Μελέτη του ρόλου του παράγοντα νέκρωσης όγκων σε μηχανισμούς που αφορούν κυτταρικές αποκρίσεις κατά τον τραυματισμό του κεντρικού νευρικού συστήματος

Abstract

Knowledge of the molecular mechanisms that underlie neuron death following stroke is important to allow the development of effective neuroprotective strategies. In this study we have investigated the contribution of death receptor (DR) signaling pathways to neuronal death following ischemia using in vitro and in vivo models of ischemic injury and transgenic mice that are deficient in tumor necrosis factor receptor I (TNFRI KO) or show neuron-specific expression of the long isoform of cellular Fas-associated death domain like interleukin-1-b converting enzyme inhibitory protein (FLIPL) overexpression. Caspase 8 was activated in brain lesions following permanent middle cerebral artery occlusion (pMCAO) and in cortical neurons subjected to glucose deprivation (GD) and was necessary for GD- induced neuron death. Thus, neurons treated with zIETD-FMK peptide or overexpressing a dominant negative caspase 8 mutant were fully protected against GD-induced death. The presence of the neuroprotective TNFRI was necessary for selectively sustaining p50/p65NF-κB activity and the expression of FLIPL, an endogenous inhibitor of caspase 8, in pMCAO lesions and GD-treated neurons. Moreover, TNF pretreatment further upregulated p50/p65NF-κB activity and FLIPL expression in neurons following GD. Furthermore, the overexpression of FLIPL was sufficient to rescue TNFRI KO neurons from GD-induced death and to enhance TNF neuroprotection in WT neurons, and neuron-specific expression of FLIPL in transgenic mice significantly reduced lesion volume following pMCAO. Our results identify a novel role for the TNFRI-NF-κB-FLIPL pathway in neuroprotection following ischemia and identify potential new targets for stroke therapy.

Ο θάνατος των νευρικών κυττάρων μετά από εγκεφαλική ισχαιμία προέρχεται από την γρήγορη εκπόλωση των νευρικών κυττάρων και των αστροκυττάρων και από την ενεργοποιήση των αποπτωτικών μονοπατιών. Ο ακριβής ρόλος τους στην εγκεφαλική ισχαιμία και στον νευρικό θάνατο παραμένει αδιευκρίνιστος. Σκοπός της μελέτης αυτής η διασαφήνιση του ρόλου του ΤΝF και του p55Y στο θάνατο και στην επιβιώση των κυττάρων του νευρικού συστήματος μετά από εγκεφαλική ισχαιμία σε ποντίκια. Ως μέθοδος προσέγγισης, έχει επιλεγεί α)το πρότυπο της πειραματικής απόφραξης της μεσαίας εγκεφαλικής αρτηρίας (permanent Middle Cerebral Artery Occlusion, pMCAO) σε διαφορετικά διαγονιδιακά ποντίκια, όπως σε ποντίκια στα οποία είναι γενετικά απενεργοποιημένος o p55Υ και σε ποντίκια που υπερεκφράζουν τον ενδογενή αναστολέα της κασπάσης 8, FLIP (Fas-associated death domain like interleukin-1-b converting enzyme inhibitory protein) ειδικά σε νευρώνες και β) το in vitro μοντέλο έλλειψης γλυκόζης σε νευρικά κύτταρα (glucose deprivation, GD). Τα αποτελέσματα της διατριβής αυτής έδειξαν οτι α) η κασπάση 8 ενεργοποιείται μετά από εγκεφαλική ισχαιμία και οτι η αναστολή της ενεργοποίησης της σε νευρώνες τους προστατεύουν από την απόπτωση που επάγεται λόγω έλλειψης γλυκόζης, β) ο ΤΝF μέσω του p55Y είναι απαραίτητος για την διατήρηση και επαγωγή του μεταγραφικού παράγοντα NF-κB μετά από ισχαιμία και έλλειψη γλυκόζης, γ) ο ΤΝF μέσω του p55Y αυξάνει την έκφραση της αντι-αποπτωτικής πρωτείνης FLIP μετά από ισχαιμία και έλλειψη γλυκόζης και δ) η πρωτείνη FLIP έχει νευροπροστατευτικό ρόλο in vivo και in vitro. Τέλος αξίζει να αναφερθεί οτι το μονοπάτι του p55Y>NF-κB>FLIP αποτελεί ένα νευροπροστατευτικό μηχανισμό που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη θεραπευτική αντιμετώπιση της εγκεφαλικής ισχαιμίας.