एक सरोगेट बायोमार्कर के रूप में S100B प्रोटीन को लक्षित करना और विभिन्न तंत्रिका संबंधी विकारों में इसकी भूमिका भाग 1

अमूर्त:

न्यूरोलॉजिकल विकार (एनडी) केंद्रीय तंत्रिका तंत्र (सीएनएस) से संबंधित जटिलताएं हैं जो बढ़े हुए ऑक्सीडेटिव तनाव, माइटोकॉन्ड्रियल विफलता और एस100बी जैसे प्रोटीन की अत्यधिक अभिव्यक्ति से उत्पन्न होती हैं।

जनसंख्या की उम्र बढ़ने के साथ, बुजुर्गों की स्वास्थ्य समस्याएं अधिक से अधिक महत्वपूर्ण होती जा रही हैं। उनमें से, माइटोकॉन्ड्रियल विफलता उन स्वास्थ्य समस्याओं में से एक है जिसके बारे में बुजुर्ग बहुत चिंतित हैं। माइटोकॉन्ड्रियल विफलता न केवल शारीरिक कार्यों को प्रभावित करती है बल्कि स्मृति को भी नुकसान पहुंचा सकती है।

माइटोकॉन्ड्रिया कोशिकाओं में कार्बनिक पदार्थ हैं, और उनका कार्य भोजन में ऊर्जा को कोशिका जीवन गतिविधियों के लिए उपयोगी रासायनिक ऊर्जा में परिवर्तित करना है। माइटोकॉन्ड्रियल विफलता अपर्याप्त ऊर्जा का कारण बनेगी और आसानी से मोटर क्षमता, प्रतिरक्षा और स्मृति जैसे शारीरिक कार्यों में गिरावट का कारण बनेगी।

हालाँकि, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि माइटोकॉन्ड्रियल विफलता आवश्यक रूप से स्मृति को नुकसान नहीं पहुँचाती है। केवल जब माइटोकॉन्ड्रिया को क्षति की डिग्री अधिक गंभीर हो तो क्या यह स्मृति को प्रभावित करेगा? विभिन्न प्रकार की स्मृति अलग-अलग स्तर तक प्रभावित होगी। उदाहरण के लिए, स्थानिक स्मृति और स्थितिजन्य स्मृति अधिक महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित होंगी।

हालाँकि, स्मृति पर माइटोकॉन्ड्रियल विफलता के नकारात्मक प्रभाव के सामने भी, हमें निराश नहीं होना चाहिए। क्योंकि आधुनिक चिकित्सा तकनीक कुछ हद तक विकसित हो गई है, यह माइटोकॉन्ड्रियल विफलता की समस्या से निपटने में प्रभावी रूप से हमारी मदद कर सकती है। उदाहरण के लिए, उचित आहार और व्यायाम माइटोकॉन्ड्रियल विफलता के प्रभाव को कम कर सकते हैं; और विद्युत उत्तेजना और औषधि चिकित्सा भी प्रभावी उपचार हैं।

इसलिए, हमें सकारात्मक दृष्टिकोण बनाए रखना चाहिए, स्वस्थ जीवन शैली का पालन करना चाहिए, स्वस्थ रहना चाहिए और अच्छी याददाश्त और जीवन की गुणवत्ता बनाए रखने के लिए माइटोकॉन्ड्रियल विफलता के कारण होने वाली स्वास्थ्य समस्याओं को प्रभावी ढंग से रोकना और निपटना चाहिए। यह देखा जा सकता है कि हमें याददाश्त में सुधार करने की आवश्यकता है, और सिस्टैंच याददाश्त में काफी सुधार कर सकता है क्योंकि यह न्यूरोट्रांसमीटर के संतुलन को भी नियंत्रित कर सकता है, जैसे एसिटाइलकोलाइन और विकास कारकों के स्तर को बढ़ाना, जो स्मृति और सीखने के लिए बहुत महत्वपूर्ण हैं। इसके अलावा, सिस्टैंच रक्त प्रवाह में भी सुधार कर सकता है और ऑक्सीजन वितरण को बढ़ावा दे सकता है, जो यह सुनिश्चित कर सकता है कि मस्तिष्क को पर्याप्त पोषण और ऊर्जा प्राप्त हो, जिससे मस्तिष्क की जीवन शक्ति और सहनशक्ति में सुधार हो।

