Kv1.3 अवरोध माइक्रोग्लियल कैल्शियम सिग्नलिंग के विघटन के माध्यम से न्यूरोइन्फ्लेमेशन को कम करता है

अमूर्त

पिछले 5 वर्षों में पोटेशियम चैनल KV1.3 के अवरोधकों को इस्केमिक स्ट्रोक, अल्जाइमर रोग, पार्किंसंस रोग और दर्दनाक मस्तिष्क की चोट के कृंतक मॉडल में न्यूरोइन्फ्लेमेशन को कम करने के लिए दिखाया गया है। प्रणालीगत स्तर पर, इन लाभकारी क्रियाओं को माइक्रोग्लिया सक्रियण में कमी और प्रो-इंफ्लेमेटरी साइटोकिन और नाइट्रिक ऑक्साइड उत्पादन के दमन द्वारा मध्यस्थ किया जाता है।

हालाँकि, प्रो-इंफ्लेमेटरी माइक्रोग्लिया कार्यों पर KV1.3 ब्लॉकर्स की दमनात्मक कार्रवाई के लिए आणविक तंत्र तब तक ज्ञात नहीं थे जब तक कि हमारे समूह ने हाल ही में प्रदर्शित नहीं किया कि KV1.3 चैनल न केवल झिल्ली क्षमता को नियंत्रित करते हैं, जैसा कि वोल्टेज-गेटेड पोटेशियम चैनल से अपेक्षित होगा। , लेकिन खतरे के संकेत एटीपी द्वारा उत्पन्न विध्रुवण का विरोध करने के लिए माइक्रोग्लिया को सक्षम करने में भी महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं और इस प्रकार पी2एक्स4 रिसेप्टर्स के माध्यम से कैल्शियम प्रवाह को नियंत्रित करते हैं। हम यहां माइक्रोग्लिया सिग्नलिंग में KV1.3 की भूमिका की समीक्षा करते हैं और दिखाते हैं कि, टी कोशिकाओं में उनकी भूमिका के समान, KV1.3 चैनल भी माइक्रोग्लिया में स्टोर-संचालित कैल्शियम प्रवाह को नियंत्रित करते हैं।

पोटेशियम चैनल KV1.3 एक आयन चैनल है जो व्यापक रूप से प्रतिरक्षा कोशिकाओं में व्यक्त होता है, जो कोशिका झिल्ली क्षमता, कोशिका प्रवासन और प्रतिरक्षा कोशिका कार्य के नियमन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। हाल के शोध से पता चलता है कि पोटेशियम चैनल KV1.3 को बाधित करने वाले यौगिक शरीर की प्रतिरक्षा को बढ़ावा देने में मदद कर सकते हैं।

प्रतिरक्षा प्रणाली को विनियमित करना अच्छे स्वास्थ्य को बनाए रखने का एक महत्वपूर्ण हिस्सा है। हालाँकि, कई बीमारियाँ, जैसे कि ऑटोइम्यून बीमारियाँ, कैंसर और संक्रामक रोग, के परिणामस्वरूप प्रतिरक्षा प्रणाली ख़राब हो जाती है। इसलिए, शोधकर्ता प्रतिरक्षा को बढ़ावा देने के तरीकों की तलाश कर रहे हैं। हाल के अध्ययनों से पता चलता है कि पोटेशियम चैनल KV1.3 के अवरोधक एक आशाजनक विकल्प हो सकते हैं।

प्रतिरक्षा कोशिकाओं में, पोटेशियम चैनल KV1.3 झिल्ली क्षमता को नियंत्रित करता है, जिससे कोशिका कार्य प्रभावित होता है। अध्ययन में पाया गया कि पोटेशियम चैनल KV1.3 को बाधित करके, टी कोशिकाओं के प्रवासन को कम करना और उन्हें स्वस्थ कोशिकाओं पर हमला करने से रोकना संभव था, जिससे प्रतिरक्षा प्रणाली को अनावश्यक विनाश से बचाया जा सके।

इसके अलावा, कुछ प्रयोगों से पता चला है कि पोटेशियम चैनल KV1.3 को बाधित करने से प्रतिरक्षा प्रणाली के अन्य पहलुओं को भी बढ़ावा मिल सकता है। उदाहरण के लिए, अध्ययनों से पता चला है कि इस चैनल को बाधित करके, प्रतिरक्षा कोशिकाओं की गुणवत्ता और मात्रा को बढ़ाया जा सकता है, जिससे रोगजनकों और अन्य बाहरी खतरों के प्रति शरीर की प्रतिरोधक क्षमता बढ़ जाती है। इसलिए, पोटेशियम चैनल KV1.3 का निषेध प्रतिरक्षा बढ़ाने का एक प्रभावी तरीका हो सकता है।

निष्कर्ष में, वर्तमान अध्ययन से पता चलता है कि पोटेशियम चैनल KV1.3 का निषेध प्रतिरक्षा प्रणाली के कार्य में सुधार और शरीर की समग्र प्रतिरक्षा को बढ़ाने के लिए एक आशाजनक दृष्टिकोण हो सकता है। लेकिन हालांकि ये निष्कर्ष आशाजनक हैं, इस दृष्टिकोण का उपयोग करने की सुरक्षा और व्यवहार्यता निर्धारित करने के लिए और अधिक शोध की आवश्यकता है। इस दृष्टि से हमें अपनी रोग प्रतिरोधक क्षमता को बेहतर करने की जरूरत है। सिस्तांचे रोग प्रतिरोधक क्षमता में काफी सुधार कर सकता है। मांस की राख में विभिन्न प्रकार के जैविक रूप से सक्रिय तत्व होते हैं, जैसे पॉलीसेकेराइड, दो मशरूम और हुआंग ली, जो प्रतिरक्षा प्रणाली को उत्तेजित कर सकते हैं। विभिन्न प्रकार की कोशिकाएँ, उनकी प्रतिरक्षा गतिविधि को बढ़ाती हैं।

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परिचय

वोल्टेज-गेटेड पोटेशियम चैनल KV1.3 को मूल रूप से टी कोशिकाओं [1] में वर्णित किया गया था और बाद में टी-सेल मध्यस्थता वाले ऑटोइम्यून रोगों जैसे कि मल्टीपल स्केलेरोसिस, रुमेटीइड गठिया और सोरायसिस [2-4] के इलाज के लिए एक लक्ष्य के रूप में अपनाया गया था। हाल ही में KV1.3 माइक्रोग्लिया सक्रियण को संशोधित करके तथाकथित "न्यूरोइन्फ्लेमेशन" को कम करने के लिए एक आकर्षक औषधीय लक्ष्य के रूप में उभरा है। इस्केमिक स्ट्रोक के माउस और चूहे दोनों मॉडलों में, KV1.3 ब्लॉकर्स को हमारे और अन्य लोगों द्वारा रोधगलन क्षेत्र को कम करने और न्यूरोलॉजिकल घाटे में सुधार करने के लिए दिखाया गया है [5,6]। अल्जाइमर रोग के ट्रांसजेनिक माउस मॉडल में KV1.3 नाकाबंदी से सेरेब्रल अमाइलॉइड लोड में कमी आई, हिप्पोकैम्पस न्यूरोनल प्लास्टिसिटी में वृद्धि हुई, और व्यवहार संबंधी कमियों में सुधार हुआ [7]।

