Adaptive preconditioning in neurological diseases – therapeutic insights from proteostatic perturbations

Autor: Mollereau, B., Rzechorzek, N. M., Roussel, B. D., Sedru, M., Brink, D., Bailly-Maitre, B., Palladino, F., Medinas, D. B., Domingos, P. M., Hunot, S., Chandran, S., Birman, S., Baron, T., Vivien, D., Duarte, C. B., Ryoo, H. D., Steller, H., Urano, F., Chevet, E., Kroemer, G., Ciechanover, A., Calabrese, E. J., Kaufman, R. J., Hetz, C
Přispěvatelé: Laboratoire de Biologie Moléculaire de la Cellule ( LBMC ), École normale supérieure - Lyon ( ENS Lyon ) -Université Claude Bernard Lyon 1 ( UCBL ), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Institut de Biologie du Développement de Marseille ( IBDM ), Aix Marseille Université ( AMU ) -Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Laboratory of Apoptosis and Cancer Biology, The Rockefeller University, Oncogenesis Stress Signaling ( OSS ), Université de Rennes 1 ( UR1 ), Université de Rennes ( UNIV-RENNES ) -Université de Rennes ( UNIV-RENNES ) -CRLCC Eugène Marquis ( CRLCC ), Centre de Recherche des Cordeliers ( CRC ), Université Paris Diderot - Paris 7 ( UPD7 ) -École pratique des hautes études ( EPHE ) -Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 ( UPMC ) -Université Paris Descartes - Paris 5 ( UPD5 ) -Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ), Plateforme de métabolomique, Direction de la recherche [Gustave Roussy], Institut Gustave Roussy ( IGR ) -Institut Gustave Roussy ( IGR ), Pôle de biologie, Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP)-Hôpital Européen Georges Pompidou [APHP] ( HEGP ), Apoptose, cancer et immunité ( Equipe labellisée Ligue contre le cancer - CRC - Inserm U1138 ), Institut Gustave Roussy ( IGR ) -Centre de Recherche des Cordeliers ( CRC ), Université Paris Diderot - Paris 7 ( UPD7 ) -École pratique des hautes études ( EPHE ) -Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 ( UPMC ) -Université Paris Descartes - Paris 5 ( UPD5 ) -Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ) -Université Paris Diderot - Paris 7 ( UPD7 ) -École pratique des hautes études ( EPHE ) -Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 ( UPMC ) -Université Paris Descartes - Paris 5 ( UPD5 ) -Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ), Laboratoire de Biologie Moléculaire de la Cellule (LBMC), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon, Institut de Biologie du Développement de Marseille (IBDM), Aix Marseille Université (AMU)-Collège de France (CdF (institution))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Rockefeller University [New York], Oncogenesis Stress Signaling (OSS), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CRLCC Eugène Marquis (CRLCC), Centre de Recherche des Cordeliers (CRC), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-École pratique des hautes études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Institut Gustave Roussy (IGR)-Institut Gustave Roussy (IGR), Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Hôpital Européen Georges Pompidou [APHP] (HEGP), Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Hôpitaux Universitaires Paris Ouest - Hôpitaux Universitaires Île de France Ouest (HUPO)-Hôpitaux Universitaires Paris Ouest - Hôpitaux Universitaires Île de France Ouest (HUPO), Apoptose, cancer et immunité (Equipe labellisée Ligue contre le cancer - CRC - Inserm U1138), Institut Gustave Roussy (IGR)-Centre de Recherche des Cordeliers (CRC), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-École pratique des hautes études (EPHE), USA2013-0003, Comisión Nacional de Investigación Científica y Tecnológica, 382453, Muscular Dystrophy Association, IRE1-PD ANR-13-ISV4-0003-01, ANR/FCT, ANR-10-LABX-54 MEMOLIFE, Labex MemoLife, Dr. Miriam and Sheldon Adelson Medical Research Foundation (AMRF), 1775/12, Israel Centers of Research Excellence Program, 096409/Z/11/Z, Wellcome Trust Integrated Training Fellowship for Veterinarians, P09-015-F, Millennium Institute, 15150012, FONDAP, 2014-F-059, Frick Foundation, ALS Therapy Alliance, C13S02, COPEC-UC Foundation, N62909-16-1-2003, Office of Naval Research-Global (ONR-G), R01 EY020866, National Institutes of Health, AL150111, CDMRP Amyotrophic Lateral Sclerosis Research, Program (ALSRP) Therapeutic Idea Award, 2012-00034435, Fondation de France, FCT-ANR/NEU-NMC/0006/2013, Fundação para a Ciência e a Tecnologia, Israel Cancer Research Fund, 1-12-CT-61, American Diabetes Association, 3150113, Fondo Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico, Israel Science Foundation, 17-2013-512, Juvenile Diabetes Research Foundation International, École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Aix Marseille Université (AMU)-Collège de France (CdF)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École pratique des hautes études (EPHE)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (APHP)-Hôpital Européen Georges Pompidou [APHP] (HEGP), Hôpitaux Universitaires Paris Ouest - Hôpitaux Universitaires Île de France Ouest (HUPO)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (APHP)-Hôpitaux Universitaires Paris Ouest - Hôpitaux Universitaires Île de France Ouest (HUPO), Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École pratique des hautes études (EPHE)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École pratique des hautes études (EPHE)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École pratique des hautes études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École pratique des hautes études (EPHE)