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S100B एक हेलिक्स-लूप-हेलिक्स प्रोटीन है जिसमें कैल्शियम-बाइंडिंग डोमेन होता है जो MAPK मार्ग के सक्रियण के माध्यम से विभिन्न न्यूरोलॉजिकल विकारों से जुड़ा होता है, और एनएफ-केबी अभिव्यक्ति में वृद्धि होती है जिसके परिणामस्वरूप कोशिका अस्तित्व, प्रसार और जीन अप-विनियमन होता है।

S100B प्रोटीन अल्जाइमर रोग, पार्किंसंस रोग, मल्टीपल स्केलेरोसिस, सिज़ोफ्रेनिया और मिर्गी में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है क्योंकि इस प्रोटीन की उच्च अभिव्यक्ति सीधे एस्ट्रोसाइट्स को लक्षित करती है और न्यूरोइन्फ्लेमेशन को बढ़ावा देती है। तनावपूर्ण परिस्थितियों में, S100B उन्नत ग्लाइकेशन अंत उत्पादों (AGE) बाइंडिंग के लिए रिसेप्टर्स के माध्यम से विषाक्त प्रभाव पैदा करता है।

S100B न्यूरोप्रोटेक्शन में भी मध्यस्थता करता है, माइक्रोग्लिओसिस को कम करता है, और ट्यूमर नेक्रोसिस फैक्टर (टीएनएफ-अल्फा) की अभिव्यक्ति को कम करता है लेकिन ये एकाग्रता-निर्भर तंत्र हैं। S100B का बढ़ा हुआ स्तर सूजन मार्करों, नाइट्रिक ऑक्साइड और एक्साइटोटॉक्सिसिटी-निर्भर न्यूरोनल हानि की रिहाई का आकलन करने के लिए उपयोगी है।

वर्तमान समीक्षा विभिन्न न्यूरोलॉजिकल विकारों में S100B की भूमिका और न्यूरोलॉजिकल विकारों के प्रसार को कम करने के संभावित चिकित्सीय उपायों का सारांश प्रस्तुत करती है।

कीवर्ड: S100B, तंत्रिका संबंधी विकार, एस्ट्रोसाइट्स, सूजन संबंधी साइटोकिन्स, माइक्रोग्लिओसिस, ट्यूमर नेक्रोसिस फैक्टर।

1 परिचय

न्यूरोडीजेनेरेटिव विकारों की विशेषता चयनात्मक शिथिलता और पैथोलॉजिकल रूप से परिवर्तित प्रोटीन से जुड़ी न्यूरोनल आबादी का क्रमिक नुकसान है जो मुख्य रूप से मस्तिष्क और रीढ़ की हड्डी में जमा होता है [1]।

बाह्यकोशिकीय और अंतःकोशिकीय प्रोटीन तंतुओं का जमाव, ऑक्सीडेटिव तनाव और माइटोकॉन्ड्रिया की शिथिलता कई अलग-अलग तंत्रिका संबंधी विकारों की प्रमुख रोग संबंधी विशेषताएं हैं।

ऑक्सीडेटिव तनाव प्रतिक्रियाशील ऑक्सीजन प्रजातियों (आरओएस) के अति-उत्पादन से संकेत मिलता है जो माइटोकॉन्ड्रियल डीएनए उत्परिवर्तन का कारण बन सकता है, श्वसन श्रृंखला को नष्ट कर सकता है, झिल्ली की पारगम्यता को बदल सकता है, और कैल्शियम होमियोस्टैसिस और माइटोकॉन्ड्रियल सुरक्षा प्रणालियों को प्रभावित कर सकता है [2]।

