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The broad spectrum of signaling pathways regulated by unfolded protein response in neuronal homeostasis
Neurochemistry international ( IF 4.4 ) Pub Date : 2017-06-28 , DOI: 10.1016/j.neuint.2017.06.012
Atsushi Saito , Kazunori Imaizumi

The protein folding capabilities in the endoplasmic reticulum (ER) are disturbed by alternations in the cellular homeostasis such as the disruption of calcium ion homeostasis, the expression of mutated proteins and oxidative stress. In response to these ER dysfunctions, eukaryotic cells activate canonical branches of signal transduction cascades to restore the protein folding capacity and avoid irreversible damages, collectively termed the unfolded protein response (UPR). Prolonged ER dysfunctions and the downregulation of UPR signaling pathways have been accepted as a crucial trigger for the pathogenesis of various neurodegenerative diseases. Furthermore, recent studies have revealed that the UPR has a wide spectrum of signaling pathways for unique physiological roles in the diverse developmental, differential and lipidomic processes. A developed and intricate ER network exists in the neurites of neurons. Neuronal ER functions and ER-derived signaling mediate efficient communication between cell soma and distal sites through local protein synthesis, sorting and lipogenesis. However, relevant of ER-derived UPR signaling pathways in the elaborate mechanisms regulating neuronal activities, synaptic functions and protective responses against injury is not fully elucidated. In this review, we summarized our current understanding of how the UPR functions provide the appropriate signals for neuronal capabilities. We also reviewed how UPR dysfunctions lead to the pathogenesis of neurodegenerative diseases, and the possibilities ameliorating their toxic effects by targeting UPR components.



中文翻译:

神经元稳态中未折叠的蛋白质反应调节信号通路的广谱

内质网(ER)中的蛋白质折叠能力会受到细胞动态平衡的改变,例如钙离子动态平衡的破坏,突变蛋白的表达和氧化应激。响应这些ER功能障碍,真核细胞激活信号转导级联的规范分支,以恢复蛋白质折叠能力并避免不可逆的破坏,统称为未折叠的蛋白质反应(UPR)。延长的ER功能障碍和UPR信号通路的下调已被认为是各种神经退行性疾病发病机理的关键触发因素。此外,最近的研究表明,UPR具有广泛的信号传导途径,可在多种发育,差异和脂质组学过程中发挥独特的生理作用。神经元的神经突中存在发达的错综复杂的ER网络。神经元ER功能和ER衍生信号通过局部蛋白质合成,分选和脂肪生成介导细胞体与远端位点之间的有效通讯。但是,尚未完全阐明ER衍生的UPR信号通路与调控神经元活动,突触功能和针对损伤的保护性反应的复杂机制有关。在这篇综述中,我们总结了当前对UPR功能如何为神经元功能提供适当信号的理解。我们还回顾了UPR功能障碍如何导致神经退行性疾病的发病机理,以及通过靶向UPR成分改善其毒性作用的可能性。神经元ER功能和ER衍生信号通过局部蛋白质合成,分选和脂肪生成介导细胞体与远端位点之间的有效通讯。但是,尚未完全阐明ER衍生的UPR信号通路与调控神经元活动,突触功能和针对损伤的保护性反应的复杂机制有关。在这篇综述中,我们总结了当前对UPR功能如何为神经元功能提供适当信号的理解。我们还回顾了UPR功能障碍如何导致神经退行性疾病的发病机理,以及通过靶向UPR成分改善其毒性作用的可能性。神经元ER功能和ER衍生信号通过局部蛋白质合成,分选和脂肪生成介导细胞体与远端位点之间的有效通讯。但是,尚未完全阐明ER衍生的UPR信号通路与调控神经元活动,突触功能和针对损伤的保护性反应的复杂机制有关。在这篇综述中,我们总结了当前对UPR功能如何为神经元功能提供适当信号的理解。我们还回顾了UPR功能障碍如何导致神经退行性疾病的发病机理,以及通过靶向UPR成分改善其毒性作用的可能性。尚未完全阐明ER衍生的UPR信号转导通路在调控神经元活动,突触功能和针对损伤的保护性反应的复杂机制中的相关性。在这篇综述中,我们总结了当前对UPR功能如何为神经元功能提供适当信号的理解。我们还回顾了UPR功能障碍如何导致神经退行性疾病的发病机理,以及通过靶向UPR成分改善其毒性作用的可能性。尚未完全阐明ER衍生的UPR信号转导通路在调控神经元活动,突触功能和针对损伤的保护性反应的复杂机制中的相关性。在这篇综述中,我们总结了当前对UPR功能如何为神经元功能提供适当信号的理解。我们还回顾了UPR功能障碍如何导致神经退行性疾病的发病机理,以及通过靶向UPR成分改善其毒性作用的可能性。

更新日期:2017-06-28
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