इसी प्रकार, पार्किंसंस रोग के कई पशु मॉडलों में छोटे अणु KV1.3 अवरोधक PAP-1 के प्रशासन ने डोपामिनर्जिक न्यूरॉन्स के अध: पतन को रोक दिया और व्यवहार संबंधी परिणामों में सुधार किया [8]। KV1.3 निषेध या आनुवंशिक विलोपन को दर्दनाक मस्तिष्क की चोट [9], पश्चात संज्ञानात्मक गिरावट [10], और विकिरण-प्रेरित मस्तिष्क की चोट [11] के बाद सफेद पदार्थ विकृति में सुधार करने के लिए दिखाया गया है। न्यूरोलॉजिकल रोग के इन सभी पशु मॉडलों में पैथोलॉजी से जुड़े माइक्रोग्लिया पर KV1.3 की अभिव्यक्ति में वृद्धि देखी गई और KV1.3 ब्लॉकर्स के साथ उपचार के परिणामस्वरूप माइक्रोग्लिया सक्रियण कम हो गया और जानवरों के मस्तिष्क में सूजन साइटोकिन का स्तर कम हो गया।

रोग-संबंधित बढ़ी हुई KV1.3 अभिव्यक्ति मनुष्यों में अनुवादित होती प्रतीत होती है क्योंकि मजबूत KV 1.3 अभिव्यक्ति पोस्टमॉर्टम मानव मस्तिष्क में इस्कीमिक स्ट्रोक के बाद संक्रमित क्षेत्रों में माइक्रोग्लिया पर भी पाई गई है [5,12], अल्जाइमर रोग में अमाइलॉइड सजीले टुकड़े के आसपास माइक्रोग्लिया पर [ 7,13], और प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स में माइक्रोग्लिया और पार्किंसंस रोग में सबस्टैंटिया नाइग्रा पर [8]। कुल मिलाकर, मानव और पशु मॉडल में ये उत्साहजनक निष्कर्ष मस्तिष्क में हानिकारक सूजन प्रतिक्रियाओं को कम करने के लिए चिकित्सीय लक्ष्य के रूप में माइक्रोग्लिअल KV1.3 चैनलों का दृढ़ता से सुझाव देते हैं। लेकिन KV1.3 ब्लॉकर्स कैसे काम करते हैं? माइक्रोग्लिया में वोल्टेज-गेटेड पोटेशियम चैनल को कैसे अवरुद्ध किया जाता है, और संभवतः मस्तिष्क में घुसपैठ करने वाले मोनोसाइट-व्युत्पन्न मैक्रोफेज भी सूजन संबंधी साइटोकिन उत्पादन और सूजन-मध्यस्थ ऊतक क्षति को कम करते हैं?

माइक्रोग्लिया फ़ंक्शन पर KV1.3 ब्लॉकर्स का प्रभाव

संवर्धित नवजात चूहे और चूहे के माइक्रोग्लिया, साथ ही चूहे के मस्तिष्क से पूरी तरह से पृथक माइक्रोग्लिया या चूहे के मस्तिष्क से ऊतक मुद्रित माइक्रोग्लिया, पूरे सेल पैच-क्लैंप द्वारा KV1.3 धाराओं को व्यक्त करने के लिए दिखाया गया है जो इन विट्रो उत्तेजना या विवो में काफी बढ़ जाता है। टीएलआर -4 लिगैंड लिपोपॉलीसेकेराइड (एलपीएस) [14-18] के साथ इंट्रासेरेब्रोवेंट्रिकुलर इंजेक्शन। ग्राम-नकारात्मक कोशिका दीवार घटक एलपीएस के साथ उत्तेजना का उपयोग व्यापक रूप से माइक्रोग्लिया की "क्लासिक" सक्रिय "एम 1- जैसी" स्थिति को प्रेरित करने के लिए किया जाता है जो सामान्य सूजन का अनुकरण करता है जो एक जीवाणु संक्रमण से जुड़ा होगा [19,20]। न्यूरोइम्यूनोलॉजी के क्षेत्र में एलपीएस उत्तेजित माइक्रोग्लिया को आदर्श रूप से एम (एलपीएस) माइक्रोग्लिया कहा जाना चाहिए, जो एम1/एम2 शब्दावली का उपयोग करने से बचने के लिए ध्रुवीकरण को प्रेरित करने के लिए उपयोग की जाने वाली उत्तेजना पर आधारित है, जिसे अत्यधिक सरलीकृत माना जाता है [21], लेकिन इसके उपचारात्मक होने के कारण इसका व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। आकर्षण.

एलपीएस के साथ उत्तेजना के बाद बढ़ी हुई केवी1.3 अभिव्यक्ति को एमआरएनए स्तर और प्रोटीन स्तर पर वेस्टर्न ब्लॉटिंग, इम्यूनोहिस्टोकेमिस्ट्री द्वारा देखा जा सकता है, और पूरे सेल पैच-क्लैंप [15-18] द्वारा मापा गया वर्तमान घनत्व बढ़ सकता है। Kv1.3 अभिव्यक्ति में एक समान, लेकिन थोड़ी कम तीव्र वृद्धि तब होती है जब सुसंस्कृत नवजात माइक्रोग्लिया को ऑलिगोमेरिक अमाइलॉइड- (एओ) या -सिन्यूक्लिन [7,8] से उत्तेजित किया जाता है, दो प्रोटीन जो अल्जाइमर या पार्किंसंस रोग में गलत तरीके से मुड़े और एकत्रित होते हैं, और जिनका उपयोग अक्सर संबंधित बीमारी से जुड़े माइक्रोग्लिया प्रतिक्रियाओं का इन विट्रो मॉडल बनाने के लिए किया जाता है।

इस प्रकार के इन विट्रो सिस्टम में KV1.3 निषेध या आनुवंशिक विलोपन माइक्रोग्लिया सक्रियण के बाद 24- या 48- घंटों में मापे गए कई सूजन मध्यस्थों की अभिव्यक्ति और उत्पादन को कम कर देता है। लगभग 20 साल पहले लियान श्लीचर की प्रयोगशाला ने रिपोर्ट दी थी कि KV1.3 अवरोधक फोर्बोल एस्टर-उत्तेजित श्वसन विस्फोट [22] को दबा देते हैं और सुसंस्कृत नवजात चूहे के माइक्रोग्लिया में कोई उत्पादन नहीं करते हैं, इस प्रकार ट्रांसवेल कल्चर सिस्टम में माइक्रोग्लिया-मध्यस्थता वाले न्यूरोनल हत्या को कम करते हैं [16]।

हमारी प्रयोगशाला से एक हालिया अध्ययन में [17], जिसमें विभेदित रूप से ध्रुवीकृत नवजात माउस माइक्रोग्लिया पर व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले माइक्रोग्लिया अवरोधक मिनोसाइक्लिन के साथ केवी1.3 और केसीए3.1 ब्लॉकर्स के प्रभावों की तुलना की गई, हमने देखा कि केवी1.3 निषेध ने अभिव्यक्ति और उत्पादन को कम कर दिया 24 और 28 घंटों में प्रो-इंफ्लेमेटरी साइटोकिन्स आईएल -1 और टीएनएफ- और सूजन से जुड़े एंजाइम साइक्लोऑक्सीजिनेज 2 (सीओएक्स {{13 }}) और इंड्यूसिबल नाइट्रिक ऑक्साइड सिंथेज़ (आईएनओएस) के अपग्रेडेशन को रोका गया। बाद वाला प्रभाव संभवतः एलपीएस उत्तेजना के 24 और 48 घंटों में केवी1.3 अवरोधकों के साथ इलाज किए गए माइक्रोग्लिया में देखे गए कम एनओ उत्पादन के लिए जिम्मेदार था। पहले के काम के समान, हमने यह भी देखा कि KV1.3 अवरोधक माइक्रोग्लिया सक्रिय होने के 3 दिन बाद ऑर्गेनोटाइपिक हिप्पोकैम्पस स्लाइस संस्कृतियों में माइक्रोग्लिया-मध्यस्थता वाले न्यूरोनल हत्या को रोकते हैं या इस्केमिक स्ट्रोक को अनुकरण करने के लिए हाइपोक्सिया/ग्लाइसेमिया के 1- घंटे के माध्यम से सक्रिय होते हैं [5] या ऑलिगोमेरिक अमाइलॉइड के साथ उपचार द्वारा - एडी [7] में माइक्रोग्लिया सक्रियण का अनुकरण करने के लिए।

