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老年痴呆症吗?疾病和葡萄糖代谢

苏尼尔·辛格1*,尼莎Dhama2拉克什Sanapu,3,Arif汗1Gaurav辛格4

生物科学与技术,维特大学,Vellore,泰米尔纳德邦,印度

密拉特生物技术学系研究所工程与技术、密鲁特,U。P、印度

生物技术学系SRM大学,钦奈,印度泰米尔·纳

部门生物信息学建邦者,海德拉巴IIIT大学纳州,印度

*通讯作者:
苏尼尔·辛格
生物科学与技术,维特大学,Vellore,泰米尔纳德邦,印度
电话:+ 91 9966661052
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(电子邮件保护)

收到日期:14/03/2015接受日期:17/04/2015

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文摘

一些流行病学研究给证明2类糖尿病构建从根本上增加阿尔茨海默病的危险。两个问题共享某些不规则自然组件,例如,阻碍葡萄糖消化系统,胰岛素抵抗,扩大β-amyloid安排,氧化焦虑,尖端附近的糖化项目完成。这个审计集中于葡萄糖消化系统弱点作为典型临床和生化强调共享的阿尔茨海默氏症感染和2类糖尿病。更好的学习的正常运动的原子和细胞通路包括这两个问题,分析师可能有机会大纲引人注目的恢复性治疗或控制2类糖尿病和中介,因此,推迟老年痴呆疾病的发作或运动。病机最近出现零星的阿尔茨海默病(AD)是接受源于复杂的合作有益健康的,自然的,表观遗传和遗传组件。那些元素,调整流动胆固醇体内平衡,自主的APOE基因型,继续诱捕记住的淀粉样β蛋白(Aβ)和AD的发病机制。接受,贩卖前身β淀粉样蛋白的蛋白质(AβPP) endolysosomes似乎假设的基本参与决定amyloidogenic准备AβPP的事实,这是准确的,两种化学物质有差别地关键AβPP消化系统被发现;β淀粉样蛋白改变/催化剂(BACE-1)和γ分泌酶酶。

关键字

阿尔茨海默病;β-Amyloid认知障碍;老年痴呆症;高胰岛素血;葡萄糖代谢

介绍

阿尔茨海默病(AD)是一个主要的问题,将对老年人造成损害民众的世界与全球普遍性接近50%在85年和更成熟的个体。再说,这个星球上的居民经历2类糖尿病(2型糖尿病)目前由疾病预防控制中心1.5亿年的一份报告,3亿年这个数字将在2025年(1]。1999年鹿特丹考虑(2)和一些疾病传播的研究,此后的研究报道,2型糖尿病从根本上建立危险创造记忆和智力衰弱,痴呆和广告(3,4]。一些研究认为有65%的扩大危险在糖尿病患者与non-diabetes创建广告,声音的人而不同研究展出,在糖尿病患者中创建广告增加的危险(5- - - - - -10]。以相似的方式,后期组的同伴研究缓存县发现广告抵挡不住创造的2型糖尿病患者比non-AD人,因此使附近的关系中间的广告和2型糖尿病(11- - - - - -15]。晚,有一些临床试验的抗糖尿病的药物在AD患者(16- - - - - -19]。

阿尔茨海默病(AD),最知名的成熟神经退行性问题,临床上的描述是一个动态的心理能力,减少损失和病态的突触诚实、神经元和附近的淀粉样斑块的β淀粉样蛋白(Aβ)蛋白质和神经元缠结的过度磷酸化τ(1,2]。大脑淀粉样β蛋白宣誓书(Aβ),β淀粉样蛋白的蛋白水解乳沟结果前身蛋白质(AβPP)测试网站AβPP乳沟化合物1 (BACE1)和γ-secretase,继续被视为一个关键致病变量的广告(20.- - - - - -24]。一切考虑,质量变化AβPP presenilin-1可以提示适度罕见家族与准时出现广告25]。尽管如此,广告的主要部分在本质上是零星的病例在发病后期。目前,致病性系统负责零星的广告保持模糊,然而接受来自健康之间复杂的联系,自然,表观遗传和遗传组件(26- - - - - -30.]。在这些变量中,提高血浆低密度脂蛋白胆固醇与AD发病机制的有力的危险组件。在这里,我们将讨论AβPP amyloidogenic处理,迅速把胆固醇体内平衡的边缘大脑,检查之间的联系提高血浆低密度脂蛋白胆固醇水平和广告发病机理,并研究了隐藏系统强调amyloidogenic AβPP的准备。

