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前沿综述:自噬作用在 HIV-1 和药物滥用介导的神经炎症中的作用 | MDPI Viruses

已有 1643 次阅读 2023-5-18 11:25 |个人分类:学术软文|系统分类:论文交流

原文出自 Viruses 期刊:

Sil, S.; Thangaraj, A.; Oladapo, A.; Hu, G.; Kutchy, N.A.; Liao, K.; Buch, S.; Periyasamy, P. Role of Autophagy in HIV-1 and Drug Abuse-Mediated Neuroinflammaging. Viruses 202315, 44.https://doi.org/10.3390/v15010044


文章导读

研究发现,联合抗逆转录病毒疗法 (Combined Antiretroviral Therapy,cART) 会加速 HIV-1 感染人群的认知缺陷和衰老,这是 cART 在抑制病毒血症方面的局限性。约 50% 因此出现认知障碍的人因药物滥用而导致病情更复杂,甚至出现神经炎症;后者是 HIV-1 相关神经认知障碍 (HIV-1-Associated Neurocognitive Disorders, HAND) 等神经退行性疾病的标志特征。自噬损伤可能导致神经炎症恶化,最终加速衰老。

来自美国内布拉斯加大学医学中心助理教授 Palsamy Periyasamy 的团队在 Viruses 期刊发表的综述文章,探讨了自噬、老化和几种不同中枢神经细胞之间的关系,重点讨论了自噬在 HIV-1 和药物滥用引起的神经炎症机制中的潜在作用。

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本综述的结构示意图。

主要内容

◉ 前言

cART 可以提高 HIV-1 感染者的平均预期寿命,但这种治疗方法也可能导致轻度认知能力下降和记忆丧失。据美国疾病预防控制中心资料,50 岁及以上被诊断为 HIV-1 感染者的人数从 2001 年到 2009 年增加了一倍,因此,提高这一年龄范围内的诊断率,是一项刻不容缓的公共卫生挑战。患者的生理变化是增加老年 HIV-1 感染者出现合并症的风险因素,但 HIV 感染引起的生理变化、低渗透性组织中残留 HIV-1 蛋白的慢性影响、疼痛管理依赖性和 cART 治疗的作用依然未知。

可卡因、甲基苯丙胺 (即冰毒) 和阿片类药物等药物滥用是导致全球 HIV-1 感染的重要驱动因素,约 30% 患有 HAND 的 HIV 患者存在药物滥用情况。此外,这类人群也可能加剧神经老化,持续出现低水平炎症,加速衰老过程。自噬失调、药物滥用和 cART 治疗都可能引起细胞功能障碍和神经炎症。

◉ 自噬和神经炎症的相互作用——由 HIV 和药物滥用引起

自噬作用是指利用自身溶酶体降解细胞质成分,是一种受高度调控的细胞防御机制。自噬体 (Autophagosome) 和溶酶体在自噬中起着核心作用。正常生理状态下,自噬过程受细胞的精细调控而高度协调,但是任何失调情况都可能导致癌症、传染病、加速衰老和神经退行性疾病等疾病。在自噬和神经炎症的背景下,滥用药物、HIV-1/HIV-1 蛋白和 cART 的相互作用如图 1 所示。

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图 1. 在自噬和神经炎症的背景下,滥用药物、HIV-1/HIV-1 蛋白和 cART 的相互作用。

自噬、HIV-1 感染和药物滥用之间的关系密切,其中炎症是自噬的标志。C 反应蛋白 (C-Reactive Protein, CRP) 和血清淀粉样蛋白 A (Serum Amyloid A, SAA) 是急性期蛋白,影响着炎症细胞因子和免疫功能障碍,并能够触发 HIV-1 相关的神经发病机制进展。高龄增加了 HIV 感染患者 HAND 的易感性,因此对抗继发感染的能力降低的风险更大。

◉ 自噬、老化和几种不同中枢神经细胞之间的关系

小神经胶质细胞 (Microglia) 和脑内巨噬细胞在中枢神经系统的先天免疫中发挥着重要作用,并调控中枢神经系统损伤引起的脑内炎症反应。小神经胶质细胞活化介导的轻度慢性炎症与中枢神经系统和外周组织炎症有关,而自噬功能障碍与小胶质细胞的激活和神经炎症有关。星形胶质细胞 (Astrocytes) 是最丰富的中枢神经系统细胞类型,在大脑中具有维持细胞稳态等多种功能。此外,星形细胞的自噬作用在衰老和神经退行性疾病的发病机制中也起着至关重要的作用。衰老会导致神经元发生改变——例如神经元形态变化、神经元损伤和神经元信号通路失调——这也会导致神经炎症和衰老。自噬作用在神经元中起着至关重要的作用,因此,对神经元自噬的研究成果可能为未来发展以神经元自噬为目标的预防和治疗神经炎症的策略铺平道路。

◉ 未来的研究建议

以往研究中发现的自噬在年龄相关的血脑屏障 (Blood–Brain Barrier, BBB) 功能障碍中的作用,阐述了在 BBB 破坏的情况下内皮细胞和周皮细胞 (Pericytes) 调节自噬和老化的作用。作者表明,未来的研究需要探索自噬通路在衰老介导的周皮细胞破坏中的参与情况,这可能为衰老相关的神经系统疾病提供一种可能的治疗策略。

研究总结

异常的自噬作用是活化 CNS 细胞的重要目标,可导致促炎细胞因子的持续释放,抑制 HIV-1 通路和药物滥用介导的异常自噬作用可能是未来的治疗策略,可用于恢复与神经退行性疾病和神经炎症相关的认知缺陷。

Viruses 期刊介绍

主编:Eric O. Freed, National Cancer Institute, USA

期刊范围涵盖动物病毒、植物病毒、抗病毒和疫苗、噬菌体以及朊病毒等各方面研究,目前已被 SCIE (Web of Science)、MEDLINE (PubMed) 等数据库收录。

2020 Impact Factor:5.818

2021 CiteScore:6.6

Time to First Decision:16.9 Days

Time to Publication:36.5 Days

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