सामान्य शारीरिक स्थितियों के दौरान, O2 का 1-5% ROS में परिवर्तित हो जाता है, इस प्रकार अधिकांश अनुमानों से पता चलता है कि अधिकांश इंट्रासेल्युलर ROS माइटोकॉन्ड्रिया से उत्पन्न होते हैं।

माइटोकॉन्ड्रियल सुपरऑक्साइड रेडिकल मुख्य रूप से इलेक्ट्रॉन-परिवहन श्रृंखला (ईटीसी), अर्थात् जटिल I और II में निर्मित होते हैं। कॉम्प्लेक्स III सामान्य चयापचय स्थितियों के तहत आरओएस उत्पादन का मुख्य स्थान है, और इसके कारण, मुक्त कण सीधे माइटोकॉन्ड्रिया की श्वसन श्रृंखला पर हमला कर सकते हैं [3]। जब मुक्त कण माइटोकॉन्ड्रियल डीएनए पर हमला करते हैं, तो वे महत्वपूर्ण प्रोटीन की अभिव्यक्ति को कम करके ऑक्सीडेटिव तनाव को बढ़ा सकते हैं जो इलेक्ट्रॉन परिवहन के लिए महत्वपूर्ण हैं; इसके परिणामस्वरूप आरओएस और अंग विकृति का एक दुष्चक्र होता है जो अंततः एपोप्टोसिस को ट्रिगर करता है [4]।

इसके अलावा, ईटीसी विशेष रूप से NO- और ONOO-मध्यस्थता क्षति दोनों के लिए प्रवण है। ईटीसी में प्रोटीन के ऑक्सीकरण और नाइट्रेशन के परिणामस्वरूप कई चयापचय एंजाइमों के कार्य में परिवर्तन होता है [5]। आरओएस के लगातार संपर्क से माइटोकॉन्ड्रियल और विभिन्न सेलुलर प्रोटीन, न्यूक्लिक एसिड और लिपिड को ऑक्सीडेटिव क्षति हो सकती है, और आरओएस के तीव्र संपर्क से कॉम्प्लेक्स I, II और III निष्क्रिय हो सकते हैं, जिससे माइटोकॉन्ड्रियल ऊर्जा उत्पादन बंद हो जाता है जिससे न्यूरॉन्स की मृत्यु हो जाती है। ].

नाइट्रिक ऑक्साइड (NO) एक प्रमुख माध्यमिक सेलुलर ट्रांसपोर्टर है जो नैनोमोलर सांद्रता पर साइटोक्रोमॉक्सिडेज़ (कॉम्प्लेक्स IV) एंजाइम गतिविधि को रोकता है, माइटोकॉन्ड्रियल चयापचय को बाधित करता है, और मुक्त कण गठन में योगदान देता है।

NO इन नकारात्मक रूप से चार्ज किए गए आयन कणों के साथ प्रतिक्रिया करके पेरोक्सीनाइट्राइट बनाता है, जो NO की तुलना में अधिक हानिकारक साइटोटोक्सिक एजेंट है और संवहनी ऊतक क्षति का मध्यस्थ और न्यूरॉन्स की मृत्यु का कारण बनता है। पिछले दशकों में, इन मुक्त-आवेशित कणों को अल्जाइमर रोग (एडी) [7] जैसे तंत्रिका संबंधी विकारों से दृढ़ता से जोड़ा गया है।

एरोबिक कोशिकाओं के बीच एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट (एटीपी) के कुल उत्पादन का लगभग 90%-95% को ऑक्सीजन की आवश्यकता होती है। माइटोकॉन्ड्रिया की श्वसन श्रृंखला के माध्यम से एटीपी संश्लेषण ईटीसी युग्मन ऑक्सीडेटिव फास्फारिलीकरण मेलाटोनिन, माइटोकॉन्ड्रिया और सेलुलर बायोएनर्जेटिक्स [8] में इलेक्ट्रॉन परिवहन का परिणाम है।

