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A conceptualized model linking matrix metalloproteinase-9 to schizophrenia pathogenesis
Schizophrenia Research ( IF 4.5 ) Pub Date : 2020-04-01 , DOI: 10.1016/j.schres.2019.12.015
Byron K Y Bitanihirwe 1 , Tsung-Ung W Woo 2
Affiliation  

Matrix metalloproteinase 9 (MMP-9) is an extracellularly operating zinc-dependent endopeptidase that is commonly expressed in the brain, other tissues. It is synthesized in a latent zymogen form known as pro-MMP-9 that is subsequently converted to the active MMP-9 enzyme following cleavage of the pro-domain. Within the central nervous system, MMP-9 is localized and released from neurons, astrocytes and microglia where its expression levels are modulated by cytokines and growth factors during both normal and pathological conditions as well as by reactive oxygen species generated during oxidative stress. MMP-9 is involved in a number of key neurodevelopmental processes that are thought to be affected in schizophrenia, including maturation of the inhibitory neurons that contain the calcium-binding protein parvalbumin, developmental formation of the specialized extracellular matrix structure perineuronal net, synaptic pruning, and myelination. In this context, the present article provides a narrative synthesis of the existing evidence linking MMP-9 dysregulation to schizophrenia pathogenesis. We start by providing an overview of MMP-9 involvement in brain development and physiology. We then discuss the potential mechanisms through which MMP-9 dysregulation may affect neural circuitry maturation as well as how these anomalies may contribute to the disease process of schizophrenia. We conclude by articulating a comprehensive, cogent, and experimentally testable hypothesis linking MMP-9 to the developmental pathophysiologic cascade that triggers the onset and sustains the chronicity of the illness.

中文翻译:

将基质金属蛋白酶 9 与精神分裂症发病机制联系起来的概念化模型

基质金属蛋白酶 9 (MMP-9) 是一种在细胞外作用的锌依赖性内肽酶,通常在大脑和其他组织中表达。它以潜在的酶原形式合成,称为前 MMP-9,随后在前结构域切割后转化为活性 MMP-9 酶。在中枢神经系统内,MMP-9 定位并从神经元、星形胶质细胞和小胶质细胞中释放,其表达水平在正常和病理条件下受细胞因子和生长因子以及在氧化应激过程中产生的活性氧物质的调节。MMP-9 参与了许多被认为在精神分裂症中受到影响的关键神经发育过程,包括含有钙结合蛋白小白蛋白的抑制性神经元的成熟,特化细胞外基质结构神经元周围网的发育形成、突触修剪和髓鞘形成。在这种情况下,本文提供了将 MMP-9 失调与精神分裂症发病机制联系起来的现有证据的叙述性综合。我们首先概述 MMP-9 参与大脑发育和生理学。然后,我们讨论了 MMP-9 失调可能影响神经回路成熟的潜在机制,以及这些异常如何导致精神分裂症的疾病过程。最后,我们提出了一个全面的、有说服力的、可实验检验的假设,将 MMP-9 与触发发病并维持疾病慢性期的发育病理生理级联联系起来。突触修剪和髓鞘形成。在这种情况下,本文提供了将 MMP-9 失调与精神分裂症发病机制联系起来的现有证据的叙述性综合。我们首先概述 MMP-9 参与大脑发育和生理学。然后,我们讨论了 MMP-9 失调可能影响神经回路成熟的潜在机制,以及这些异常如何导致精神分裂症的疾病过程。最后,我们提出了一个全面的、有说服力的、可实验检验的假设,将 MMP-9 与触发发病并维持疾病慢性期的发育病理生理级联联系起来。突触修剪和髓鞘形成。在这种情况下,本文提供了将 MMP-9 失调与精神分裂症发病机制联系起来的现有证据的叙述性综合。我们首先概述 MMP-9 参与大脑发育和生理学。然后,我们讨论了 MMP-9 失调可能影响神经回路成熟的潜在机制,以及这些异常如何导致精神分裂症的疾病过程。最后,我们提出了一个全面的、有说服力的、可实验检验的假设,将 MMP-9 与触发发病并维持疾病慢性期的发育病理生理级联联系起来。本文提供了将 MMP-9 失调与精神分裂症发病机制联系起来的现有证据的叙述性综合。我们首先概述 MMP-9 参与大脑发育和生理学。然后,我们讨论了 MMP-9 失调可能影响神经回路成熟的潜在机制,以及这些异常如何导致精神分裂症的疾病过程。最后,我们提出了一个全面的、有说服力的、可实验检验的假设,将 MMP-9 与触发发病并维持疾病慢性期的发育病理生理级联联系起来。本文提供了将 MMP-9 失调与精神分裂症发病机制联系起来的现有证据的叙述性综合。我们首先概述 MMP-9 参与大脑发育和生理学。然后,我们讨论了 MMP-9 失调可能影响神经回路成熟的潜在机制,以及这些异常如何导致精神分裂症的疾病过程。最后,我们提出了一个全面的、有说服力的、可实验检验的假设,将 MMP-9 与触发发病并维持疾病慢性期的发育病理生理级联联系起来。然后,我们讨论了 MMP-9 失调可能影响神经回路成熟的潜在机制,以及这些异常如何导致精神分裂症的疾病过程。最后,我们提出了一个全面的、有说服力的、可实验检验的假设,将 MMP-9 与触发发病并维持疾病慢性期的发育病理生理级联联系起来。然后,我们讨论了 MMP-9 失调可能影响神经回路成熟的潜在机制,以及这些异常如何导致精神分裂症的疾病过程。最后,我们提出了一个全面的、有说服力的、可实验检验的假设,将 MMP-9 与触发发病并维持疾病慢性期的发育病理生理级联联系起来。
更新日期:2020-04-01
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