Para ilmuwan mengungkap peran hexokinase 2 dalam aktivitas mikroglial

Mikrograf representatif dari tdT dan Iba1 (mikroglia) di otak tikus Hk2CreERT2-tdTomato. Kredit: Universitas Zhejiang

Mikroglia, sel kekebalan utama dan penjaga utama aktivitas otak di otak, dapat terus memantau lingkungan mikro untuk mempertahankan homeostasis otak. Ketika mengalami penipisan akut atau dalam kondisi penyakit, mereka akan mengalami proliferasi cepat, menghasilkan pemulihan kumpulan homeostatis atau pembentukan kelompok mikroglial di sekitar lokasi penyakit.

Selain itu, mikroglia dengan cepat bermigrasi ke lokasi kerusakan dan menimbulkan respons imun untuk menahan dan memperbaiki kerusakan. Namun, sedikit yang diketahui tentang determinan molekul spesifik yang secara metabolik dan bioenergi membentuk fungsi mikroglial.

Hexokinase (HK), dengan mengkatalisasi fosforilasi glukosa menjadi glukosa-6-fosfat, adalah enzim pembatas laju pertama dalam pemanfaatan glukosa. Empat isozim HK utama, HK1, HK2, HK3 dan HK4, dengan fitur biokimia dan aktivitas katalitik yang berbeda telah diidentifikasi.

Ablasi HK2 menekan repopulasi mikroglial. Kredit: Universitas Zhejiang

Dengan menganalisis secara sistematis pengatur metabolisme dalam berbagai jenis sel otak, Dr. Hu Yaling dan rekannya secara tak terduga menemukan bahwa HK2, isozim paling aktif yang terkait dengan membran mitokondria, diekspresikan secara selektif dalam mikroglia di otak.

Dalam studi tersebut, para peneliti menemukan bahwa ablasi genetik HK2 mengurangi fluks glikolitik mikroglial dan produksi energi, menekan repopulasi mikroglial, dan melemahkan pengawasan mikroglial dan migrasi yang memicu kerusakan pada tikus jantan.

Peningkatan HK2 sangat menonjol pada mikroglia yang terkait dengan kekebalan atau penyakit. Namun, dalam model stroke iskemik, penghapusan HK2 memicu peradangan saraf dan potensi kerusakan otak. Respon inflamasi yang ditingkatkan setelah ablasi HK2 dalam mikroglia ditemukan terkait dengan fungsi mitokondria yang menyimpang dan akumulasi spesies oksigen reaktif.

Peran ganda hexokinase 2 dalam membentuk fungsi mikroglial. Kredit: Universitas Zhejiang

Studi ini menunjukkan bahwa gerbang HK2 baik fluks glikolitik dan aktivitas mitokondria untuk membentuk fungsi mikroglial, yang berkontribusi terhadap kelainan metabolisme dan peradangan maladaptif pada penyakit otak. Ini akan membuka pintu untuk penargetan terapi potensial mikroglia pada berbagai penyakit neurologis di mana peningkatan HK2 dan kelainan metabolisme terlibat.

Makalah ini diterbitkan dalam jurnal Nature Metabolism.

Informasi lebih lanjut: Yaling Hu et al, Peran ganda heksokinase 2 dalam membentuk fungsi mikroglial dengan mengatur fluks glikolitik dan aktivitas mitokondria, Metabolisme Alam (2022). DOI: 10.1038/s42255-022-00707-5

Disediakan oleh Universitas Zhejiang

Kutipan: Para ilmuwan mengungkap peran hexokinase 2 dalam aktivitas mikroglial (2022, 29 Desember) diambil 29 Desember 2022 dari https://medicalxpress.com/news/2022-12-scientists-uncover-hexokinase-role-microglial.html

Dokumen ini tunduk pada hak cipta. Terlepas dari kesepakatan yang adil untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten disediakan untuk tujuan informasi saja.