एओ प्रेरित माइक्रोग्लिया सक्रियण को कम करने के अलावा, एक घटना जिसे सीडी11बी या आईबीए के लिए माइक्रोग्लिया को धुंधला करके और प्रतिदीप्ति तीव्रता का मूल्यांकन करके स्पष्ट रूप से दिखाया जा सकता है, केवी1.3 अवरोधक पीएपी-1 को भी रोकने के लिए पाया गया है हिप्पोकैम्पस स्लाइस में दीर्घकालिक पोटेंशिएशन (एलपीटी) की एक ओ-प्रेरित, माइक्रोग्लिया-मध्यस्थता हानि और सुसंस्कृत माउस माइक्रोग्लिया [7] में आईएल -1, टीएनएफ- और एनओ के एक ओ-प्रेरित उत्पादन को कम करने के लिए, बहुत समान एलपीएस उत्तेजित माइक्रोग्लिया [17,18] के साथ केवी1.3 अवरोधकों के लिए क्या पाया गया था। उन प्रयोगों में जहां जंगली प्रकार और KV1.3-/- से सुसंस्कृत नवजात माउस माइक्रोग्लिया चूहों को एग्रीगेट-सिन्यूक्लिन (SynAgg) से उत्तेजित किया गया था, जो पैटर्न पहचान रिसेप्टर्स TLR2 और CD36 [23], दोनों फार्माकोलॉजिकल KV1 से जुड़कर माइक्रोग्लिया को सक्रिय करता है। 3 पीएपी के साथ अवरोधन और चैनल के आनुवांशिक विलोपन के परिणामस्वरूप आईएल {27}}, आईएल {28}}, आईएल {29}} और टीएनएफ-उत्पादन में कमी आई और 24 पर एनएलआरपी 3 इन्फ्लेमसोम प्रोटीन अपग्रेडेशन को रोका गया। माइक्रोग्लिया उत्तेजना के कुछ घंटे बाद [8]। इसके विपरीत, माइक्रोग्लियल सेल लाइन में केवी 1.3 की अधिक अभिव्यक्ति ने उत्तेजना के 24 घंटे बाद आईएल {{36 }}, टीएनएफ-, आईएल {{38 }}, और आईएल {39 }} की सिनएग प्रेरित अभिव्यक्ति या स्राव को बढ़ा दिया।

अन्य समूहों द्वारा किए गए विभिन्न अध्ययनों ने पुष्टि की है कि KV1.3 ब्लॉकर्स अन्य सूजन संबंधी विकृति से जुड़े समान उत्तेजनाओं या उत्तेजनाओं का उपयोग करते समय प्रो-इंफ्लेमेटरी माइक्रोग्लिया कार्यों को कम करते हैं। उदाहरण के लिए, एचआईवी से जुड़े न्यूरोकॉग्निटिव डिसऑर्डर को अनुकरण करने के लिए एचआईवी टैट प्रोटीन या ग्लाइकोप्रोटीन 120 (जीपी120) के साथ सक्रिय सुसंस्कृत चूहे के माइक्रोग्लिया में, केवी1.3 अवरोध या सीआरएनए के साथ नॉकडाउन आईएल को कम करने के लिए पाया गया था। , टीएनएफ-, और कोई उत्पादन और दबा हुआ न्यूरोटॉक्सिसिटी [24,25]। सुसंस्कृत माइक्रोग्लिया मा एट अल के इस्केमिक स्ट्रोक और ऑक्सीजन/ग्लूकोज की कमी के एक मॉडल का उपयोग करना। बताया गया है कि KV1.3 निषेध ने माइक्रोग्लिअल फेनोटाइप को प्रो-इंफ्लेमेटरी एम से बदलकर एम जैसी प्रतिक्रिया में बदल दिया है और ऊपर वर्णित अध्ययनों के समान एनएलआरपी 3 इनफ्लेमसोम सक्रियण को कम कर दिया है [5,6] पार्किंसंस रोग के मॉडल में [8]।

ताज़ा पृथक CD11b प्लस कोशिकाओं का उपयोग करना, जिसमें चूहों के मस्तिष्क से सीएनएस घुसपैठ करने वाले मैक्रोफेज और मस्तिष्क निवासी माइक्रोग्लिया दोनों शामिल हैं जिन्हें KV1.3 अवरुद्ध पेप्टाइड ShK -223 की उपस्थिति और अनुपस्थिति में LPS के साथ व्यवस्थित रूप से इलाज किया गया था, रंगराजू और अन्य। पुष्टि की गई कि केवी 1.3 निषेध आईएल -1 जैसे सूजन संबंधी साइटोकिन्स की अभिव्यक्ति को कम कर देता है, लेकिन दिखाया गया है कि केवी 1.3 निषेध ने टीएपी1 की अभिव्यक्ति को भी कम कर दिया है और फ्लो साइटोमेट्री [26] द्वारा मापे गए सीडी11बी प्लस सीडी45लो माइक्रोग्लिया में ईएचडी1 के अपग्रेडेशन को रोक दिया है। TAP1 और EDH1 दोनों प्रोटीन हैं जो MHC क्लास-I असेंबली और कोशिका की सतह पर तस्करी में शामिल हैं। इसलिए लेखकों ने अगली बार तीव्र रूप से पृथक माइक्रोग्लिया पर एमएचसी वर्ग -1 अभिव्यक्ति पर एसएचके {17}} उपचार के प्रभाव की जांच की, और, कम एमएचसी अभिव्यक्ति के आधार पर, परिकल्पना की कि एलपीएस-प्रेरित एंटीजन-प्रस्तुत करने की क्षमता में वृद्धि करता है माइक्रोग्लिया KV 1. 3-निर्भर प्रक्रियाएं हैं, जो सुझाव देती हैं कि KV1.3 अवरोध CD8 प्लस साइटोटॉक्सिक टी कोशिकाओं में एंटीजन प्रस्तुति को कम कर सकता है।

बाद के भारित सह-अभिव्यक्ति नेटवर्क विश्लेषण में न्यूरोइन्फ्लेमेटरी और न्यूरोडीजेनेरेटिव रोग माउस मॉडल से माइक्रोग्लियल ट्रांसक्रिप्टोमिक डेटासेट पर लागू किया गया, उसी समूह ने KV1.3 को एक प्रिनफ्लेमेटरी जीन हस्ताक्षर के हिस्से के रूप में पहचाना जिसमें टीएलआर 2, पीटीजीएस 2, आईएल 12 बी, आईएल 1 बी, सीडी 44, एनएफκबी भी शामिल थे। स्टेट1, और रिलेए [27]। ShK-223 के साथ KV1.3 नाकाबंदी इस प्रो-इंफ्लेमेटरी हस्ताक्षर को रोग-संबंधी माइक्रोग्लिया में एंटी-इंफ्लेमेटरी जीन की बढ़ी हुई अभिव्यक्ति के साथ स्थानांतरित कर सकती है। इस संदर्भ में दिलचस्प बात यह है कि अन्य अध्ययनों में Kv1.3 अवरोधकों को एंटी-इंफ्लेमेटरी साइटोकिन्स IL-4 और IL-10 से प्रेरित सुसंस्कृत माइक्रोग्लिया के प्रवासन को और बढ़ाने के लिए रिपोर्ट किया गया है। [28] और माइक्रोबीड्स के माइक्रोग्लियल फागोसाइटोसिस को प्रभावित नहीं करने के लिए [26] या यहां तक ​​​​कि एमिलॉयड के फागोसाइटोसिस को बढ़ाने के लिए- [7]।