Amyloidogenic AβPP处理

全身AβPP,一种普遍传达我跨膜蛋白与能力在很大程度上无特征的细胞是混合在内质网和运输到高尔基体/ trans-Golgi系统机械装配,在那里体验转译后的调整和发展。一旦嵌入到等离子体电影通过分泌囊泡,AβPP可以运动到核内体通过clathrin-ward内吞作用因此它可以被重用回溶酶体的细胞表面或转达了可能的腐败(31日- - - - - -35]。

贩卖AβPP endolysosomes似乎认为一个基本的部分决定的程度AβPP消化系统non-amyloidogenic还是amyloidogenic [31日- - - - - -37]。non-amyloidogenic通路,AβPP在等离子体电影除以α-secretase交付sAPPα的神经营养和神经保护8]。amyloidogenic途径,一旦AβPP伪装成endolysosomes的酸性环境,amyloidogenic AβPP消化系统由BACE-1催化,γ-secretase [38- - - - - -41]。的Amyloidogenesis endosome-determined Aβ进一步受到Aβ贬值的能力被lysosomeoccupant组织蛋白酶催化(13]。剩余Aβ水平可以积聚在endolysosomes intraneuronal Aβ也可以体验exocytotic放电到细胞外空间扩散Aβ斑块形状。通过这种方式,可以提高amyloidogenesis那些推进AβPP伪装等元素(14),那些升级蛋白质含量和/或练习BACE-1和/或γ-secretase [42- - - - - -47),那些抵消AβPP重用回到细胞表面(17),和那些阻碍Aβ破坏溶酶体(48]。

胆固醇,细胞膜的重要组成部分,有助于保持神经放电等生理命令式神经元的能力,神经突,产物和突触柔顺49- - - - - -52]。是否结合记住或其他地方整个身体,胆固醇人为相同。在任何情况下,有关于其对比与脂蛋白颗粒之间的关系。脂蛋白的变化大小、脂质,和复杂的载脂蛋白,调解他们的车辆和吸收多样化。在等离子体,低密度脂蛋白是基本脂蛋白分子干预胆固醇和脂类的车辆边缘组织,而HDL脂蛋白分子插手原则反过来从边缘组织胆固醇运输52- - - - - -56]。低密度脂蛋白是20 - 25纳米测量分子最值得注意的胆固醇物质和飞机观测- 100是选择干预其车辆载脂蛋白和吸收。高密度脂蛋白,富含蛋白质的圈型粒子,在8 - 10 nm大小,有降低胆固醇的物质,和必要的干预其车辆和吸收apoA-I载脂蛋白,apoC-I apoC-II和载脂蛋白e [56- - - - - -58]。

大脑是最丰富胆固醇体内器官和包含大约20%的身体总胆固醇。大约70%的胆固醇位于髓鞘的少突神经胶质层星形胶质细胞;胆固醇在神经元组成。而不是血浆胆固醇,胆固醇基本上都在大脑unesterified自由胆固醇(58- - - - - -61年]。免费unesterifed胆固醇是神经元的特定意义,理由是神经元非常活力细胞与广泛的程序,要求稳定膜贩运和自由胆固醇重用生理神经能力至关重要,包括神经递质,神经突产物,和突触多才多艺61年- - - - - -66年]。

HDL-like apoE-cholesterol纳入供应大脑的神经需要胆固醇通过receptor-interceded内吞作用,一个过程,脂蛋白绑定到他们的受体是伪装,运往endolysosomes,水解游离胆固醇,从自由胆固醇运送到不同的细胞内的隔间(呃,高尔基体)或等离子体膜通过乐器包括尼曼排序C (NPC)蛋白质排序1 (NPC1)和2 (NPC2)蛋白质66年- - - - - -70年]。适合的神经元要求胆固醇,无数的胆固醇吸收,包括LDLR, low-thickness脂蛋白受体(VLDLR) LRP-1,载脂蛋白e受体和sorLA-1异常沟通在神经元32- - - - - -35]。更重要的是,低水平的抢劫者受体B1 (SR-B1)和氧化低密度脂蛋白的受体神经元(同样也在沟通36- - - - - -38]。因此,血浆高密度脂蛋白,介意原位合并HDL-like apoE-cholesterol可能干预重用和相反的胆固醇运输(27),和这样一个能力是中心神经元的生理元素尤其重要。当然,apoE调节神经递质发展至关重要,多功能性和修复(39,40)和apoE胆固醇,自然神经胆固醇的源泉,是神经41,42]。从本质上讲,高密度脂蛋白是神经43- - - - - -45]。

