Diaphonie entre les neurones et les cellules gliales dans les lésions oxydatives et la neuroprotection, partie 4
Mar 27, 2024
La réponse antioxydante différentielle des neurones et des astrocytes résulte de l'expression astrocytaire préférentielle de Nrf2, un facteur de transcription sensible au rédox.
Les astrocytes sont les cellules non nerveuses les plus courantes du système nerveux central humain. Ils ont différentes fonctions, principalement liées à l'approvisionnement énergétique des cellules nerveuses et au maintien de l'équilibre de l'environnement nerveux. Ces cellules jouent un rôle important dans le déclenchement de nombreuses maladies neurologiques, telles que la maladie d'Alzheimer, la maladie de Parkinson et la sclérose en plaques, ainsi que dans la phase de réparation après une lésion nerveuse. Cependant, un autre rôle important joué par les astrocytes est leur rôle essentiel dans le maintien de la mémoire.
Les scientifiques ont découvert que les astrocytes ont plus d’influence qu’on ne le pensait auparavant, jouant un rôle important dans la mémoire, l’apprentissage et la neuroplasticité. Au cours du processus d'apprentissage, la communication entre les neurones est renforcée et les astrocytes libèrent un messager chimique appelé sérotonine neuronale, qui peut renforcer la communication entre les neurones, améliorant ainsi la mémoire et les capacités d'apprentissage. De plus, les astrocytes protègent également la santé des neurones en engloutissant les déchets et les cellules mortes produites autour d’eux, améliorant ainsi la vitalité et le fonctionnement global du cerveau.
En plus des avantages en matière d’apprentissage et de mémoire, les astrocytes présentent d’autres avantages. Par exemple, ils peuvent maintenir le cerveau en bonne santé, évitant ainsi l’apparition de maladies comme la maladie de Parkinson et la maladie d’Alzheimer. En outre, ils peuvent renforcer le fonctionnement du système immunitaire humain, aidant ainsi l’organisme à combattre plus efficacement les maladies et les réponses inflammatoires.
En conclusion, les astrocytes jouent un rôle essentiel dans le maintien de la santé cérébrale et des capacités de mémoire. De plus, ces cellules magiques présentent de nombreux avantages potentiels qui méritent une étude plus approfondie. Cela démontre leur importance et, par conséquent, garder les astrocytes du cerveau sains et actifs est crucial pour notre santé à long terme. On peut voir que nous devons améliorer la mémoire, et la Cistanche deserticola peut améliorer considérablement la mémoire car la Cistanche deserticola est une matière médicinale traditionnelle chinoise qui a de nombreux effets uniques, dont l'un est d'améliorer la mémoire. L'efficacité de Cistanche deserticola provient des multiples ingrédients actifs qu'elle contient, notamment l'acide tannique, les polysaccharides, les glycosides flavonoïdes, etc. Ces ingrédients peuvent favoriser la santé cérébrale par diverses voies.
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Nrf2-ARE est une voie critique pour la régulation du mécanisme de défense antioxydant car il régule l'expression des enzymes détoxifiantes de phase II et des gènes antioxydants (127).
La plus grande sensibilité des neurones aux ROS est due à la déstabilisation et à la dégradation continues de l'activateur transcriptionnel antioxydant Nrf2, qui régule le système GSH, le système thiorédoxine et la SOD (128, 129).
Nrf2 est plus stable dans les astrocytes ; ainsi, ils éliminent les ROS dans le système nerveux. L'induction par Nrf2 de la glutamate cystéine ligase (GCL) augmente la synthèse du GSH dans les astrocytes, et les précurseurs du GSH sont ensuite exportés vers le milieu extracellulaire (130).
De plus, Nrf2-a induit la synthèse de GSH dans les astrocytes, utilisée pour reconstituer le GSH neuronal via la navette astrocytes-neurones. Les molécules induites par Nrf2-, telles que les enzymes liées au GSH et les métallothionéines, sont plus fortement exprimées dans les astrocytes que dans les neurones, ce qui indique que l'activation de Nrf2 dans les astrocytes protège les neurones du stress oxydatif (131, 132).
Les microglies présentent un phénotype d'enquête via une diaphonie dynamique entre les microglies et les neurones du cerveau sain (133). Les microglies M1 favorisent l'inflammation en produisant des cytokines proinflammatoires et en induisant l'activité de la NO synthase.
