμμεσες επιδράσεις της -συνουκλεΐνης στη σταθερότητα των μικροσωληνίσκων στην παθογένεση της νόσου του Πάρκινσον. Neuropsychiatr. Dis. Θεραπεύω. 14, 1685–1695,

34. Wersinger, C. and Sidhu, Α. (2003) Εξασθένιση της δραστηριότητας μεταφορέα ντοπαμίνης από -συνουκλεΐνη. Neurosci. Κάτοικος της Λατβίας. 340, 189–192,

35. Lee, FJ, Liu, F., Pristupa, ZB and Niznik, HB (2001) Η άμεση δέσμευση και η λειτουργική σύζευξη της άλφα-συνουκλεΐνης στους μεταφορείς ντοπαμίνης επιταχύνουν την επαγόμενη από τη ντοπαμίνη απόπτωση. FASEB J. 15, 916–926

36. Ahn, B.-H., Rhim, H., Kim, SY, Sung, Y.-M., Lee, M.-Y., Choi, J.-Y. et al. (2002) Η άλφα-Συνουκλεΐνη αλληλεπιδρά με τα ισοένζυμα της φωσφολιπάσης D και αναστέλλει την επαγόμενη από περβαναδάτη ενεργοποίηση της φωσφολιπάσης D σε ανθρώπινα εμβρυϊκά νεφρικά κύτταρα-293. J. Biol. Chem. 277, 12334–12342,

37. Gorbatyuk, OS, Li, S., Nguyen, FN, Manfredsson, FP, Kondrikova, G., Sullivan, LF et al. (2010) - Η έκφραση συνουκλεΐνης στη μέλαινα ουσία αρουραίου καταστέλλει την τοξικότητα της φωσφολιπάσης D2 και τον νευροεκφυλισμό της μέλαινας. ΜοΙ. Εκεί. 18, 1758–1768,

38. Ferreira, SA and Romero-Ramos, M. (2018) Απόκριση μικρογλοίας κατά τη διάρκεια της νόσου του Πάρκινσον: παρέμβαση άλφα-συνουκλεΐνης. Εμπρός. Κύτταρο. Neurosci. 12, 247,

39. Grozdanov, V. and Danzer, KM (2020) Ενδοκυτταρική άλφα-συνουκλεΐνη και λειτουργία ανοσοκυττάρων. Εμπρός. Cell Dev. Biol. 8, 562692,

40. Devine, MJ, Ryten, Μ., Vodicka, Ρ., Thomson, AJ, Burdon, Τ., Houlden, Η. et αϊ. (2011) Η νόσος του Πάρκινσον προκάλεσε πολυδύναμα βλαστοκύτταρα με τριπλασιασμό του τόπου -συνουκλεΐνης. Nat. Commun. 2, 440,

41. Ryan, SD, Dolatabadi, Ν., Chan, SF, Zhang, Χ., Akhtar, MW, Parker, J. et αϊ. (2013) Το μοντέλο του ισογονικού ανθρώπινου iPSC Parkinson δείχνει δυσλειτουργία που προκαλείται από νιτροδιακό στρες στη μεταγραφή MEF2-PGC1. Cell 155, 1351–1364,

42. Barbuti, P., Antony, P., Santos, B., Massart, F., Cruciani, G., Dording, C. et al. (2020) Η χρήση προσυμπτωματικού ελέγχου υψηλού περιεχομένου για τη δημιουργία κλώνων iPS που προέρχονται από ασθενή με διορθωμένα γονίδια ενός κυττάρου αποκαλύπτει περίσσεια άλφα-συνουκλεΐνης με οικογενή μετάλλαξη σημείου της νόσου του Πάρκινσον A30P. Κύτταρα 9,

43. Deng, H. and Yuan, L. (2014) Γενετικές παραλλαγές και ζωικά μοντέλα στο SNCA και στη νόσο του Πάρκινσον. Aging Res. Rev. 15, 161–176,

44. Kasten, M. and Klein, C. (2013) The many faces of alpha-synuclein mutations. Δευτ. Διαταραχή. 28, 697–701,

45. Singleton, ΑΒ, Farrer, Μ., Johnson, J., Singleton, Α., Hague, S., Kachergus, J. et αϊ. (2003) Ο τριπλασιασμός του τόπου άλφα-Συνουκλεΐνης προκαλεί τη νόσο του Πάρκινσον. Science 302, 841,

