신경 손상에 대한 바이오마커로서의 신경필라멘트 경쇄(NEFL)

뉴런 구조에서 신경필라멘트 경쇄(NEFL)의 중추적인 역할과 다양한 신경퇴행성 질환의 바이오마커로서 새롭게 떠오르는 중요성을 탐구하여 질병 진행 및 치료 모니터링에 대한 통찰력을 제공합니다.

주요 시사점:

신경손상에 대한 바이오마커로서 신경필라멘트 경쇄(NEFL)의 중요성과 신경퇴행성 질환에서의 역할을 살펴보세요.

신경 세포골격, 수송 메커니즘 및 번역 후 변형에서 NEFL의 기능을 이해합니다.

알츠하이머병, ALS, 헌팅턴병과 같은 질병에 대한 NEFL의 참여와 진단 도구로서의 잠재력을 알아보세요.

신경필라멘트 경쇄(NEFL)

신경필라멘트 경쇄(NEFL 또는 NfL)는 신경필라멘트의 세 가지 하위 단위 중 하나입니다. 신경필라멘트는 축삭 전체에 걸쳐 분자를 운반하는 데 중심적인 역할을 하는 뉴런에서 발현되는 중간 필라멘트 단백질이며 신경세포 구조의 완전성에 기여합니다. . 뉴런 세포골격은 액틴 미세필라멘트, 미세소관 및 중간 필라멘트로 분류된 여러 필라멘트를 포함합니다(Ishikawa et al, 19680. 또한 중간 필라멘트의 두 가지 주요 계열은 중추 및 말초 신경계(CNS, PNS)에서 표현됩니다. 약 10 nm의 직경을 갖는 GFAP 및 비멘틴(Cardone and Roots, 1990; Karlsson et al, 1987)과 같은 신경필라멘트는 중쇄, 중간 사슬 및 경쇄로 구성됩니다. 사슬은 분자량을 기준으로 각각 112.5kDa, 102.5kDa 및 61.5kDa입니다. 비록 구조 내 음전하를 띤 아미노산 함량이 높기 때문에 폴리아크릴아미드 겔에서는 더 높은 분자량을 나타내지만 205kDa, 168kDa에 도달합니다. 및 각각 68 kDa(Julien and Mushynski, 1998), a-internexin이라고 불리는 네 번째 신경필라멘트 하위 단위가 CNS에서 확인되었으며, 페리페린은 PNS에 위치합니다(Yuan et al, 2006; Beaulieu et al, 1999). 신경필라멘트는 신경 축삭의 직경을 증가시켜 전기 전도 및 신경 신호 전달을 촉진하는 기능을 하는 것으로 70년대에 확인되었으며(Friede and Samorajki, 1970), 수초화된 신경 세포에서 가장 풍부한 세포골격 분자입니다. NEFL-H 및 NEFL-M은 NEFL이 없으면 기능적으로 중복되어 필라멘트를 형성하지 못합니다. 그러나 NEFL은 고립된 방식으로 기능하는 것으로 나타났습니다(Carter et al, 1998). NEFL의 분자 구조는 다른 신경필라멘트 하위 단위와의 상호 작용 및 공동 조립을 허용하는 고도로 보존된 310개 아미노산 막대 도메인과 축삭에서 미세소관의 밀도를 조절하는 미세소관 중합 억제 도메인으로 구성됩니다(Bocquet al, 2009) .