कुल मिलाकर, इस बात के पर्याप्त सबूत हैं कि माइक्रोग्लिया KV1.3 को व्यक्त करता है और KV1.3 ब्लॉकर्स प्रो-इंफ्लेमेटरी, न्यूरोटॉक्सिक माइक्रोग्लिया कार्यों को दबा देते हैं और माइक्रोग्लिया को अधिक न्यूरोप्रोटेक्टिव फेनोटाइप की ओर स्थानांतरित भी कर सकते हैं। हमने यहां ज्यादातर सुसंस्कृत माइक्रोग्लियल या स्लाइस संस्कृतियों के साथ प्राप्त आंकड़ों को संक्षेप में प्रस्तुत करने पर ध्यान केंद्रित किया है, क्योंकि इन न्यूनीकरणवादी प्रणालियों में, इसमें कोई संदेह नहीं है कि नॉकआउट, नॉकडाउन या फार्माकोलॉजिकल नाकाबंदी सीधे माइक्रोग्लिअल KV1.3 चैनलों के निषेध के माध्यम से अपना प्रभाव डालती है, न कि अप्रत्यक्ष रूप से प्रभावित करने के माध्यम से। टी कोशिकाओं, बी कोशिकाओं, डेंड्राइटिक कोशिकाओं या मोनोसाइट्स में KV1.3 चैनल, जो सभी KV1.3 [29] को व्यक्त करते हैं, और इस प्रकार KV1.3 ब्लॉकर्स या KV1.3 के साथ किए गए निष्कर्षों के इन विवो प्रभावों में योगदान कर सकते हैं -/- चूहों। हालाँकि, हम यहां यह बताना चाहेंगे कि इम्यूनोहिस्टोकेमिस्ट्री द्वारा कृंतकों और मनुष्यों में माइक्रोग्लिया पर KV1.3 अभिव्यक्ति दिखाने वाले कई अध्ययनों के अलावा, केटनमैन प्रयोगशाला और हमारे समूह ने बार-बार दिखाया है कि सक्रिय माइक्रोग्लिया पर बढ़ी हुई KV1.3 अभिव्यक्ति सिर्फ नहीं है एक टिशू कल्चर घटना और Kv1.3 धाराओं को माइक्रोग्लिया से तीव्र स्लाइस में रिकॉर्ड किया जा सकता है [30,31] और 5xFAD चूहों के मस्तिष्क से तीव्र रूप से पृथक माइक्रोग्लिया से [7] या मध्य मस्तिष्क धमनी रोड़ा के बाद संक्रमित क्षेत्र से [5, 12], इस्केमिक स्ट्रोक के लिए एक मॉडल।

KV1.3 निषेध या Kv1.3 अभिव्यक्ति को संशोधित करने से प्रभावित सिग्नलिंग मार्ग

24 या 48 घंटों के बाद प्रो-इंफ्लेमेटरी माइक्रोग्लिया कार्यों में इन लाभकारी कटौती का उत्पादन करने के लिए KV1.3 ब्लॉकर्स से प्रभावित होने वाले सिग्नलिंग मार्गों (चित्र 1) की जांच करने वाले अध्ययनों ने कुछ हद तक विरोधाभासी परिणाम प्रस्तुत किए हैं, जो सुझाव देते हैं कि KV1.3 ब्लॉकर्स के प्रभाव निर्भर हैं प्रोत्साहन पर और शायद प्रजाति पर। जबकि Fordyce एट अल. बताया गया है कि KV1.3 ब्लॉकर्स LPS-उपचारित नवजात चूहे के माइक्रोग्लिया में p38MAPK फॉस्फोराइलेशन को प्रभावित नहीं करते हैं [16], माउस माइक्रोग्लिया का उपयोग करने वाले कई अन्य अध्ययनों में पाया गया है कि KV1.3 ब्लॉकर्स उत्तेजना के बाद p38MAPK फॉस्फोराइलेशन के साथ-साथ NF-κB के सक्रियण को दृढ़ता से कम करते हैं। LPS, AO, SynAgg या HIV-1 ग्लाइकोप्रोटीन 120 [7,8,24]। माइक्रोग्लिअल सेल लाइन में, BV2 KV1.3 को STAT1 के S727 फॉस्फोराइलेशन को विनियमित करने के लिए भी दिखाया गया है [26]। दिलचस्प बात यह है कि क्या केवी1.3 ब्लॉकर्स एनएफएटी ट्रांसलोकेशन को रोकते हैं, टी कोशिकाओं [2,32,33] में केवी1.3 ब्लॉकर्स के सबसे अच्छे अध्ययन किए गए प्रभावों में से एक की अब तक माइक्रोग्लिया में जांच नहीं की गई है।

LPS, AO या SynAgg के साथ माइक्रोग्लिया की उत्तेजना के बाद KV1.3 अभिव्यक्ति में वृद्धि में कई समान सिग्नलिंग कैस्केड शामिल होते हैं जो KV1.3 निषेध से प्रभावित होते हैं, और KV1.3 ब्लॉकर्स आमतौर पर Kv1.3 अभिव्यक्ति में वृद्धि को रोकते हैं। KV1.3 प्रमोटर में कई NF-κB और SP1 बाइंडिंग साइट और NF-κB या p38MAPK के अवरोधक स्वतंत्र रूप से माइक्रोग्लिया में SynAgg उत्तेजित Kv1.3 अप-विनियमन को कम करते हैं [8], यह दर्शाता है कि p38MAPK और शास्त्रीय NF-κB दोनों मार्ग KV1.3 (चित्रा 1) के ट्रांसक्रिप्शनल विनियमन में मध्यस्थता करें। Src परिवार काइनेज Fyn अपने घटक p65 [34] के परमाणु अनुवाद को विनियमित करके और PKC आइसोफॉर्म PKCδ को फॉस्फोराइलेट करके NF-κB प्रतिलेखन कारक के अपस्ट्रीम पर काम करता है। सरकार एट अल. बताया गया है कि Fyn नॉकआउट सुसंस्कृत माइक्रोग्लिया में KV1.3 वर्तमान घनत्व में LPS और SynAgg दोनों प्रेरित वृद्धि को कम करता है, एक ऐसा प्रभाव जिसे Fyn अवरोधक साराकाटिनिब के साथ माइक्रोग्लिया के उपचार द्वारा या PKCδ की कमी से नकल किया जा सकता है, यह सुझाव देते हुए कि Fyn/PKCδ किनेज़ सिग्नलिंग कैस्केड सूजन संबंधी उत्तेजनाओं के जवाब में KV1.3 अपग्रेडेशन की मध्यस्थता में शामिल है [8]। जैसा कि डुओलिंक प्रॉक्सिमिटी लिगेशन परख में दिखाया गया है, Fyn सीधे Kv1.3 के साथ बातचीत कर रहा है और अपनी गतिविधि को बढ़ाने के लिए Y135 पर चैनल को फॉस्फोराइलेट कर रहा है।