46. ​​Oliveira, LMA, Falomir-Lockhart, LJ, Botelho, MG, Lin, KH, Wales, Ρ., Koch, JC et al. (2015) Η αυξημένη συνουκλεΐνη που προκαλείται από τον τριπλασιασμό του γονιδίου SNCA βλάπτει τη νευρωνική διαφοροποίηση και ωρίμανση σε πολυδύναμα βλαστοκύτταρα που προέρχονται από ασθενείς με νόσο του Πάρκινσον. Cell Death Dis. 6, e1994,

47. Lin, L., G¨oke, J., Cukuroglu, E., Dranias, MR, VanDongen, AMJ and Stanton, LW (2016) Μοριακά χαρακτηριστικά που υποκρύπτουν τον νευροεκφυλισμό που προσδιορίζονται μέσω in vitro μοντελοποίησης γενετικά διαφορετικών ασθενών με νόσο του Πάρκινσον. Cell Rep. 15, 2411–2426,

48. Tagliafifierro, L., Zamora, ME and Chiba-Falek, O. (2019) Ο πολλαπλασιασμός του τόπου SNCA επιδεινώνει τη νευρωνική πυρηνική γήρανση. Βουητό. ΜοΙ. Genet. 28, 407–421,

49. Heman-Ackah, SM, Manzano, R., Hoozemans, JJM, Scheper, W., Flynn, R., Hagerty, W. et αϊ. (2017) Η άλφα-συνουκλεΐνη επάγει την αποδιπλωμένη πρωτεϊνική απόκριση σε νευρώνες που προέρχονται από iPSC τριπλασιασμό της νόσου του Πάρκινσον. Βουητό. ΜοΙ. Genet. 26, 4441–4450,

50. Vasquez, V., Mitra, J., Hegde, PM, Pandey, Α., Sengupta, S., Mitra, S., et αϊ. (2017) Η δεσμευμένη στη χρωματίνη οξειδωμένη συνουκλεΐνη προκαλεί σπασίματα κλώνων σε νευρωνικά γονιδιώματα in vitro μοντέλα της νόσου του Πάρκινσον. J. Alzheimer's Dis. 60, S133–S150,

51. Brazdis, R.-M., Alecu, JE, Marsch, D., Dahms, Α., Simmnacher, Κ., L¨orentz, S. et al. (2020) Επίδειξη νευρωνικής ευπάθειας ειδικής για την περιοχή του εγκεφάλου σε μοντέλο οικογενούς νόσου του Πάρκινσον που βασίζεται σε ανθρώπινο iPSC. Βουητό. ΜοΙ. Genet. 29, 1180–1191,

52. Flierl, Α., Oliveira, LMA, Falomir-Lockhart, LJ, Mak, SK, Hesley, J., Soldner, F. et αϊ. (2014) Υψηλότερη ευπάθεια και ευαισθησία στο στρες των νευρωνικών πρόδρομων κυττάρων που φέρουν τριπλασιασμό γονιδίου άλφα-συνουκλεΐνης. PLoS ONE 9, e112413,

53. Ludtmann, MHR, Angelova, PR, Horrocks, MH, Choi, ML, Rodrigues, Μ., Baev, AY et al. (2018) -Τα ολιγομερή συνουκλεΐνης αλληλεπιδρούν με τη συνθάση ATP και ανοίγουν τον μεταβατικό πόρο της διαπερατότητας στη νόσο του Πάρκινσον. Nat Commun. 9, 2293,

54. Deas, Ε., Cremades, Ν., Angelova, PR, Ludtmann, MHR, Yao, Ζ., Chen, S. et αϊ. (2016) Τα ολιγομερή άλφα-συνουκλεΐνης αλληλεπιδρούν με μεταλλικά ιόντα για να προκαλέσουν οξειδωτικό στρες και νευρωνικό θάνατο στη νόσο του Πάρκινσον. Αντιοξειδωτικό. Σήμα οξειδοαναγωγής. 24, 376-391,