NEFL 운송 및 가공

NEFL은 뉴런의 세포체에서 합성되어 축삭을 따라 운반되어 기능 부위에 도달합니다. 많은 연구에서 이 수송을 관장하는 분자 메커니즘을 조사했으며, 최근에는 신경필라멘트 수송의 '정지 및 이동' 모델을 설명하는 증거가 있어 축색돌기가 미세소관에 의해 양방향 방식으로 움직일 수 있는 신경필라멘트의 단일 운동 집단을 포함하고 있음을 시사합니다. 키네신 및 다이네인과 같은 운동 단백질(Yuan et al, 2015; Li et al, 2012; Prahlad et al, 2000) NEFL은 또한 분해되기 위해 세포체로 다시 운반됩니다(Hoffman and Lasek, 1985). NEFL 막대 도메인의 중요한 기능은 미오신과 같은 운동 단백질의 결합 부위로 작용하는 것입니다. NEFL과 운동 단백질 사이의 상호 작용은 축색돌기의 소포체, 엔도솜 및 시냅스 소포를 포함하는 세포 소기관의 지형 및 세포 위치화에 중요한 역할을 하며, 미오신 또는 NEFL이 결실되면 이러한 세포 소기관이 하향 조절됩니다. 축삭(Rao et al, 2011).

NEFL은 인산화, 글리코실화, 산화 및 유비퀴틴화와 같은 여러 번역 후 변형을 수행합니다(Perrot et al, 2008). 신경필라멘트의 헤드 도메인은 글리코실화되고 인산화되며, NEFL의 인산화는 신경필라멘트 조립을 억제합니다(Yates et al, 2009; Hisinaga et al, 1990). NEFL 아단위 합성 후에 NEFL 인산화가 상향조절되므로 이는 자가 조절 메커니즘인 것으로 제안됩니다(Sihag and Nixon, 1991). NEFL의 인산화는 단백질 키나제 A 및 C(PKA 및 PKC)에 의해 매개됩니다. 축삭을 따라 이동하려면 단백질 포스파타제 2A(PP2A)에 의해 매개되는 NEFL의 탈인산화가 필요합니다(Saito et al, 1995). NEFL의 조절되지 않은 인산화는 신경퇴행성 질환과 관련이 있습니다(Dale and Garcia, 2012).

NEFL 및 신경병리학: 예후 바이오마커로서 NEFL의 역할

NEFL의 신진대사 및 세포 국소화 장애와 nefl 돌연변이는 알츠하이머병 및 Charcot-Marie Tooth 질환과 같은 신경퇴행성 질환의 발병에 기여하는 것으로 나타났습니다(Jordanova et al, 2003; Grierson et al, 2001). 최근에는 전두측두엽 치매와 임상적으로 유사한 신경 중간 필라멘트 봉입 질환이 보고되었습니다(Bigio et al, 2003). NEFL은 신경 손상 후 분비될 수 있으며, 여러 신경병리학에서 NEFL 수준의 증가가 보고되었습니다(Zetterberg, 2016; Perrot et al, 2008). NEFL은 근위축성 측삭 경화증(ALS)(Rosengren et al, 1996), 다발성 경화증(MS)(Tuenissen et al, 2009)과 같은 여러 신경퇴행성 질환에 대한 중요한 진단 지표이며 최근에는 헌팅턴병(HD)에서도 기술되었습니다. (니멜라 외, 2017). 신경퇴행성 질환에서 NEFL의 역할 외에도 외상성 뇌 손상(TBI), 뇌졸중, HIV 관련 치매에서 NEFL 상승이 보고되었습니다(Shahim et al, 2016; Gisslen et al, 2015). 최근 연구에 따르면 NEFL은 축적된 단백질 함유물에 반응하여 손상 뉴런에서 방출되어 CSF에서 혈액으로 효과적으로 누출되는 것으로 확인되었습니다(Baciaglu et al, 2016). 이는 뇌척수액과 신경퇴행성 환자의 혈액 내 NEFL 수준을 연관시킨 최초의 연구이며 예측 바이오마커 분야에 중요한 의미를 가지며 혈액에서 쉽게 접근할 수 있으므로 임상에서 치료 치료를 모니터링할 수 있는 잠재력도 있습니다.