Butyrylcholinesterase (BChE)是扩大大脑皮层的阿尔茨海默病(AD)患者,特别是那些carryinga4载脂蛋白E等位基因的质量(ApoE)和某些大餐,预见变化扩大广告的危险和抗胆碱酯酶治疗的不良反应。测量BChE运动和八十年脑脊液蛋白质水平成熟AD病人有关的年龄,性别,ApoE a4基因型、认知和脑葡萄糖消化系统(CMRglc)。大餐行动在男性比女性高23% (p < 0.03),高40 - 60%的载脂蛋白e a4 -病人比输送也许a4等位基因(p < 0.0004)。CSF与皮质CMRglc大餐水平。高患者直接CSF大餐了更好的智力分数超过别人。他们推测,CSF大餐变化相反皮质淀粉样斑块的大餐。以这种方式,低大餐以一种持久的CSF在神经炎的斑块可能预见深远的整合,扩大了神经毒性和更加突出焦点神经退化(71年- - - - - -75年]。

有趣的是,链脲霉素糖尿病不影响视网膜的乙酰胆碱酯酶作用而扩大其在大脑皮层的运动(100%)和血清中(55%),并减少30 - 40%的红细胞。butyrylcholinesterase行动减少了30 - 50%,视网膜和海马体和一个较小的程度上在视网膜上皮细胞从老鼠用链脲霉素治疗一周。胆碱酯酶的发展指出演习并不与空腹血糖的焦点。这些结果建议糖尿病可能会影响细胞的特定子集和胆碱酯酶的亚型可能促使调整与糖尿病有关的困难。此外报道,butyrylcholinesterase K等位基因变异之间更常规的II型糖尿病患者比非糖尿病者建议butyrylcholinesterase的邻近关系质量(3 q26) II型糖尿病患者可能与公认的弱点轨迹3号染色体上还问免费胰岛能力(76年- - - - - -78年]。

糖化或美拉德反应是一个平移调整后的时刻这是共价的结果持有自由氨基酸的蛋白质的聚集减少糖,例如,葡萄糖和果糖的安排带来了早期糖化项改革经验,干燥,环合塑造一个更稳定的Amadori项(ketoamine) [1- - - - - -4]。席夫碱和Amadori糖化项目创建自由基带来减少癌症预防剂保护的仪器可以伤害细胞细胞器和催化剂(5]。高葡萄糖负载(hyperglycaemic条件)下,Amadori项目经验non-enzymatic糖化反应导致不可预知的发展安排混合称为先进的糖化结束项目(年龄)的中间道路混合,例如,3-Deoxyglucosone (3 dg)乙二醛(去)和甲基乙二醛毫克(6]。尽管糖的主要祖先时代,这些gobetween代谢物同样接受了糖化反应(产生兴趣79年- - - - - -85年]。其中包括3-Deoxyglucosone (3-DG),而不是一个本质深刻反应二羰基的美拉德反应;和Carboxymethyllysine (CML)和pentosidine作为时代发展的推动者。这些过渡混合可以同样扩散的细胞与细胞外蛋白质和回应。不合理的年龄收集导致巨大的细胞破碎通过修改蛋白质结构。随后,3 dg,去MG糖化中间体和祖先的时代;和重要的主要抑制混合旨在减少的不良结果糖化蛋白在体外和体内[86 - 90]。尽管蛋白质,糖化的影响不同的生物分子的混合物含有自由氨基聚会,例如,DNA和脂蛋白,因此讨厌这些生物分子的结构和能力。DNA的示意图表示糖化通路与蛋白质和脂类高分子在方案1 (91年- - - - - -97年]。