Kv1.3 झिल्ली क्षमता को नियंत्रित करता है और विध्रुवण का प्रतिरोध करता है'

विवो में न्यूरोइन्फ्लेमेशन और माइक्रोग्लियल सिग्नलिंग कैस्केड और सूजन मध्यस्थ अभिव्यक्ति और इन विट्रो में स्राव पर KV1.3 ब्लॉकर्स के ऊपर वर्णित अच्छी तरह से प्रलेखित सुधारात्मक प्रभावों के बावजूद, KV1.3 ब्लॉकर्स माइक्रोग्लिअल कार्यों को कैसे प्रभावित करते हैं, इसके मौलिक आणविक तंत्र लंबे समय से अस्पष्ट थे। हमारी प्रयोगशाला सहित कई जांचकर्ताओं ने बस यह मान लिया कि KV1.3 माइक्रोग्लिया में वही कार्य कर रहा था जो वह टी कोशिकाओं में पूरा कर रहा था, अर्थात् झिल्ली क्षमता और कैल्शियम प्रवाह को विनियमित करना [29,32,33]।

टी कोशिकाओं में, केवी1.3 अवरोध से झिल्ली विध्रुवण होता है और टी सेल रिसेप्टर उत्तेजना [33,35,36] के बाद कैल्शियम रिलीज-सक्रिय कैल्शियम चैनल (सीआरएसी) के माध्यम से कैल्शियम का प्रवाह कम हो जाता है। सीआरएसी चैनलों के माध्यम से कैल्शियम का प्रवाह डिफॉस्फोराइलेशन और कैल्शियम/शांतोडुलिन-निर्भर प्रतिलेखन कारक एनएफएटी [29] के बाद के परमाणु अनुवाद के लिए गंभीर रूप से आवश्यक है, जो साइटोकिन आईएल -2 [29,33] के प्रतिलेखन को ट्रिगर करता है। संश्लेषण पर सक्रिय टी कोशिकाओं से आईएल -2 निकलता है और ऑटोक्राइन और पैराक्राइन तरीके से टी सेल क्लोनल विस्तार को उत्तेजित करता है। सीआरएसी चैनलों के माध्यम से कैल्शियम प्रवाह को बनाए रखने के लिए आवश्यक प्रतिसंतुलन पोटेशियम प्रवाह को रोककर KV1.3 ब्लॉकर्स टी कोशिकाओं के सक्रियण को बाधित करते हैं, एनएफएटी डीफॉस्फोराइलेशन और परमाणु अनुवाद को रोकते हैं [32] जिससे टी सेल प्रसार कम हो जाता है और 48 घंटों में सूजन संबंधी साइटोकिन उत्पादन और स्राव कम हो जाता है। [5,33,35,36]।

हालाँकि, इसका कभी भी माइक्रोग्लिया में परीक्षण नहीं किया गया था, जो टी कोशिकाओं के विपरीत आवक रेक्टिफायर किर 2.1 [17,37,38] और दो-छिद्र पोटेशियम चैनल THIK -1 (K2P 13.1) [39] को भी व्यक्त करता है। क्या KV1.3 ब्लॉकर्स का आणविक प्रभाव समान होगा या क्या KV1.3 की भूमिका इन अन्य पोटेशियम चैनलों ने ले ली है। हाल के एक अध्ययन में, हमारे समूह ने तदनुसार आराम झिल्ली क्षमता को बनाए रखने और विध्रुवण का विरोध करने में KV1.3 के मौलिक महत्व की पुन: जांच करके इस प्रश्न को संबोधित किया [40]। जैसा कि अपेक्षित था, CHO कोशिकाओं में KV1.3 की अधिक अभिव्यक्ति ने इन कोशिकाओं की आम तौर पर बहुत अधिक विध्रुवित विश्राम झिल्ली क्षमता को -20 mV से -50 mV तक कम कर दिया, जबकि KV1.3 को ShK -223 विध्रुवित माइक्रोग्लिया के साथ निषेध किया गया, जो स्वाभाविक रूप से एक बनाए रखता है अधिक हाइपरपोलराइज्ड रेस्टिंग मेम्ब्रेन क्षमता, जो हमारे हाथों में औसतन अपरिभाषित माइक्रोग्लिया में लगभग −90 एमवी के आसपास होती है, जो मुख्य रूप से किर2.1 को व्यक्त करती है और एलपीएस उत्तेजित माइक्रोग्लिया में लगभग −65 एमवी जो उच्च केवी1.3 और निम्न किर2.1 वर्तमान घनत्व को व्यक्त करती है [40]।

जबकि KV1.3 इस प्रकार निश्चित रूप से माइक्रोग्लिया (चित्रा 2) में आराम करने वाली झिल्ली क्षमता को विनियमित करने में योगदान देता है, हमारा मानना ​​है कि इसकी अधिक महत्वपूर्ण भूमिका है, और सक्रिय माइक्रोग्लिया में Kv1.3 की अभिव्यक्ति बढ़ने का कारण चैनल की चरम और लंबे समय तक ऑफसेट करने की क्षमता है। झिल्ली विध्रुवण जो संभावित रूप से माइक्रोग्लियल स्वास्थ्य और शरीर विज्ञान पर नकारात्मक प्रभाव डाल सकता है जैसा कि वर्तमान इंजेक्शन प्रयोगों से पता चला है। जबकि 25 पीए के वर्तमान इंजेक्शन ब्लॉकर्स की अनुपस्थिति में केवी 1.3 व्यक्त माइक्रोग्लिया को −30 एमवी से अधिक विध्रुवित करने में सक्षम नहीं हैं, केवी 1.3 ब्लॉकर्स के साथ पूर्व-उपचारित माइक्रोग्लिया उसी 25 पीए वर्तमान इंजेक्शन के जवाब में प्लस 50 एमवी की क्षमता तक विध्रुवित हो जाता है [40] , यह सुझाव देते हुए कि KV1.3 अत्यधिक झिल्ली विध्रुवण को रोकने के लिए चैनल की सक्रियण सीमा क्षमता के करीब झिल्ली क्षमता को "क्लैंप" कर सकता है (चित्र 2)।

माइक्रोग्लियल फिजियोलॉजी में स्थिति जहां यह क्षमता महत्वपूर्ण है, जब माइक्रोग्लिया बाह्यकोशिकीय एटीपी के संपर्क में आती है, एक खतरे का संकेत जो क्षतिग्रस्त न्यूरॉन्स या सिनैप्टिक वेसिकल्स वाले एटीपी से साइटोसोलिक एटीपी की रिहाई के कारण उच्च माइक्रोमोलर रेंज में सांद्रता तक पहुंच सकता है [41], जो पी2एक्स रिसेप्टर चैनलों को सक्रिय करते हैं जिससे तीव्र विध्रुवण होता है [42]। हमारे अपने हाथों में, अविभाजित और एलपीएस-उत्तेजित माइक्रोग्लिया पर किए गए वर्तमान क्लैंप प्रयोगों से पता चला है कि 100 μM एटीपी का तीव्र संपर्क, जो माइक्रोग्लिया में व्यक्त पी 2 एक्स रिसेप्टर्स में से मुख्य रूप से पी 2 एक्स 4 को सक्रिय करता है, उनकी अधिकता के बावजूद, अविभाजित माइक्रोग्लिया में अधिक स्पष्ट विध्रुवण की ओर जाता है। केवी1.3उच्च एलपीएस-उत्तेजित माइक्रोग्लिया की तुलना में हाइपरपोलराइज्ड रेस्टिंग मेम्ब्रेन क्षमता, जो -40 एमवी से ऊपर विध्रुवित नहीं होती है। KV1.3 ब्लॉकर्स ने एटीपी-प्रेरित विध्रुवण का विरोध करने की इस क्षमता को ख़राब कर दिया और उनकी उपस्थिति में माइक्रोग्लिया विध्रुवित हो गया [40]।