उत्पादित सुपरऑक्साइड आयनों को इंट्रा-माइटोकॉन्ड्रियल रेडॉक्स सिस्टम द्वारा बेअसर कर दिया जाता है जो ऑक्सीडेटिव क्षति का विरोध करते हैं और एटीपी उत्पादन में सुधार करते हैं। क्षतिग्रस्त माइटोकॉन्ड्रिया, उम्र बढ़ने और न्यूरोडीजेनेरेटिव रोग आवश्यक ऊर्जा मांग को पूरा करने में सक्षम नहीं हैं और अंततः न्यूरोनल कोशिकाओं की मृत्यु का कारण बनते हैं।

उनकी उत्तेजना के बाद iNOS की अभिव्यक्ति के माध्यम से ग्लियाल कोशिकाओं से निकलने वाली NO की बड़ी मात्रा न्यूरोटॉक्सिक होती है क्योंकि यह ऑक्सीडेटिव तनाव, एक्साइटोटॉक्सिसिटी और माइटोकॉन्ड्रियल डिसफंक्शन को प्रेरित करती है [9]।

रिपोर्ट किए गए अध्ययनों में से एक में जब बूढ़े चूहों के मस्तिष्क माइटोकॉन्ड्रिया की तुलना युवा चूहों से की गई, तो प्रोटीन और लिपिड और निचले माइटोकॉन्ड्रियल कॉम्प्लेक्स I, IV और V गतिविधियों के कारण अत्यधिक ऑक्सीडेटिव चोट के कारण अंतर्जात रूप से कम एंटीऑक्सिडेंट और सुपरऑक्साइड डिसम्यूटेज गतिविधि पाई गई। .

NO माइटोकॉन्ड्रियल ऑक्सीडेटिव फास्फारिलीकरण का एक बहु-लक्ष्य अवरोधक है और अधिक प्रमुखता से जटिल I और II को रोकता है [10]। S100B प्रोटीन 25 सदस्यों (जैसे शांतोडुलिन / पार्वलब्यूमिन / ट्रोपोनिन सी) के साथ उत्परिवर्तजन परिवार से संबंधित है और इसका नाम इसकी घुलनशीलता के कारण रखा गया था। तटस्थ pH पर अमोनियम सल्फेट का 100% संतृप्त घोल।

इस परिवार का पहला सदस्य दो प्रोटीन S100A1 और S100B [11-13] का अखण्डित मिश्रण था। संरचनात्मक रूप से, S100B प्रोटीन में दो अल्फा हेलिक्स-लूप-हेलिक्स कैल्शियम-बाइंडिंग प्रोटीन होते हैं जो साइटोस्केलेटन निर्माण और सेलुलर प्रसार में शामिल होते हैं [14]।

S100B प्रोटीन के अन्य सदस्य जैसे S100A1, और S100A8 कैल्शियम-प्रेरित कैल्शियम रिलीज (CICR) कैस्केड [15] द्वारा कोशिका-कोशिका संचार, कोशिका वृद्धि और हृदय की मांसपेशियों के संकुचन जैसे बहु-सेलुलर कार्यों को नियंत्रित करने में मदद करते हैं। इन प्रोटीनों का इंट्रासेल्युलर सिग्नलिंग लक्ष्य प्रोटीन के रूप में जाने जाने वाले विभिन्न सेलुलर प्रोटीनों के साथ बातचीत के माध्यम से बाह्य कोशिकीय उत्तेजनाओं द्वारा शुरू किया जाता है [16]।

माइक्रोमोलर सांद्रता पर S100B द्वारा उन्नत ग्लाइकेशन अंतिम उत्पाद (RAGE) सक्रियण के लिए लगातार रिसेप्टर उच्च मात्रा में ऑक्सीजन रेडिकल्स का उत्पादन करता है जो माइटोकॉन्ड्रियल डिसफंक्शन और एपोप्टोसिस का कारण बनता है। इसके अलावा, इस सांद्रता को iNOS अप-विनियमन के लिए NO और NO-निर्भर न्यूरोनल और ग्लिया मृत्यु की रिहाई को प्रेरित करने, न्यूरॉन्स की ग्लूटामेट-मध्यस्थता मृत्यु की सुविधा, माइक्रोग्लिया में COX-II अभिव्यक्ति के अपग्रेडेशन, न्यूरॉन्स में ROS उत्पादन बढ़ाने और गिरफ्तारी की सूचना दी गई थी। कोशिका चक्र [17]।