绝大计算蛋白糖化half-existence个体蛋白质;更值得注意的半衰期,大糖化(8,9糖化的一部分是完全注意在许多蛋白质的基本缺陷和他们的能力98年- - - - - -104年]。目的蛋白是相似的;免疫球蛋白G(免疫球蛋白),HSA,胶原蛋白会导致不良的结果。免疫球蛋白和蛋清half-existences 21和20天左右,另外,显示极端体内糖化。话又说回来,在高葡萄糖焦点,糖化程度主要是由自然glycability的蛋白质(104年- - - - - -110年]。糖化的免疫球蛋白G(免疫球蛋白)卷入了免疫系统的疾病,例如,类风湿性关节炎(RA) (10]。这可能干预与免疫球蛋白的典型的能力可能会增加韧带纠缠的开始110年- - - - - -117年]。年龄伤害免疫球蛋白可以用作生物标记为准时RA的位置和相关的可选的错综复杂。糖化的免疫球蛋白异常的热情,因为它对免疫球蛋白的有用性的影响和一般不为所动的健身,特别是关于他们的领带抗原的能力和影响补充课程(118年]。糖化免疫球蛋白已被证实能带来的主要辅助困扰带来他们的有用的能力10]。

另一种血清蛋白是人血清白蛋白(HSA)糖化是极其脆弱的。保险是最丰富的蛋白质,含有60%的人血浆蛋白。它被用作模型蛋白质的崩溃和配体将在许多年的研究由于其长寿命、高集中在等离子体118年- - - - - -122年]。HSA非常微妙的糖化,理由是HSA熊约58赖氨酸存款,使它的理想焦点糖化过程(11]。糖化蛋白的水平可能另外的质量水平的一个标志在糖尿病患者高血糖症(122年- - - - - -128年]。

额外的细胞中蛋白质,胶原蛋白是最重要的一个经历糖化反应。胶原蛋白质对肌肤至关重要,因为它们是至关重要的细胞外框架的结构和容量的真皮。更苗条,皮肤起皱纹,普通成熟的迹象,平均的结果减少胶原蛋白(128年- - - - - -132年]。蛋白糖化尤其是胶原蛋白,因为它的半衰期长,增加皮肤成熟它崩溃当前胶原蛋白的交叉连接(133年]。

扩大糖化和制造的年龄组织参与了糖尿病纠葛的事实,他们可以改变酶的运动,减少配体系,调节蛋白半衰期和修改免疫原性。一些后期的研究报告中对DNA和protein-AGEs auto-antibodies附近的血清感染人133年- - - - - -138年]。年龄是装备框架AGE-safe建筑在糖尿病患者会认为动脉粥样化形成的一部分。Glycation-inferred自由基会导致蛋白质断裂和核酸和脂质氧化。年龄可以同样形状磷脂引发脂质过氧化,立即响应葡萄糖和氨基酸集会中磷脂,例如,磷脂酰乙醇胺、磷脂酰丝氨酸存款(138年- - - - - -145年]。

糖化的影响在丰富的蛋白质和赖氨酸纳入成熟和年龄相关的疾病检查慎重地(145年- - - - - -151年]。的证据支持抗原性糖化赖氨酸代谢产物在体内的感知auto-antibodies糖化蛋白在糖尿病和RA患者。这可能是因为保险改变蛋白质的蛋白水解分解及其承认作为一个远程原子由安全框架(152年]。更重要的理解糖化赖氨酸项目的规定,特别是Amadori项目,到期会认为一个重要组成部分在保持与年龄相关的感染的危险。因此,auto-antibodies糖化蛋白质代表未来的年龄相关感染的标志马上坚实的人24]。我们探索集团测试auto-antibodies附近对致癌剂/自由基和糖化DNA粒子作为识别可能bio-marker准时发作的疾病如糖尿病,关节炎症和增长也152年- - - - - -155年]。