Les microglies M2 régulent la fonction immunitaire et favorisent la réparation en sécrétant des cytokines anti-inflammatoires (134, 135).
La fonction des régulateurs redox dans la microglie n'est pas claire, mais de nombreuses protéines antioxydantes sont liées à l'inflammation via la microglie fonctionnelle. Dans la diaphonie entre la microglie et les neurones décrite dans la figure 3, l'expression de protéines antioxydantes classiques est contrôlée par Nrf2 dans la microglie [6]. Le déficit en Nrf2 exacerbe les troubles cognitifs et la microgliose réactive lors du traitement par LPS in vivo (136).
L'hème oxygénase-1 (HO-1), une enzyme antioxydante régulée positivement par Nrf2, inhibe l'activation de NOX2 lors de la stimulation avec le LPS (137). HO-1, qui peut faciliter l'atténuation de la signalisation TLR4 par l'inhibition de NOX, est responsable de la conversion de l'hème en biliverdine et en monoxyde de carbone et fonctionne comme une enzyme antioxydante (138). La surexpression de HO-1 dans la microglie a réduit l'accumulation de fer neurotoxique chez les souris âgées (139).
La suppression génétique des protéines spécifiques des microglies et l'interruption mécaniste de l'activité neuronale par manipulation des microglies ont montré que les microglies modulent l'activité neuronale. La fractalkine (FKN) est principalement exprimée dans le SNC et localisée sur les cellules neuronales.
Le récepteur FKN (CX3CR1) est exclusivement exprimé dans les microglies et les neurones et constitue un axe de signalisation intéressant pour la communication entre les microglies et les neurones [69,140]. Un déficit en CX3CR1 était lié à la perturbation de la neurogenèse et de la connectivité neuronale (141).
DAP12 est une autre protéine spécifique de la microglie qui résulte d'altérations du contenu des récepteurs du glutamate à la synapse via le BDNF microglial (142). Dans la neurotransmission avec manipulation spécifique des microglies, les milieux conditionnés par les microglies ont amélioré les potentiels et les courants post-synaptiques excitateurs dans les cultures de cellules dissociées (143).
L'inhibition de l'activation microgliale par la minocycline a réduit la mort des cellules neuronales et les crises récurrentes spontanées dans le modèle ratlithium-pilocarpine (144).
6. Conclusions
Les neurones, qui ont des besoins énergétiques élevés, s'engagent dans des interférences métaboliques et redox avec les cellules environnantes pour un fonctionnement cérébral normal. La gliale joue un rôle essentiel dans les besoins rédox et métaboliques des neurones pour la neurotransmission et la survie.
Plusieurs études antérieures ont démontré les aspects moléculaires et cellulaires de ce couplage gliale-neuronal et ont utilisé des thérapies antioxydantes pour ralentir la progression de la neurodégénérescence (139, 145-147).
Nous avons examiné les systèmes oxydants et antioxydants activés en raison de la signalisation redox toparacrine et le rôle crucial de la diaphonie neurone-glie contre le stress oxydatif dans le SNC, où l'espace extracellulaire et la distance par rapport aux cellules ou structures cellulaires voisines sont extrêmement limités.
Les cellules gliales présentent des altérations morphologiques et moléculaires en réponse aux lésions oxydatives et régulent les activités neuronales dans ces conditions. Cette communication neurone-gliale joue un rôle essentiel dans les conditions oxydatives en retardant la neurodégénérescence et la neurogenèse aberrante via des mécanismes d'équilibrage redox.
Contributions d'auteur:
Tous les auteurs ont contribué de manière substantielle. KHL a conçu et rédigé le manuscrit. MC a aidé à la rédaction du manuscrit et à la préparation des figures. BHLa supervisé l’ensemble du projet et préparé la version préliminaire du manuscrit. Tous les auteurs ont lu et accepté la version publiée du manuscrit.
Financement:
Ce travail a été soutenu par le programme de recherche scientifique fondamentale grâce à la subvention de la National ResearchFoundation of Korea (NRF) financée par le gouvernement coréen (MSIT) (NRF-2016R1D1A3B2008194,NRF-2020R1A2C3008481).
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