चूहों में, iNOS को मुख्य रूप से कॉर्टिकल एस्ट्रोसाइट्स में S100B द्वारा ट्रांसक्रिप्शन कारक NF-kB सक्रियण से जुड़े सिग्नल ट्रांसडक्शन के मार्ग के माध्यम से उत्तेजित किया जाता है। एनएफ-केबी की सक्रियता की पुष्टि पी65 एनएफ-केबी सबयूनिट ट्रांसलोकेशन और एनएफ-केबी ट्रांसक्रिप्शनल गतिविधि उत्तेजना [18] द्वारा की गई थी। इसके अलावा, आरओएस उत्पादन के कारण ऑक्सीडेटिव तनाव माइटोकॉन्ड्रियल डीएनए में उत्परिवर्तन, माइटोकॉन्ड्रिया की श्वसन प्रणाली की शिथिलता, झिल्ली पारगम्यता में परिवर्तन और कैल्शियम संतुलन और माइटोकॉन्ड्रिया रक्षात्मक प्रणाली को प्रभावित करता है।

उल्लिखित सभी परिवर्तनों से एडी, पीडी और एएलएस जैसे न्यूरोडीजेनेरेटिव रोगों का विकास होता है [5]। वैज्ञानिकों ने बताया है कि एस100बी प्रोटीन ग्लियाल फाइब्रिलरी एसिडिक प्रोटीन (जीएफएपी) की सक्रियता, ट्यूबुलिन के पोलीमराइजेशन और डीएनए की मरम्मत को नियंत्रित करता है [19] .

जीएफएपी एस्ट्रोसाइट्स में एक विशिष्ट मध्यवर्ती फिलामेंट (आईएफ) प्रोटीन है जो सीएनएस में एक प्रकार की मैक्रोग्लिअल कोशिकाएं हैं जो स्वस्थ और रोगग्रस्त अवस्था में मस्तिष्क होमियोस्टैसिस को नियंत्रित करती हैं। एस्ट्रोसाइट्स को तीव्र सीएनस्ट्रामा, इस्किमिया और न्यूरोडीजेनेरेटिव विकारों में एक प्रतिक्रियाशील फेनोटाइप माना जाता है। ये एस्ट्रोसाइट्स कोशिका सुरक्षा को सक्रिय करते हैं जो एनएफ-के और पी38एमएपीके सिग्नलिंग [20] के माध्यम से केमोटैक्सिस, प्रो-इंफ्लेमेटरी साइटोकिन्स रिलीज को प्रेरित करता है।

ब्रांट एट अल. 2017 में प्रदर्शित किया गया कि सूक्ष्मनलिकाओं की शिथिलता कुछ अपक्षयी घटनाओं से संबंधित है जैसे कि डेंड्राइटिक स्पाइन के नुकसान से जुड़ी सिनैप्टिक हानि, डेंड्राइटिक सरलीकरण जो सूक्ष्मनलिकाएं स्थिरता और कोशिका मृत्यु की सीमा से जुड़ा है जो एडी में कई अध:पतन प्रक्रियाओं को रोकने के लिए एक उपयोगी लक्ष्य प्रदान करता है [21] ].

सूक्ष्मनलिका से जुड़े ताऊ प्रोटीन सूक्ष्मनलिका संयोजन और सेलुलर आकृति विज्ञान को स्थिर करने में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। एडी में, हाइपरफॉस्फोराइलेटेड ताऊ प्रोटीन युग्मित पेचदार तंतुओं में एकत्रित होते हैं और न्यूरोफाइब्रिलरी उलझनों के निर्माण के साथ न्यूरॉन्स में जमा होते हैं। S100B प्रोटीन, किनेसेस और प्रोटीन फॉस्फेटेस के नियमन में कोई भी असंतुलन ताऊ हाइपरफॉस्फोराइलेशन का प्रत्यक्ष कारण है [22]। तो, S100B प्रोटीन का अवरोधक या इसका डाउन-रेगुलेशन AD में टाउपैथी को रोकने के लिए उपयोगी हो सकता है।