55. Byers, B., Cord, B., Nguyen, HN, Sch ¨ule, B., Fenno, L., Lee, PC et al. (2011) SNCA τριπλασιασμός Οι νευρώνες DA που προέρχονται από το iPSC του ασθενούς με Parkinson συσσωρεύουν συνουκλεΐνη και είναι ευαίσθητοι στο οξειδωτικό στρες. PLoS ONE 6, e26159,

56. Ζυγογιάννη, Ο., Αντωνίου, Ν., Καλομοίρη, Μ., Κουρούπη, Γ., Taoufifik, E. and Matsas, R. (2019) In vivo phenotyping of familial Parkinson's disease with human induced pluripotent stem cells: a proof - μελέτη της ιδέας. Neurochem. Res. 44, 1475–1493,

57. Conway, KA, Harper, JD and Lansbury, PT (1998) Επιταχυνόμενος in vitro σχηματισμός ινιδίων από μια μεταλλαγμένη άλφα-συνουκλεΐνη που συνδέεται με πρώιμη έναρξη της νόσου Parkinson. Nat. Med. 4, 1318–1320,

58. Khurana, V., Peng, J., Chung, CY, Auluck, ΡΚ, Fanning, S., Tardiff, DF et αϊ. (2017) Δίκτυα κλίμακας γονιδιώματος συνδέουν γονίδια νευροεκφυλιστικών ασθενειών με -συνουκλεΐνη μέσω συγκεκριμένων μοριακών οδών. Cell Syst. 4, 157.e14–170.e14,

59. Dettmer, U., Newman, AJ, Soldner, F., Luth, ES, Kim, NC, von Saucken, VE et al. (2015) Οι λανθασμένες μεταλλάξεις συνουκλεΐνης που προκαλούν Πάρκινσον μετατοπίζουν τα εγγενή τετραμερή σε μονομερή ως μηχανισμό για την έναρξη της νόσου. Nat. Commun. 6, 7314,

60. Zambon, F., Cherubini, Μ., Fernandes, HJR, Lang, C., Ryan, BJ, Volpato, V. et αϊ. (2019) Η παθολογία της κυτταρικής συνουκλεΐνης σχετίζεται με βιοενεργειακή δυσλειτουργία στους νευρώνες ντοπαμίνης που προέρχονται από το iPSC του Πάρκινσον. Βουητό. ΜοΙ. Genet. 28, 2001–2013,

61. Cuddy, LK, Wani, WY, Morella, ML, Pitcairn, C., Tsutsumi, Κ., Fredriksen, K. et al. (2019) Η επαγόμενη από το στρες κυτταρική κάθαρση μεσολαβείται από την πρωτεΐνη SNARE ykt6 και διαταράσσεται από -συνουκλεΐνη. Neuron 104, 869.e11–884.e11,

62. Κουρούπη, Γ., Ταουφιφίκ, Ε., Βλάχος, Ι.Σ., Τσιώρας, Κ., Αντωνίου, Ν., Παπαστεφανάκη, Φ. κ.ά. (2017) Ελαττωματική συναπτική συνδεσιμότητα και αξονική νευροπαθολογία σε μοντέλο οικογενούς νόσου του Πάρκινσον που βασίζεται σε ανθρώπινο iPSC. Proc. Natl. Ακαδ. Sci. USA 114, E3679–E3688,

63. Stykel, MG, Humphries, Κ., Kirby, MP, Czaniecki, C., Wang, Τ., Ryan, Τ. et al. (2018) Η νίτρωση των μικροσωληνίσκων μπλοκάρει την αξονική μιτοχονδριακή μεταφορά σε ένα μοντέλο πολυδύναμων ανθρώπινων βλαστοκυττάρων της νόσου του Πάρκινσον. FASEB J. 32, 5350–5364,

64. Shaltouki, A., Hsieh, C.-H., Kim, MJ and Wang, X. (2018) Η άλφα-συνουκλεΐνη καθυστερεί τη μιτοφαγία και η στόχευση Miro σώζει την απώλεια νευρώνων στα μοντέλα του Πάρκινσον. Acta Neuropathol. 136, 607–620,