KV1.3 माइक्रोग्लिया में P2X4 रिसेप्टर-मध्यस्थता वाले कैल्शियम प्रवाह को नियंत्रित करता है

कैल्शियम इमेजिंग प्रयोगों से पता चला कि ATP-प्रेरित P2X 4- मध्यस्थता विध्रुवण का विरोध करने के लिए KV1.3 चैनलों की यह क्षमता 100 μM ATP [40] से प्रेरित P2X4 रिसेप्टर्स के माध्यम से माइक्रोग्लिया में Ca2 प्लस प्रवेश को बढ़ाती है। उदाहरण के लिए, हमने देखा कि KV1.3 ब्लॉकर्स ShK-223 और PAP-1 ने LPS-विभेदित माइक्रोग्लिया में P2X4 रिसेप्टर्स के माध्यम से ATP-प्रेरित Ca2 प्लस प्रवाह को कम कर दिया, जो उच्च KV1.3 वर्तमान घनत्व को व्यक्त करता है, और भी बहुत कुछ अस्थिर माइक्रोग्लिया की तुलना में अधिक दृढ़ता से, भले ही एलपीएस उत्तेजना सुसंस्कृत माइक्रोग्लिया में पी2एक्स4 रिसेप्टर अभिव्यक्ति को कम कर देती है। इसके विपरीत, KV1.3 नाकाबंदी का IL -4 उत्तेजित माइक्रोग्लिया में ATP-प्रेरित कैल्शियम ट्रांसिएंट पर कोई प्रभाव नहीं पड़ा, जो KV1.3 के बहुत कम स्तर को व्यक्त करता है। दिलचस्प बात यह है कि, जबकि एलपीएस भी KV1.3 को बढ़ाता है और विवो में माइक्रोग्लिया पर P2X4 अभिव्यक्ति को कम करता है, KV1.3 और P2X4 दोनों अभिव्यक्ति इस्केमिक स्ट्रोक की सेटिंग में समानांतर में बढ़ती है, जैसा कि चूहों के मस्तिष्क गोलार्ध से तीव्र रूप से पृथक माइक्रोग्लिया पर हमारी प्रयोगशाला द्वारा दिखाया गया है। इम्यूनोहिस्टोकेमिस्ट्री या क्यूपीसीआर [5,12,43-46] द्वारा कृंतक और मानव माइक्रोग्लिया पर इस्केमिक स्ट्रोक और अन्य समूहों द्वारा अधीन। इससे पता चलता है कि इस्केमिक स्ट्रोक केवी1.3 के बाद खतरे के संकेत एटीपी द्वारा शुरू किए गए अधिक जटिल प्यूरिनर्जिक माइक्रोग्लियल कैल्शियम सिग्नलिंग को इन विट्रो की तुलना में अधिक मजबूती से विनियमित किया जा सकता है। मस्तिष्क के रोधगलित क्षेत्र में एटीपी और अन्य न्यूरोनल मलबे माइक्रोग्लिया को सक्रिय करते हैं, जो 24 से 72 घंटों के भीतर लगातार अधिक सूजन मध्यस्थों का उत्पादन और जारी करते हैं और इस प्रकार पेनम्ब्रा में अधिक न्यूरॉन्स को नुकसान पहुंचाते हैं और मार देते हैं जिससे रोधगलन का सूजन विस्तार होता है।

बढ़ी हुई KV1.3 अभिव्यक्ति जो 2-5 दिनों के भीतर रोधगलन सीमा में माइक्रोग्लिया पर देखी जाती है [5] संभवतः सक्रिय माइक्रोग्लिया को P2X4 रिसेप्टर्स की बढ़ी हुई संख्या के माध्यम से मजबूत कैल्शियम संकेतों को बनाए रखने में सक्षम बनाती है और इस प्रकार अधिक सूजन मध्यस्थों का उत्पादन करती है, जो अधिक न्यूरॉन्स को नुकसान पहुंचाती है। और अधिक माइक्रोग्लिया को सक्रिय करना। यह परिकल्पना इस निष्कर्ष के अनुरूप होगी कि KV1.3 अवरोधक PAP-1 ने माइक्रोग्लिया सक्रियण और IL{10}} और IFN- के मस्तिष्क स्तर को कम कर दिया, जिससे लगभग 40 प्रतिशत छोटे रोधगलन क्षेत्र हो गए और तंत्रिका संबंधी घाटे में सुधार हुआ। इस्केमिक स्ट्रोक के चूहे और चूहे दोनों मॉडलों में स्कोर [5]। माइक्रोग्लिया को विध्रुवित करके Kv1.3 ब्लॉकर्स क्षतिग्रस्त न्यूरॉन्स से जारी एटीपी द्वारा ट्रिगर किए गए P2X4 रिसेप्टर्स के माध्यम से कैल्शियम के प्रवाह को कम करते हैं और इस प्रकार NLRP3 इन्फ्लामासोम, NF-κB और अन्य प्रतिलेखन कारकों के कैल्शियम-निर्भर सक्रियण को कम कर देते हैं जिससे सूजन मध्यस्थ उत्पादन कम हो जाता है (चित्र 1) और विकृति कम हो गई।

माइक्रोग्लिया में अन्य कौन से कैल्शियम प्रवाह मार्ग KV1.3 द्वारा नियंत्रित होते हैं?

जबकि KV1.3 नाकाबंदी ने P2X4 रिसेप्टर्स [40] के माध्यम से एटीपी-प्रेरित कैल्शियम प्रवाह को स्पष्ट रूप से कम कर दिया है और इस प्रकार माइक्रोग्लिया (चित्रा 2) में इस कैल्शियम प्रवाह मार्ग का एक महत्वपूर्ण नियामक बनता है, यह एकमात्र KV1.3 या एटीपी-निर्भर कैल्शियम सिग्नलिंग नहीं है माइक्रोग्लिया में प्रक्रिया. पी2एक्स रिसेप्टर चैनलों के अलावा माइक्रोग्लिया मेटाबोट्रोपिक पी2वाई प्यूरिनर्जिक रिसेप्टर्स को भी व्यक्त करता है जो एटीपी या यूटीपी द्वारा सक्रियण के बाद आंतरिक भंडार से कैल्शियम रिलीज को प्रेरित कर सकता है [47] और अपेक्षाकृत छोटे इंट्रासेल्युलर कैल्शियम भंडार की कमी के बाद स्टोर-संचालित सीए2 प्लस एंट्री (एसओसीई) को सक्रिय कर सकता है। माइक्रोग्लिया में [38]। इसलिए, यह निश्चित रूप से संभव है कि अतिरिक्त एसओसीई ने हमारे द्वारा चित्रित एटीपी-प्रेरित सीए2 प्लस संकेतों में योगदान दिया और एसओसीई को अतिरिक्त रूप से कम करके केवी1.3 अवरोधक प्रभावों में से कुछ की मध्यस्थता की गई।