शरीर में S100B प्रोटीन की रिहाई एस्ट्रोसाइट्स के विकास चरण के दौरान हाइपोक्सिया या ग्लूकोज की कमी जैसे चयापचय तनाव द्वारा नियंत्रित होती है। 5एचटी, ग्लूटामेट, प्रो-इंफ्लेमेटरी साइटोकिन्स (आईएल{{3%) बीटा और टीएनएफ-अल्फा), -एमाइलॉइड पेप्टाइड्स, लिसोफोस्फेटिडिक एसिड, प्राकृतिक पौधों के एंटीऑक्सिडेंट (एपिकेटेचिन और रेस्वेराट्रोल) जैसे बाहरी उत्तेजनाओं की प्रतिक्रिया में रिलीज को उत्तेजित किया जाता है और वृद्धि से कैल्शियम सांद्रता [23]।

पीडी में, कैस्पेज़ -3 अभिव्यक्ति में वृद्धि और आईएनओएस की सक्रियता के परिणामस्वरूप डोपामिनर्जिक कोशिका मृत्यु और एपोप्टोटिक निकायों का उत्पादन होता है [24, 25]। इसी तरह, S100B द्वारा जारी नाइट्रिक ऑक्साइड एस्ट्रोसाइट्स को एपोप्टोटिक कोशिका मृत्यु से गुजरने का कारण बनता है [26]।

बीमारी के दौरान, S100B, अल्फा-बीटा, AGEs और RAGE लिगैंड्स जैसे TRR, HMGB1, S100A6, S100A8/A9, और S100A12 न्यूरोनल सेल में जमा होने लगते हैं, जो डोपामिनर्जिक सेल में अधिक प्रचलित हैं।

S100B स्राव और माइक्रोग्लिया सक्रियण ROS, NFTफॉर्मेशन, न्यूराइट डिजनरेशन और न्यूरोनल एपोप्टोसिस जैसे न्यूरोपैथोलॉजिकल मार्करों से जुड़े RAGE के क्रोनिक सक्रियण से संज्ञानात्मक हानि होती है [27]।

सिज़ोफ्रेनिया में, S100B ग्लियाल कोशिकाओं, एनके कोशिकाओं और सीडी 8+ लिम्फोसाइटों से निकलने के बाद साइटोकिन्स स्तर को बढ़ाता है और ग्लियालसेल डिसफंक्शन का एक प्रस्तावित मार्कर है। इसके अलावा, S100B में एडिपोकाइन जैसे गुण भी दिखते हैं और इंसुलिन सिग्नलिंग में गड़बड़ी के कारण सिज़ोफ्रेनिया में यह असंतुलित हो सकता है, जो वसा ऊतक से मुक्त फैटी एसिड भी जारी करता है [28]।

S100B की अभिव्यक्ति उम्र बढ़ने से प्रभावित होती है। उपलब्ध साहित्य में, शोधकर्ता ने विभिन्न प्रजातियों में S100 अभिव्यक्ति में उम्र से संबंधित परिवर्तन पाया है।

कुछ लेखकों ने उम्र बढ़ने के साथ एस्ट्रोसाइट्स को सक्रिय करके मस्तिष्क कॉर्टेक्स और हिप्पोकैम्पस में एस100 की अभिव्यक्ति में वृद्धि का सुझाव दिया है [29]। पोस्टमार्टम अध्ययन से पता चला है कि बढ़ती उम्र के साथ S100B पॉजिटिव कोशिकाओं और ऊतकों, जिनमें S100B mRNA और S100B प्रोटीन शामिल हैं, की संख्या में वृद्धि हुई है। S100 की अधिकता के मामले में, प्रोटीन प्रिनफ्लेमेटरी साइटोकिन्स के उत्पादन को बढ़ाता है, जिसका हानिकारक प्रभाव पड़ता है और न्यूरोनैंड ग्लियाल सेल एपोप्टोसिस [30] में योगदान देता है।

