Redoxsignalering är en nyckelaktör i regleringen av fysiologiska processer. Nuvarande begrepp inom redoxbiologi och plasmamedicin betonar betydelsen av redoxdysregulering vid inflammation och olika patologier inklusive cancer. Identifiering och karakterisering av specifika proteintiolomkopplare och redoxreglerade signalvägar är två av utmaningarna inom fälten. Till exempel lokaliseras tumörceller ofta i en hypoxisk miljö, vilket leder till en unik redoxsignalering som påverkar metabolism, proliferation, metastas och apoptos, såväl som angiogenes och immunsvaret. Dechiffrera och förstå redoxreglering av vissa molekyler och processer i ett fysiologiskt och patologiskt sammanhang kan möjliggöra utveckling av nya terapeutiska vägar. Dessa strategier kan omfatta utveckling av små molekyler som specifikt riktar sig mot tiolomkopplare och dysregulerade redoxsignalkaskader eller lokaliserad generering av reaktiva syrearter, till exempel genom kalla fysiska plasmakällor. Denna speciella fråga ägnas åt oxidanter och redoxsignalering.
en av artiklarna är en översiktsartikel med titeln ” Redoxreglering av inflammatoriska processer kontrolleras enzymatiskt.”I. Lorenzen et al. introducera redox aktiva molekyler. De sammanfattar distinkta funktioner och patologiska konsekvenser av enzymerna som reglerar deras produktion och sönderfall, såsom nikotinamidadenindinukleotidfosfatoxidaser (NOX), kväveoxidsyntaser (NOS), superoxiddismutaser (SOD) och tioredoxin (TRX) familjeproteiner. Dessutom beskriver författarna regulatoriska tiolomkopplare i kärnfaktor kappa B (NFkB), ett disinterin och metalloproteinas 17 (ADAM17) och hög mobilitetsgruppbox 1-protein (HMGB1) såväl som i vägar relaterade till inflammatorisk signalering inklusive TLR-kaskaderna.
i artikeln” Den syntetiska Lignan Secoisolariciresinol Diglukosid förhindrar Asbestinducerad NLRP3 Inflammasomaktivering i Murina makrofager”, R. A. Pietrofesa et al. analysera den potentiella användningen av LGM2605 vid kemoprevention av asbestinducerad mesoteliom. LGM2605 visade sig tidigare inducera genuttryck av kärnfaktor (erytroid-härledd 2)-liknande 2 (Nrf2)-reglerade antioxidanter och för att minska cellulära nivåer av reaktiva arter, inducerade av asbest. Här visar författarna att LGM2605 signifikant minskar asbestinducerat uttryck av NLRP3-inflammasomen, iNOS och NFkB, liksom frisättningen av proinflammatoriska cytokiner, nivåer av nitrater/nitrit och NFkB-aktivering.
arbetet med titeln” kall atmosfärisk Plasma inducerar apoptos och oxidativ Stressvägsreglering i T-Lymfoblastoid leukemiceller ” av E. Turrini et al. syftar till att mekaniskt analysera effekterna av kall atmosfärisk plasma och induktion av reaktiva syre-och kvävearter (ROS/RNS) på apoptos, DNA-skador och den på varandra följande uppregleringen av redoxrelaterade enzymer, såsom superoxiddismutas, katalas och glutationreduktas, varigenom de kortlivade plasmagenererade arterna ansluts till centrala cellulära redoxsignalvägar.
i artikeln” toxicitet och immunogenicitet i murint melanom efter exponering för fysiska Plasma-härledda oxidanter, ” S. Bekeschus et al. demonstrera anticancereffekter av kall fysisk plasma på melanomceller in vitro. Specifikt utsätts dessa celler för plasmamedierad oxidation, celldöd och minskad rörlighet hos de återstående livskraftiga cellerna. Detta åtföljs av förändringar i biomekaniska egenskaper, det vill säga en ökad styvhet och differentiell reglering av zonula occludens 1 (ZO1) proteiner i melanomceller efter plasmabehandling. Viktigt är att plasmabehandling ökar uttrycket av större histokompatibilitetskomplex klass i-molekyler och kalretikulin, två huvudproteiner för igenkänning och fagocytos av antigenpresenterande celler som är nödvändiga för att montera ett immunsvar.
i papperet” 2-deoxi-D-glukos återställer Glukokortikoidkänslighet vid akut lymfoblastisk leukemi via modifiering av N-länkad glykosylering på ett Syrespänningsoberoende sätt ” av Z. Leni et al., beskrivs ett möjligt sätt, hur man tar itu med frågan om kemoresistens i barndomsleukemi. Genom att mata en glukosanalog till olika akuta lymfoblastiska leukemicellinjer kunde författarna visa effektiv dödande av cancerceller som åtföljdes av endoplasmatisk retikulumspänning och induktion av de utfällda proteinresponserna. Båda processerna är kritiska för att framkalla immunogen celldöd som i princip kan driva inflammation och antitumörimmunsvar.
arbetet med L. Hu et al. med titeln ”de skyddande rollerna för ROS-medierad Mitofagi på 125i-frön strålningsinducerad celldöd i HCT116-celler” avslöjar en kritisk roll för fagocytos av skadade mitokondrier vid bestrålningsinducerad cancercelldöd. Genom att exponera humana koloncancerceller för jodid-härledd bestrålning in vitro fann de en uppreglering av intracellulär ROS och mål (t.ex. hypoxiinducerbar faktor XXL, HIF1a; BCL2/adenovirus e1b 19 kDa protein-interagerande protein 3, BNIP3; NIP3-liknande protein X, NIX) involverad i induktion av mitofagi, vilket skyddar cancerceller från celldöd. Författarna föreslog mitofagiska vägar för att tjäna som möjliga läkemedelsmål i framtiden.
i översiktsartikeln ”oxidativ Stressgenuttrycksprofil korrelerar med cancerpatient dålig prognos: identifiering av viktiga vägar kan välja nya terapeutiska tillvägagångssätt” av A. Leone et al., diskuterar författarna den dubbla ansiktsrollen hos reaktiva syrearter i cancerinitiering, progression och prognos. Deras analys, som sträcker sig över 6 distinkta tumörtyper, är baserad på cancer-typspecifika oxidativa stressgenprofiler och data från Cancer Genome Atlas-databasen. Bland de statistiskt signifikanta generna associerade med cancerinitiering och progression fann författarna Forkhead box M1 (FoxM1) och thioredoxinreduktas 1 (TrxR1) att vara kritiska för reglering av oxidativa stressnivåer i alla analyserade tumörtyper. Dessutom, A. Leone et al. diskutera hur de identifierade signalnätverken korrelerar med cancerstamcellsignaturer och ge den kunskapen om vilka redoxvägar som kan prioriteras för utveckling av nya terapier.
bekräftelser
gästredaktionen vill tacka alla författare till de bidragna artiklarna och granskningsartiklarna som lämnats in till denna specialutgåva. Vi är mycket tacksamma för de många granskarna, som har donerat sin tid, kunskap och erfarenhet till varje enskild artikel. Vi hoppas att du kommer att njuta av denna speciella fråga, tillägnad det spännande området redoxsignalering med tonvikt på cancer, inflammation och plasmamedicin.
Sander Bekeschus
Lars Br 6574 > Kristian Wende
Eva-Maria Hanschmann