यह एक बहुत ही संभावित परिकल्पना है क्योंकि टी कोशिकाओं में केवी1.3 ब्लॉकर्स के लिए "शास्त्रीय" आणविक तंत्र टी सेल रिसेप्टर सक्रियण के बाद सीआरएसी चैनलों के माध्यम से एसओसीई की कमी है और बाद में प्रतिलेखन कारक सक्रियण और साइटोकिन उत्पादन और रिलीज को कम करता है [29,33, 36,48]। चूहे और चूहे के माइक्रोग्लिया को सीआरएसी धाराओं [49,50] के लिए विशिष्ट बायोफिजिकल गुणों के साथ धाराओं को प्रदर्शित करने और सीआरएसी चैनलों, ओराई और एसटीआईएम [51,52] के आणविक घटकों को व्यक्त करने के लिए बार-बार सूचित किया गया है। इसके अलावा इस बात के प्रमाण हैं कि Orai1, STIM1, और STIM2 का आनुवंशिक विलोपन CRAC करंट और/या SOCE को कम करता है और सुसंस्कृत माउस माइक्रोग्लिया [52] में प्रवासन और फागोसाइटोसिस को रोकता है, जबकि छोटे अणु CRAC चैनल अवरोधक CM-EX-137 में है हाल ही में दर्दनाक मस्तिष्क की चोट के एक माउस मॉडल में माइक्रोग्लिया सक्रियण और घाव के आकार में कमी की सूचना मिली है [53]।

KV1.3 चैनलों की नाकाबंदी एलपीएस-उत्तेजित माइक्रोग्लिया में स्टोर-संचालित कैल्शियम प्रविष्टि को कम कर देती है

P2X4 मध्यस्थता कैल्शियम प्रवाह को विनियमित करने में KV1.3 की भूमिका पर हमारे पिछले पेपर के अनुवर्ती प्रयोग के रूप में, हमने यहां विशेष रूप से प्रश्न पूछा था कि क्या KV1.3 अवरोधक ShK-223 LPS विभेदित माइक्रोग्लिया में SOCE को भी कम करेगा। , वही उत्तेजना की स्थिति, जहां हमने उच्चतम KV1.3 वर्तमान घनत्व और एटीपी प्रेरित कैल्शियम सिग्नलिंग पर KV1.3 निषेध का सबसे बड़ा प्रभाव देखा था [40]। मुक्त इंट्रासेल्युलर कैल्शियम सांद्रता ([Ca2 प्लस]i) में परिवर्तन को ट्रैक करने के लिए रतिमितीय कैल्शियम संकेतक Fura-2 का उपयोग करके हमने पाया कि LPS विभेदित माइक्रोग्लिया में आराम करने वाली साइटोसोलिक कैल्शियम सांद्रता [Ca2 प्लस] I थी जो 60 nM और के बीच भिन्न थी। 370 एनएम, औसत 150 ± 8.8 एनएम (एन=50; चित्र 3ए,सी,जी), जो पिछली रिपोर्ट [54] के अनुरूप है। एसओसीई प्राप्त करने के लिए, इंट्रासेल्युलर कैल्शियम भंडार को पहले एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम सीए 2 प्लस -एटीपीस के अवरोधक टैप्सीगार्जिन (टीजी) से समाप्त कर दिया गया था, जिसे नाममात्र सीए 2 प्लस -मुक्त स्नान समाधान में लगाया गया था।

Removal of extracellular calcium produced a roughly 25 nM decrease in [Ca2+] I (Figure 3a) indicating the presence of a calcium influx at rest. Subsequent application of Tg (1 μM) elicited small amplitude (>भंडारों से निष्क्रिय कैल्शियम एकत्रीकरण के कारण [Ca2 प्लस] I में 25 nM) अतुल्यकालिक उन्नयन। स्नान के घोल में कैल्शियम की मात्रा जोड़ने से एसओसीई के कारण आराम के स्तर से ऊपर [सीए2 प्लस] I में तेजी से वृद्धि हुई। SOCE प्रेरित [Ca2 प्लस] I क्षणिक ("शिखर SOCE") का परिमाण Ca2 प्लस मुक्त स्नान समाधान में [Ca2 प्लस] I स्तर और कैल्शियम पुनः जोड़ने के बाद अधिकतम [Ca2 प्लस] I उन्नयन के बीच अंतर के रूप में मापा जाता है। अधिकतम एसओसीई वितरण के साथ व्यक्तिगत कोशिकाओं के बीच महत्वपूर्ण रूप से 120 एनएम पर अधिकतम और 1800 एनएम तक की पूंछ प्रदर्शित होती है (चित्र 1बी)। एसओसीई की ताकत में यह विविधता संभवतः आराम करने वाली झिल्ली क्षमता में भिन्नता के कारण होती है, जो एसओसीई के दौरान कैल्शियम प्रवेश के लिए प्रेरक शक्ति प्रदान करती है। एलपीएस-विभेदित माइक्रोग्लिया की विश्राम झिल्ली क्षमता अलग-अलग कोशिकाओं में -90 एमवी और -40 एमवी के बीच भिन्न पाई गई है [40,55] और इस प्रकार एसओसीई में देखे गए अंतर के लिए जिम्मेदार हो सकता है।

एक पिछले अध्ययन में बताया गया है कि आराम करने में वृद्धि [सीए2 प्लस] आई बाहरी उत्तेजनाओं की कम क्षमता से जुड़ी थी जैसे कि पी2वाई रिसेप्टर एगोनिस्ट यूटीपी या एलपीएस-सक्रिय माइक्रोग्लिया में [सीए2 प्लस] आई संक्रमण उत्पन्न करने के लिए पूरक कारक 5ए [54]। क्योंकि हमारे अध्ययन में आराम करने वाले [Ca2 प्लस]i स्तर और शिखर SOCE मान दोनों अलग-अलग कोशिकाओं के बीच भिन्न-भिन्न थे, हमने पता लगाया कि क्या आराम करने वाले [Ca2 प्लस]i स्तर में भिन्नता, शिखर SOCE मूल्यों में विविधता के लिए जिम्मेदार हो सकती है। शिखर SOCE मानों बनाम आराम करने वाले [Ca2 प्लस] I को प्लॉट करने से, शिखर SOCE और आराम करने वाले [Ca2 प्लस] I (चित्र 3c) के बीच एक सकारात्मक सहसंबंध का पता चला। जब हमने चरम एसओसीई के लिए 600 एनएम के कटऑफ मान के साथ डेटा को दो समूहों में विभाजित किया, तो प्रत्येक समूह में आराम करने वाले [सीए2 प्लस] I और शिखर एसओसीई के बीच संबंध पूरी आबादी की तुलना में अधिक मजबूत थे, जो कम से कम दो कोशिकाओं की उपस्थिति का संकेत देता है। आबादी, जो SOCE के परिमाण और आराम करने वाले [Ca2 प्लस] I और शिखर SOCE के बीच सहसंबंध की ताकत दोनों में भिन्न होती है। इस प्रकार, एलपीएस-उपचारित कोशिकाओं की आबादी के भीतर, आराम करने में वृद्धि [सीए 2 प्लस] आई क्षणिक के साथ बाहरी उत्तेजनाओं पर प्रतिक्रिया करने के लिए सक्रिय माइक्रोग्लिया की कम क्षमता से संबंधित नहीं है, जैसा कि पहले सुझाव दिया गया था हॉफमैन एट अल द्वारा। हमारा डेटा सुझाव देता है कि एक सामान्य प्रभाव, जैसे कि झिल्ली क्षमता का स्तर, जिसे KV1.3, Kir2.1 और THIK-1 सहित विभिन्न चैनलों द्वारा नियंत्रित किया जाता है, के बीच सकारात्मक सहसंबंध के लिए जिम्मेदार हो सकता है। आराम करना [Ca2 प्लस] I और शिखर SOCE हमारे अध्ययन में देखा गया। उदाहरण के लिए, हाइपरपोलराइजिंग चैनलों की अतिअभिव्यक्ति या कार्यात्मक अपनियमन झिल्ली को हाइपरपोलराइज कर सकता है और संवैधानिक रूप से सक्रिय कैल्शियम-पारगम्य चैनलों जैसे मेटाबॉलिक रूप से सक्रिय क्षणिक रिसेप्टर क्षमता (टीआरपी) चैनलों और स्टोर-संचालित चैनलों के माध्यम से कैल्शियम प्रवेश के लिए ड्राइविंग बल को बढ़ा सकता है, जो स्टोर की कमी के बाद सक्रिय होता है। जैसे सीआरएसी चैनल।