그림 1: 신경퇴행성 질환에 대한 NEFL 관련. NEFL의 축적은 알츠하이머병, 근위축성 측색경화증, 헌팅턴병과 같은 여러 신경퇴행성 병리에서 보고되었습니다. NEFL의 조절되지 않은 번역 후 변형과 nefl 유전자의 돌연변이는 축삭에서 불균형한 NEFL 수준을 초래하는 것과 관련이 있습니다. NEFL은 손상된 뉴런에서 CSF로 방출될 수 있습니다. 최근 혈액 내 NEFL 수치의 상승이 CSF의 수치를 반영하는 것으로 입증되었으며, 이는 신경병리학에 대한 바이오마커로서 NEFL 정량화의 유망한 잠재력을 암시합니다. Pixabay의 뉴런 개요 스케치.

NEFL ELISA 키트를 확인해보세요

NEFL ELISA 키트

참고자료

Bacioglu M, Maia LF, Preische O, Schelle J, Apel A, Kaeser SA, Schweighauser M, Eninger T, Lambert M, Pilotto A, Shimshek DR, Neumann U, Kahle PJ, Staufenbiel M, Neumann M, Maetzler W, Kuhle J , 마우스 모델 및 신경퇴행성 질환에서 질병 진행의 지표로서 혈액 및 CSF의 Jucker M. 신경필라멘트 경쇄. 뉴런. 2016. 91(1):56-66.

Beaulieu JM, 로버트슨 J, 줄리앙 JP. 배양된 세포에서 페리페린과 신경필라멘트 사이의 상호 작용: NF-M 및 NF-H 하위 단위에 의한 주변 조립체의 파괴. 생화학 세포 Biol. 1999;77(1):41-5.

Bigio EH, Lipton AM, White CL 3rd, Dickson DW, Hirano A. 신경필라멘트 봉입체를 이용한 전두측두엽 및 운동 신경 변성: FTD와 ALS 간의 중첩에 대한 추가 증거. Neuropathol Appl Neurobiol. 2003. 29(3):239-53.

Bocquet A, Berges R, Frank R, Robert P, Peterson AC, Eyer J. 신경필라멘트는 튜불린을 결합하고 중합을 조절합니다. J Neurosci. 2009. 29(35):11043-54.

Cardone B, 루트 BI. 금붕어, 문어, 달팽이의 신경교 필라멘트 단백질(교교섬유질 산성 단백질 및 비멘틴)의 비교 면역조직화학적 연구. 글리아. 1990. 3(3):180-92.

Carter J, Gragerov A, Konvicka K, 장로 G, Weinstein H, Lazzarini RA. 신경필라멘트(NF) 조립; 인간과 설치류 NF-L 하위 단위의 다양한 특성. J Biol Chem. 1998. 273:5101-5108

데일 JM, 가르시아 ML. 발달 및 질병 중 신경필라멘트 인산화: 인산화 또는 축적 중 어느 것이 먼저 왔습니까? J 아미노산. 2012. 382107.

Friede RL, Samorajski T. Axon 구경은 쥐와 생쥐의 좌골 신경 섬유의 신경필라멘트 및 미세소관과 관련이 있습니다. Anat Rec. 1970. 167(4):379-87.

Gaiottino J, Norgren N, Dobson R, Topping J, Nissim A, Malaspina A, Bestwick JP, Monsch AU, Regeniter A, Lindberg RL, Kappos L, Leppert D, Petzold A, Giovannoni G, Kuhle J. 신경필라멘트 경쇄 혈액 증가 신경퇴행성 신경질환 수준. PLoS 원. 2013. 8(9):e75091.

Gisslén M, Price RW, Andreasson U, Norgren N, Nilsson S, Hagberg L, Fuchs D, Spudich S, Blennow K, Zetterberg H. 신경필라멘트 경단백질(NFL)의 혈장 농도는 HIV 감염에서 CNS 손상의 바이오마커입니다. 단면적 연구. EBioMedicine. 2015. 3:135-140.

2nd Sep 2024 Sana Riaz

##신경과학

항체 구조: 개요 및 통찰력

산화 스트레스: 원인, 바이오마커 및 질병

세포 사멸에 대한 포괄적인 개요

색소성 건피증: 원인, 유전, 치료 및 진단

PCR : 종류 및 용도