糖化开始的调查是至关重要的,年龄不断积聚在组织和器官创造不断不便糖尿病、视网膜病变、神经病变和动态动脉粥样硬化(156年]。

讨论

广告和2型糖尿病条件影响的发达国家和发展中国家的个体数量。两种情况下的构建和发现新型药物治疗或防止真正意义的探索。有点令人惊讶的是,广告和2型糖尿病提供一些亚原子程序个人退化的改进进行了氧化拉伸的一部分代谢疾病如糖尿病的发病机理及其不便,以及神经退行性问题如广告和报道,氧化焦虑STZ-affected老鼠大脑的变化和广告可能是有价值的人在寻求新的药物治疗癌症预防剂的广告运动(157年- - - - - -164年]。蛋白质的错误折叠假定疾病的重要组成部分,我们的科学调查,推测,附近的分离关系的疼痛和BChE可能改变广告在患有2型糖尿病的危险。在网上比较研究执导,展现PhosphoBlast是一个适应性强的采矿设备适合区分相关磷酸化标志和phosphoamino腐蚀性转换在一个深刻复杂的蛋白质组学数据集生产和精确的方式165年- - - - - -171年]。Phosphoblast和法将帮助信息检查的组织磷酸化蛋白质组的识别证明磷蛋白质生物标记物的疾病。所以生物信息学研究不同的安排和Phosphoblast调查将有助于蛋白质的信息审查和新代祷有用的识别证明/蛋白质生物标记物的疾病(172年- - - - - -176年]。

扩大non-enzymatic蛋白糖化,年龄和自己积累的发展组织和血清中一个重要组成部分糖尿病的发病机理的困难。长期住在细胞外蛋白质的重要性凸显了胞内糖化(177年- - - - - -180年]。的合成方法,融入体内,具体参与糖尿病的发病机理的正在审查中。糖尿病纠缠通过减少交叉连接糖化组合可以降低开发和组织年龄年龄或通过阻断受体的集合。最近我们收集了不少的阻碍年龄利用潜在的药物二甲双胍和吡哆胺(181年- - - - - -184年]。各种常见和制造混合正在研究其可能的恢复潜力拥有对抗氧化剂潜力(185年- - - - - -188年]。我们另外估计治疗植物对抗氧化剂潜在可能同样会有很大的敌意糖化能力(52]。这样的混合,氨基胍抵消年龄和展示了有前途的发展避免糖尿病动物模型的困难。另一方面,他们不能被创建成一个引人注目的有吸引力的药物,因为安全的沉思。更好的理解亚原子组件,负责糖尿病复杂性是基础的缓蚀剂的发展年龄(189年- - - - - -197年]。

结论

考虑到一切,有机系统基本的广告和2型糖尿病可能给我们广告的发展和运动的一个暗示。目前,不同恢复专家目前被临床证明,以避免或延迟的发生2型糖尿病临床证据和广告本身肯定2型糖尿病和广告之间的关系。尽管如此,仍有需要进一步研究相关的细胞和原子之间的仪器在2型糖尿病和广告。更好的理解残疾的葡萄糖消化系统病理生理学连接在中间的广告和2型糖尿病是关键的事实,这种学习控制概述科学家未来恢复性程序关注的病态在原子水平。

绕水平胆固醇升高、自治的APOE基因型,似乎添加广告的改进。一方面,提高血浆低密度脂蛋白胆固醇水平可以促进大脑血管损害因此开始神经炎症反应,增加广告的发病机制。再说,低密度脂蛋白胆固醇可能加重神经元endolysosome工作和贡献直接发病机理的广告。在这里,我们提出一个猜测升起胆固醇水平的低密度脂蛋白胆固醇导致溶酶体储存像C类尼曼氏病感染以这种方式贡献AD的发病机制。特别是,我们建议血浆低密度脂蛋白胆固醇一旦进入大脑实质可以通过receptorinterceded掩盖了神经元内吞作用,可以进步AβPP LDLRs掩盖的事实和AβPP身体彼此。不同apoE-cholesterol,扩大apoB-containing ldl胆固醇可能促使胆固醇积累在endolysosomes沿着这些思路提高endolysosome pH值和阻碍endolysosome能力。

endolysosome pH值的崛起一方面可能促使扩大BACE-1蛋白质含量和升级BACE-1运动提示amyloidogenic AβPP的准备,然后又可以减少在溶酶体组织蛋白酶行动随后削弱Aβ贬值,因此促使intraneuronal Aβ积累。尽管从我们的生物研究发现支持这样一个理论,进一步研究指导人们合理的。另外还应该注意到,胆固醇是由所有账户不是唯一LDL粒子和相关的载脂蛋白的一部分,鞘脂类和磷脂可能同样影响amyloidogenic处理AβPP并添加改善零星的广告。

虽然这些充满希望的蛋白的识别证明包含在网上广告和2型糖尿病是一个重要的突破,需要迎头赶上的研究更大的民众接受的人感触性和特异性的品质特征和测定实验室利用新颖的蛋白质组和代谢组的设备。蛋白质组学和生物信息学的研究是有价值的更精确的预测生物标记/新的治疗靶点。

引用

全球技术峰会