इसके अलावा, हिप्पोकैम्पस विशेष रूप से उम्र बढ़ने के प्रति संवेदनशील होता है, जो स्थानिक सीखने के विकार में योगदान कर सकता है, जबकि मस्तिष्क के अन्य क्षेत्र, जैसे पीएजी, ठीक से काम कर सकते हैं। ये तंत्रिका संबंधी विकार संभवतया Ca{0}}निर्भर प्रक्रियाओं से प्रेरित होते हैं, जो दीर्घकालिक अवसाद (लिमिटेड) और दीर्घकालिकक्षमता (LTP) को प्रभावित करते हैं [31]।

एडी के रोगियों में, टेम्पोरल लोब में न्यूरिटिक प्लाक के आसपास अत्यधिक प्रतिक्रियाशील एस्ट्रोसाइट्स की उपस्थिति देखी गई है। डाउन सिंड्रोम वाले रोगियों में भी इस प्रोटीन की प्रतिक्रियाशीलता बढ़ गई थी[32]। मस्तिष्क के कॉर्टेक्स और हिप्पोकैम्पस भागों में, S100 अभिव्यक्ति में उम्र और लिंग से संबंधित परिवर्तन देखे गए हैं।

अध्ययनों से पता चला है कि मादा चूहों में नियमित प्रक्रिया के आराम चरण की शुरुआत में, S100 की अधिकतम अभिव्यक्ति देखी गई, जबकि नर चूहों में, यह मोटर गतिविधि चरण की शुरुआत में देखी गई थी [33]।

युवा चूहों की तुलना में वृद्ध चूहों में प्रोटीन अभिव्यक्ति में वृद्धि हुई है। इसके अलावा, चूहों में मस्तिष्क के क्षेत्र में अंतर के भीतर S100 में महत्वपूर्ण अंतर देखा गया है। कुछ रिपोर्टों में पाया गया है कि एसएएमपी चूहों ने नियंत्रित चूहों की तुलना में हिप्पोकैम्पस और सेरेब्रल कॉर्टेक्स में एस100बी को बढ़ाया है [34]। उपलब्ध आंकड़ों के निष्कर्ष से पता चला है कि S100B की अभिव्यक्ति उम्र बढ़ने से प्रभावित होती है।

S100B के अलावा, EF-हैंड परिवार के अन्य कैल्शियम-बाइंडिंग प्रोटीन (CaBPs) सदस्य परवल्ब्यूमिन, कैलरेटिनिन और कैल्बिंडिन हैं, जिनके न्यूरॉन्स में कार्य अज्ञात हैं। लेकिन इन प्रोटीनों की न्यूरोएनाटॉमी और न्यूरोपैथोलॉजी में बहुत रुचि है क्योंकि परवलब्यूमिन, कैलरेटिनिन और कैल्बिंडिन के लिए इम्यूनोसाइटोकेमिस्ट्री को तंत्रिका तंत्र में न्यूरॉन्स की रासायनिक और रूपात्मक रूप से उप-आबादी को चिह्नित करने में मदद करने के लिए दिखाया गया है [35]।

विभिन्न रिपोर्टों में बताया गया है कि CaBPs सेल सिग्नलिंग, कैल्शियम ग्रहण और परिवहन, सेल गतिशीलता और इंट्रासेल्युलर स्वीकृति सहित कई गतिविधियों में शामिल हैं। हाल के प्रयोगों से पता चला है कि इंट्रासेल्युलर सीएबीपी न्यूरोनल टाइपोलॉजी की जांच के लिए केंद्रीय और परिधीय तंत्रिका तंत्र में महत्वपूर्ण तरीके हैं [36]।

इन प्रोटीनों में विभिन्न ईएफ-हैंड डोमेन होते हैं जिनमें परवलब्यूमिन में 3 डोमेन होते हैं और कैलरेटिनिन और कैल्बिंडिन दोनों में क्रमशः 3, 5 और 4 कैल्शियम आयनों के बंधन के साथ 6 डोमेन होते हैं [37]।