65. Nguyen, ΗΝ, Byers, Β., Cord, Β., Shcheglovitov, Α., Byrne, J., Gujar, Ρ. et αϊ. (2011) Οι μεταλλαγμένοι LRRK2 νευρώνες DA που προέρχονται από iPSC επιδεικνύουν αυξημένη ευαισθησία στο οξειδωτικό στρες. Cell Stem Cell 8, 267–280,

66. Bieri, G., Brahic, Μ., Bousset, L., Couthouis, J., Kramer, NJ, Ma, R. et al. (2019) Το LRRK2 τροποποιεί την παθολογία -syn και εξαπλώνεται σε μοντέλα ποντικών και ανθρώπινους νευρώνες. Acta Neuropathol. 137, 961–980,

67. Kim, Η., Park, HJ, Choi, Η., Chang, Υ., Park, Η., Shin, J. et αϊ. (2019) Μοντελοποίηση G2019S-LRRK2 σποραδικής νόσου του Πάρκινσον σε τρισδιάστατα οργανοειδή μεσεγκέφαλου. Stem Cell Rep. 12, 518–531,

68. Reinhardt, Ρ., Schmid, Β., Burbulla, LF, Sch ¨ondorf, DC, Wagner, L., Glatza, Μ. et αϊ. (2013) Η γενετική διόρθωση μιας μετάλλαξης LRRK2 σε ανθρώπινα iPSC συνδέει τον παρκινσονικό νευροεκφυλισμό με αλλαγές που εξαρτώνται από το ERK στη γονιδιακή έκφραση. Βλαστοκύτταρο κυττάρων. 12, 354–367,

69. Schiesling, C., Kieper, N., Seidel, K. and Kr¨uger, R. (2008) Ανασκόπηση: Οικογενής νόσος του Πάρκινσον – γενετική, κλινικός φαινότυπος και νευροπαθολογία σχετικά με την κοινή σποραδική μορφή της νόσου. Νευροπαθόλη. Appl. Neurobiol. 34, 255-271,

70. Shaltouki, Α., Sivapatham, R., Pei, Y., Gerencser, AA, Momˇcilovi ´c, O., Rao, MS et al. (2015) Μιτοχονδριακές αλλοιώσεις από το PARKIN σε ντοπαμινεργικούς νευρώνες χρησιμοποιώντας PARK2 ειδικά για τον ασθενή και PARK2 νοκ-άουτ ισογονικές γραμμές iPSC. Stem Cell Rep. 4, 847–859,

71. Imaizumi, Υ., Okada, Υ., Akamatsu, W., Koike, Μ., Kuzumaki, Ν., Hayakawa, Η. et αϊ. (2012) Μιτοχονδριακή δυσλειτουργία που σχετίζεται με αυξημένο οξειδωτικό στρες και συσσώρευση συνουκλεΐνης σε νευρώνες που προέρχονται από το PARK2 iPSC και μεταθανάτιο εγκεφαλικό ιστό. ΜοΙ. Brain 5, 35,

72. Chung, ΚΚ, Zhang, Υ., Lim, KL, Tanaka, Υ., Huang, Η., Gao, J., et αϊ. (2001) Το Parkin ουμπικιτινοποιεί την πρωτεΐνη που αλληλεπιδρά με την άλφα-συνουκλεΐνη, τη συνφιλίνη-1: επιπτώσεις για το σχηματισμό σώματος Lewy στη νόσο του Πάρκινσον. Nat. Med. 7, 1144–1150,

73. Ikeda, Α., Nishioka, Κ., Meng, Η., Takanashi, Μ., Hasegawa, Ι., Inoshita, Τ. et αϊ. (2019) Οι μεταλλάξεις στο CHCHD2 προκαλούν συσσωμάτωση συνουκλεΐνης. Βουητό. ΜοΙ. Genet. 28, 3895–3911,

74. Papapetrou, EP and Sadelain, M. (2011) Generation of transgene-free human induced pluripotent stem cells with an excisable single polycistronic vector. Nat. Πρωτοκ. 6, 1251–1273,

75. Narsinh, KH, Jia, F., Robbins, RC, Kay, MA, Longaker, MT and Wu, JC (2011) Δημιουργία πολυδύναμων βλαστοκυττάρων που προκαλούνται από ενήλικα άνθρωπο χρησιμοποιώντας φορείς DNA μινικύκλου μη ιού. Nat. Πρωτοκ. 6, 78–88,