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2016
Předmět:
ATF4
activating transcription factor 4
[SDV]Life Sciences [q-bio]
S1P
site 1 protease
UPR
unfolded protein response
xCT
cystine/glutamate antiporter
Ischemia
eIF2α
eukaryotic translation initiation factor 2α
Bim
Bcl-2-interacting mediator of cell death
Parkinson
ARE
anti-oxidant response element
Ub
ubiquitin
HO-1
heme oxygenase-1
6-OHDA
6-hydroxydopamine
ATF6α
activating transcription factor 6α
Hsp70
heat shock protein 70
DA
dopaminergic
Endoplasmic Reticulum Stress
LRRK2
leucine-rich repeat kinase 2
SNpc
substantia nigra pars compacta
OGD
oxygen and glucose deprivation
MPTP
1-Methyl-4-phenyl-1
2
3
6-tetrahydropyridine
ASK1
apoptosis signal regulating kinase 1
BDNF
brain-derived neurotrophic factor
MANF
mesencephalic astrocyte-derived neurotrophic factor
PMD
protein misfolding disorder
SERCA
sarcoplasmic-ER Mg2+/Ca2+ ATPase
ER stress
Signal Transduction
BI-1
Bax-inhibitor-1
iPSC
induced pluripotent stem cell
Proteasome Endopeptidase Complex
Neuroscience(all)
Clinical Neurology
IRE1
inositol-requiring enzyme 1
nAChRs
nicotinic acetylcholine receptors
Article
XBP1
x-box binding protein 1
ER
endoplasmic reticulum
GEF
guanine nucleotide exchange factor
ROS
reactive oxygen species
UPS
ubiquitin proteasome system
Hormesis
ERAD
ER-associated protein degradation
SOD
superoxide dismutase
Autophagy
BiP/GRP78
binding immunoglobulin protein
Animals
Humans
Proteostasis Deficiencies
JNK
Jun amino terminal kinase
MCAO
middle cerebral artery occlusion
Molecular Biology
CHOP
C/EBP-homologous protein
PD
Parkinson’s disease
S2P
site 2 protease
PUMA
p53 upregulated modulator of apoptosis
Wolfram syndrome
[ SDV ] Life Sciences [q-bio]
Proteasome
Ubiquitin
HIF-1
hypoxia-inducible transcription factor-1
RBM3
RNA binding motif 3
Wfs1
wolframin
PHD
prolyl-hydroxylases
CIRBP
cold-inducible RNA binding protein
tPA
tissue plasminogen activator
EGFR
epidermal growth factor receptor
HD
Huntington’s disease
CDNF
cerebral dopamine neurotrophic factor
PERK
protein kinase RNA-like ER kinase
Parkinson׳s disease
RIDD
regulated IRE1-dependent decay
Unfolded Protein Response
IRI
ischemia reperfusion injury
GADD34
growth arrest and DNA damage–inducible 34
NF-KB
nuclear factor-kappa B
Nervous System Diseases
Glioblastoma
3-MA
3-methyladenine
Developmental Biology
Zdroj: Brain Research
Brain Research, Elsevier, 2016, 1648 (B), pp.603-616. 〈10.1016/j.brainres.2016.02.033〉
Brain Research, Elsevier, 2016, 1648 (B), pp.603-616. ⟨10.1016/j.brainres.2016.02.033⟩
Mollereau, B, Rzechorzek, N M, Roussel, BD, Sedru, M, Van denBrink, D, Bailly-Maitre, B, Palladino, F, Medinas, DB, Domingos, PM, Hunot, S, Chandran, S, Birman, S, Baron, T, Vivien, D, Duarte, CB, Ryoo, HD, Steller, H, Urano, F, Chevet, E, Kroemer, G, Ciechanover, A, Calabrese, EJ, Kaufman, RJ & Hetz, C 2016, ' Adaptive preconditioning in neurological diseases-­ therapeutic insights from proteostatic perturbations ', Brain Research . https://doi.org/10.1016/j.brainres.2016.02.033
ISSN: 1872-6240
0006-8993
DOI: 10.1016/j.brainres.2016.02.033〉
Popis: In neurological disorders, both acute and chronic neural stress can disrupt cellular proteostasis, resulting in the generation of pathological protein. However in most cases, neurons adapt to these proteostatic perturbations by activating a range of cellular protective and repair responses, thus maintaining cell function. These interconnected adaptive mechanisms comprise a ‘proteostasis network’ and include the unfolded protein response, the ubiquitin proteasome system and autophagy. Interestingly, several recent studies have shown that these adaptive responses can be stimulated by preconditioning treatments, which confer resistance to a subsequent toxic challenge – the phenomenon known as hormesis. In this review we discuss the impact of adaptive stress responses stimulated in diverse human neuropathologies including Parkinson׳s disease, Wolfram syndrome, brain ischemia, and brain cancer. Further, we examine how these responses and the molecular pathways they recruit might be exploited for therapeutic gain. This article is part of a Special Issue entitled SI:ER stress.
Highlights • The proteostasis network is perturbed in neurological diseases. • UPR, UPS and autophagy are adaptive responses to maintain cell function. • Adaptive responses induced by preconditioning could be used for therapeutics.
Databáze: OpenAIRE
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