इन तीनों सीएबीपी में मजबूत कैल्शियम-बाध्यकारी क्षमता है, हालांकि उनकी गतिकी अलग-अलग प्रतीत होती है, उदाहरण के लिए, धीमी-बाध्यकारी गतिकी परवलब्यूमिन स्थितियों में बताई गई है। इन CaBPs को व्यक्त करने के लिए विभिन्न न्यूरोनल उप-आबादी की सूचना दी गई है।

मुख्य रूप से, इन प्रोटीनों की इम्यूनोरिएक्टिव कोशिकाएं चिकनी गैर-पिरामिडल इंटिरियरन होती हैं और विभिन्न बहुआयामी कॉर्टिकल सर्किट में भाग लेती हैं जो कॉर्टिकल क्षेत्र, प्रजाति या परत जहां वे स्थित हैं, के आधार पर भिन्न हो सकती हैं [38]। नियोकॉर्टिकल इंटिरियरनों में, निरोधात्मक न्यूरोट्रांसमीटर GABA को नाइट्रिक ऑक्साइड सिंथेज़ और न्यूरोपेप्टाइड्स के साथ इन तीनCaBPs के साथ सह-स्थानीयकृत किया जाता है।

GABAergic इंटिरियरनों में, हिप्पोकैम्पस और कॉर्टेक्स बास्केट कोशिकाओं, सेरिबैलम पर्किनजे कोशिकाओं द्वारा व्यक्त परवलब्यूमिन, सेरिबेलर की पर्किनजे कोशिकाओं द्वारा व्यक्त कैल्बिंडिन, हिप्पोकैम्पस की उप-जनसंख्या [35, 40], और बाहरी CA1 पिरामिड न्यूरॉन्स [41], कॉर्टिकल आबादी भी हैं। कैलरेटिनिन शुरू में रेटिना, कॉर्टेक्स इंटिरियरनों [42] और हिप्पोकैम्पस के साथ-साथ सेरेबेलर [33] में ग्रैन्यूल कोशिकाओं में पाया गया था।

यह देखा गया कि जो न्यूरॉन्स विशिष्ट CaBPs व्यक्त कर रहे हैं, वे न्यूरोडीजेनेरेशन के प्रति अधिक संवेदनशील हो सकते हैं। न्यूरोनल संवेदनशीलता पर सीएबीपी अभिव्यक्ति का प्रभाव रोग या प्रायोगिक रोग मॉडल पर अत्यधिक निर्भर होता है, जहां मस्तिष्क की चोट की गंभीरता, और विशिष्ट कैल्शियम उन्नयन मार्ग भी एक महत्वपूर्ण भूमिका निभा सकते हैं [35, 43]।

अध:पतन के प्रति विभिन्न न्यूरॉन्स की संवेदनशीलता का आकलन करने में कई अन्य कारक भी शामिल हैं, जिनमें उनके सर्किट संचार, ट्रॉफिक समर्थन नेटवर्क, अतिरिक्त-सिनैप्टिक एनएमडीए रिसेप्टर्स के सापेक्ष सिनैप्टिक इनपुट, साथ ही उनकी ऊर्जा आवश्यकताएं शामिल हैं [40]।

सीएबीपी की उच्च अभिव्यक्ति उच्च कैल्शियम प्रवाह दर और इंट्रासेल्युलर रिलीज से जुड़ी है। उच्च ऊर्जा की मांग के कारण यही न्यूरॉन्स अध:पतन के सबसे अधिक जोखिम में भी हो सकते हैं।

इसके अलावा, सीएबीपी अभिव्यक्ति को विनियमित करने वाले कारकों को समझना और पैथोफिजियोलॉजिकल स्थितियों के तहत न्यूरॉन्स इसे कैसे नियंत्रित करते हैं, यह न्यूरोप्रोटेक्टिव रणनीतियों के विकास की अनुमति दे सकता है [40]।

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