Pre-incubation of cells with the KV1.3 inhibitor ShK-223 did not significantly affect resting [Ca2+] I (Figure 3d,g), but eliminated peak SOCE responses larger than 300 nM and shifted the maximum of the distribution of peak SOCE values from 130 nM (Figure 3b, control) to 70 nM (Figure 3e, ShK223). The difference between the values of peak SOCE in control cells and cells preincubated with ShK-223 was significant (Figure 3h). The relationship between resting [Ca2+] I and peak SOCE still displayed a mild positive correlation (figure 3f). Taken together, our data indicate that similarly to T lymphocytes, blockade of KV1.3 channels significantly reduces SOCE in LPS differentiated microglia. The extent of the inhibition varied among cells with a greater effect on cells expressing large magnitude (>300 एनएम) एसओसीई। उच्च और निम्न शिखर SOCE वाली कोशिकाओं की विशिष्ट विशेषताओं का निर्धारण किया जाना बाकी है।

शारीरिक स्थितियों के तहत, जी-प्रोटीन युग्मित पी2वाई रिसेप्टर्स के सक्रियण के बाद एसओसीई को संग्रहित कमी के लिए ट्रिगर किया जा सकता है और एटीपी जैसे सामान्य प्यूरिनर्जिक एगोनिस्ट द्वारा प्राप्त पी2वाई और पी2एक्स रिसेप्टर्स के सक्रियण के दौरान संयुक्त [सीए2 प्लस] आई उन्नयन में योगदान देता है। एसओसीई का परिमाण एलपीएस विभेदित कोशिकाओं के बीच काफी भिन्न होता है, जो स्टोर-संचालित चैनलों और झिल्ली क्षमता को नियंत्रित करने वाले चैनलों, जैसे केवी1.3, की विभेदक अभिव्यक्ति के अनूठे संयोजन का एक कार्य हो सकता है। पीक एसओसीई में एसएचके द्वारा कमी -223 इंगित करती है कि केवी1.3 चैनल एसओसीई के शक्तिशाली नियामक हैं और एक अतिरिक्त तंत्र को उजागर करते हैं जिसके द्वारा केवी1.3 ब्लॉकर्स कैल्शियम-निर्भर प्रतिलेखन के बाद कैल्शियम सिग्नलिंग और बाद में कार्यात्मक प्रतिक्रियाओं (उदाहरण के लिए साइटोकिन उत्पादन) को कमजोर करते हैं। माइक्रोग्लिया में कारक सक्रियण।

निष्कर्ष

हालांकि परिधीय प्रतिरक्षा प्रणाली की कोशिकाओं पर योगदान के प्रभावों को सुलझाना निश्चित रूप से चुनौतीपूर्ण है, विशेष रूप से मेमोरी टी कोशिकाओं और मोनोसाइट-व्युत्पन्न मैक्रोफेज पर, सीएनएस में सूजन पर KV1.3 ब्लॉकर्स के लाभकारी प्रभावों को बनाना, यह है स्पष्ट है कि KV1.3 झिल्ली क्षमता को विनियमित करने, विध्रुवण को रोकने और कैल्शियम सिग्नलिंग घटनाओं को नियंत्रित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है जो बाद में माइक्रोग्लिया सक्रियण और सूजन मध्यस्थ उत्पादन का कारण बनता है। हम सुझाव देना चाहेंगे कि चिकित्सीय दृष्टिकोण से, कई प्रतिरक्षा प्रणाली कोशिका प्रकारों में KV1.3 को रोकना संभवतः वांछनीय है। हालाँकि, यह स्पष्ट करना बौद्धिक रूप से बहुत संतोषजनक और चिकित्सा विकास के लिए सहायक होगा कि KV1.3 अवरोधकों का प्रमुख सेलुलर लक्ष्य क्या है और क्या सीएनएस रोगों में इष्टतम सुधारात्मक प्रभाव डालने के लिए चिकित्सीय को मस्तिष्क में प्रवेश करने की आवश्यकता है। इन सवालों को आदर्श रूप से अल्जाइमर और पार्किंसंस रोग के पशु मॉडल में परिधीय रूप से प्रतिबंधित पेप्टिडिक KV1.3 अवरोधकों या एंटी-KV1.3 एंटीबॉडी [58,59] के साथ मस्तिष्क-प्रवेश छोटे अणुओं का परीक्षण करके औषधीय रूप से संबोधित किया जाना चाहिए। न्यूरोइन्फ्लेमेशन में KV1.3 की भूमिका की अधिक विस्तृत समझ हासिल करने के लिए माइक्रोग्लिया, मोनोसाइट-व्युत्पन्न मैक्रोफेज और विभिन्न टी सेल उपसमूहों में सशर्त KV1.3 विलोपन के प्रभावों की दवा उपचार के प्रभावों से तुलना करना अत्यधिक जानकारीपूर्ण होगा। और KV1.3 अवरोधकों का सेलुलर लक्ष्य। हालाँकि, हमारा मानना ​​है कि सेलुलर स्तर पर, KV1.3 की मौलिक भूमिका हमेशा वही रहेगी जो पहले टी कोशिकाओं में वर्णित थी, अर्थात् झिल्ली क्षमता और कैल्शियम प्रवाह का विनियमन और बाद में कैल्शियम-निर्भर प्रतिलेखन कारकों का सक्रियण। कभी-कभी इस संबंध में पर्याप्त जोर नहीं दिया जाता है, शायद यह है कि KV1.3 के बायोफिजिकल गुण जैसे इसके आधे-सक्रियण वोल्टेज और इसकी अपेक्षाकृत धीमी निष्क्रियता [60,61], झिल्ली विध्रुवण का विरोध करने के लिए चैनल को पूरी तरह से "योग्य" बनाते हैं और इस प्रकार KV1 को सक्षम करते हैं .3 न केवल एसओसीई को विनियमित करता है, जैसा कि 30 साल पहले टी कोशिकाओं में वर्णित था, बल्कि पी2एक्स रिसेप्टर-मध्यस्थता वाले कैल्शियम प्रवाह को भी नियंत्रित करता है।

प्रकटीकरण निवेदन

लेखकों द्वारा हितों के संभावित टकराव की कोई सूचना नहीं दी गई।

अनुदान

इस कार्य को नेशनल इंस्टीट्यूट ऑफ न्यूरोलॉजिकल डिजीज एंड स्ट्रोक पुरस्कार NS100294 (HW को) और UC डेविस स्कूल ऑफ मेडिसिन रिसर्च पार्टनरशिप ग्रांट (AFF को) द्वारा समर्थित किया गया था।

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