76. Kim, Κ., Zhao, R., Doi, Α., Ng, Κ., Unternaehrer, J., Cahan, Ρ. et αϊ. (2011) Ο τύπος κυττάρου δότη μπορεί να επηρεάσει το επιγονιδίωμα και τη δυνατότητα διαφοροποίησης των πολυδύναμων βλαστοκυττάρων που προκαλούνται από τον άνθρωπο. Nat. Biotechnol. 29, 1117–1119,

77. Nishino, Κ., Toyoda, Μ., Yamazaki-Inoue, Μ., Fukawatase, Υ., Chikazawa, Ε., Sakaguchi, Η. et αϊ. (2011) Δυναμική μεθυλίωσης DNA σε ανθρώπινα επαγόμενα πολυδύναμα βλαστοκύτταρα με την πάροδο του χρόνου. PLoS Genet. 7, e1002085,

78. Yehezkel, S., Rebibo-Sabbah, Α., Segev, Υ., Zuckerman, Μ., Shaked, R., Huber, Ι. et αϊ. (2011) Επαναπρογραμματισμός τελομερικών περιοχών κατά τη δημιουργία πολυδύναμων βλαστοκυττάρων που προκαλούνται από τον άνθρωπο και επακόλουθη διαφοροποίηση σε παράγωγα που μοιάζουν με ινοβλάστες. Epigenetics 6, 63-75,

79. Rohani, L., Johnson, AA, Arnold, A. and Stolzing, A. (2014) Η υπογραφή της γήρανσης: χαρακτηριστικό γνώρισμα των επαγόμενων πολυδύναμων βλαστοκυττάρων; Κύτταρο γήρανσης 13, 2–7,

80. Miller, JD, Ganat, YM, Kishinevsky, S., Bowman, RL, Liu, Β., Tu, EY et al. (2013) Ανθρώπινη μοντελοποίηση της νόσου όψιμης έναρξης με βάση το iPSC μέσω γήρανσης που προκαλείται από προγερίνη. Cell Stem Cell 13, 691–705,

81. Vera, E., Bosco, N. and Studer, L. (2016) Δημιουργία μοντέλων ανθρώπινων ασθενειών με βάση το iPSC όψιμης έναρξης με πρόκληση φαινοτύπων νευρώνων που σχετίζονται με την ηλικία μέσω χειρισμού τελομεράσης. Cell Rep. 17, 1184–1192,

82. S´anchez-Dan ´es, A., Richaud-Patin, Y., Carballo-Carbajal, I., Jim´enez-Delgado, S., Craig, C., Mora, S., et al. (2012) Ειδικοί για τη νόσο φαινότυποι σε νευρώνες ντοπαμίνης από μοντέλα γενετικής και σποραδικής νόσου του Πάρκινσον που βασίζονται σε ανθρώπινα iPS. ΕΜΒΟ ΜοΙ. Med. 4, 380–395,

83. Safari, F., Hatam, G., Behbahani, AB, Rezaei, V., Barekati-Mowahed, Μ., Petramfar, Ρ. et al. (2020) Σύστημα CRISPR: μια εργαλειοθήκη υψηλής απόδοσης για την έρευνα και τη θεραπεία της νόσου του Πάρκινσον. Κύτταρο. ΜοΙ. Neurobiol. 40, 477–493, ό

84. Guhathakurta, S., Kim, J., Adams, L., Basu, S., Song, MK, Adler, Ε. et αϊ. (2021) Η στοχευμένη εξασθένηση των αυξημένων σημαδιών ιστόνης στο SNCA ανακουφίζει τη συνουκλεΐνη στη νόσο του Πάρκινσον. ΕΜΒΟ ΜοΙ. Med. 13, e12188,

Jara M. Baena-Montes1, Sahar Avazzadeh1 και Leo R. Quinlan1,2

1. Φυσιολογική Σχολή Ιατρικής, Εθνικό Πανεπιστήμιο της Ιρλανδίας Galway, Galway, Ιρλανδία.

2. C ´ URAM SFI Center for Research in Medical Devices, Εθνικό Πανεπιστήμιο της Ιρλανδίας Galway, Galway, Ιρλανδία