Флюидовый коннектом в болезни мозга: интеграция аквапорина-4 Полярности с многосистемными путями в нейродегенерации.

То, как Аквапорин-4 (AQP4) локализован на поверхности астроцитов, т.е. каналы AQP4, расположенные преимущественно на конечной части астроцитов вблизи кровеносных сосудов, представляют собой важный структурный элемент для поддержания гомеостаза мозговой жидкости. В дополнение к этой структурной функции полярность AQP4 также облегчает глимфатический перенос, поддержание функций кровеносного барьера (BBB), ионное буферирование и удаление нейротрансмиттера, а также помогает регулировать нейроваскулярную связь. Растущий объем литературы говорит о том, что потеря полярности AQP4 в организации каналов AQP4 к периваскулярной мембране связана с увеличением сосудистых, подстрекательских и метаболических расстройств в контексте многих неврологических заболеваний. В результате в настоящем обзоре делается попытка синтезировать как экспериментальные, так и клинические исследования, с тем чтобы подчеркнуть, что деполяризация AQP4 часто происходит в сочетании с ранними признаками нейродегенерации и нейроинфламмации; однако мы знаем, что утрата полярности AQP4 является лишь одним фактором в сложной патофизиологической среде. В настоящем обзоре анализируется молекулярная структура, отвечающая за сохранение полярности AQP4-таких, как дистрофин-синтрофиновые комплексы, массивы ортогональных частиц, липидные микродомена, трассы незаконного оборота и транскрипционные регуляторы, и описывается, как уязвимость этих систем к различным типам сосудистого стресса, подстрекательским сигналам, энергетическому дефициту и механическим травмам может привести к утрате полярности AQP4. Кроме того, мы изучим, как утрата полярности AQP4 может привести к нарушению движения периваскулярной жидкости, изменениям в морфологии кровеносных барьеров, усилению нейроиммунной активности, изменениям в ионическом и метаболическом балансах и сбоям в синхронизации глобальной нейронной сети. Важно отметить, что мы признаем, что каждый из этих срывов, скорее всего, произойдет одновременно с другими механизмами, занимающимися конкретными заболеваниями. Изменения в полярности AQP4 наблюдались в различных неврологических расстройствах, включая болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона, множественный склероз, травматическая травма мозга и глиома; однако мы также отмечаем, что одни и те же изменения в регулировании жидкости происходят во всех этих различных заболеваниях, но ни одно событие не является причиной изменения полярности. В конечном счете, мы назовем новые терапевтические пути восстановления переноса периваскулярной жидкости и включим молекулярные терапевтические агенты, предназначенные для модификации якорной системы AQP4, методы, предназначенные для модуляции состояния астроцитов, систем доставки наркотиков на основе биоматериалов, и терапевтические методы, позволяющие использовать динамическую модуляцию нейроваскулярного интерфейса. Будущие достижения в области многомерного профилирования, пространственной протеомики, глимфатической съемки и искусственного интеллекта позволят заблаговременно выявить нарушения полярности AQP4 и потенциально позволят разработать более индивидуализированные планы лечения. В конечном счете, увязав эти концепции, настоящий обзор направлен на то, чтобы придать полярность AQP4 в качестве изменяемого аспекта "флюидового коннектома" и подчеркнуть его важность для поддержания общего состояния здоровья мозга во всех состояниях заболеваний.