Is autism a PIN1 deficiency syndrome? A proposed etiological role for glyphosate.
J Neurochem · 2024 · 168:2124-2146 · PMID 38808598 · 등급5 동물·현장 종설 · 비발암 건강영향 > 신경독성 · 포유동물
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자폐증은 신경발달장애로, 지난 20년간 미국에서 유병률이 극적으로 증가하였다. 이는 고정된 행동과 사회적 상호작용 및 의사소통의 장애를 특징으로 한다. 본 논문에서는 자폐증을 PIN1 결핍 증후군으로 볼 수 있다는 증거를 제시한다. Peptidyl-prolyl cis/trans isomerase, NIMA-Interacting 1 (PIN1)은 peptidyl-prolyl cis/trans isomerase이며 생물체 내에 광범위한 영향을 미친다. 넓게 말해, PIN1 결핍은 많은 신경퇴행성 질환과 관련이 있는 반면, PIN1 과발현은 암과 관련이 있다. Death-associated protein kinase 1 (DAPK1)은 PIN1을 강력하게 억제하며, 호르몬인 멜라토닌은 DAPK1을 억제한다. 멜라토닌 결핍은 자폐증과 강하게 연관되어 있다. 최근 실험에서 글리포세이트 노출이 신경교세포로부터의 글루타메이트 방출 증가와 대사성 글루타메이트 수용체 발현 증가로 인해 쥐의 멜라토닌 합성을 억제하는 것으로 나타났다. 글리포세이트에 의한 멜라토닌 억제는 뉴런 내 PIN1 가용성을 감소시킨다. 본 논문에서는 PIN1 결핍이 수상돌기 가시 밀도 증가, 해마교의 소실 또는 얇아짐, 그리고 골밀도 감소를 포함하여 자폐증의 여러 독특한 형태학적 특징을 설명할 수 있음을 보여준다. 우리는 PIN1 결핍이 핵인자 에리트로이드 2 관련 인자 2 (NRF2) 및 p53와 같은 강력한 고수준 신호 전달 분자의 기능을 어떻게 방해하는지 보여준다. 이 두 단백질의 조절 이상은 자폐증과 연관되어 왔다. 산화 스트레스 요인 및 세포외 글루타메이트에 대한 만성 노출로 인한 뇌 내 글루타티온의 심각한 고갈은 PIN1의 시스테인 잔기 산화를 초래하여 단백질을 비활성화시키고 PIN1 결핍에 추가적으로 기여한다. 자가포식 장애는 뉴런의 페로프토시스 민감성 증가를 초래한다. 본 논문에서 기술된 메커니즘이 만성 글리포세이트 노출에 반응하여 발생하는지, 그리고 이것이 궁극적으로 자폐증으로 이어지는지를 실험적으로 검증하기 위해 추가 연구가 필수적이다.ORIGINAL ABSTRACT
Autism is a neurodevelopmental disorder, the prevalence of which has increased dramatically in the United States over the past two decades. It is characterized by stereotyped behaviors and impairments in social interaction and communication. In this paper, we present evidence that autism can be viewed as a PIN1 deficiency syndrome. Peptidyl-prolyl cis/trans isomerase, NIMA-Interacting 1 (PIN1) is a peptidyl-prolyl cis/trans isomerase, and it has widespread influences in biological organisms. Broadly speaking, PIN1 deficiency is linked to many neurodegenerative diseases, whereas PIN1 over-expression is linked to cancer. Death-associated protein kinase 1 (DAPK1) strongly inhibits PIN1, and the hormone melatonin inhibits DAPK1. Melatonin deficiency is strongly linked to autism. It has recently been shown that glyphosate exposure to rats inhibits melatonin synthesis as a result of increased glutamate release from glial cells and increased expression of metabotropic glutamate receptors. Glyphosate's inhibition of melatonin leads to a reduction in PIN1 availability in neurons. In this paper, we show that PIN1 deficiency can explain many of the unique morphological features of autism, including increased dendritic spine density, missing or thin corpus callosum, and reduced bone density. We show how PIN1 deficiency disrupts the functioning of powerful high-level signaling molecules, such as nuclear factor erythroid 2-related factor 2 (NRF2) and p53. Dysregulation of both of these proteins has been linked to autism. Severe depletion of glutathione in the brain resulting from chronic exposure to oxidative stressors and extracellular glutamate leads to oxidation of the cysteine residue in PIN1, inactivating the protein and further contributing to PIN1 deficiency. Impaired autophagy leads to increased sensitivity of neurons to ferroptosis. It is imperative that further research be conducted to experimentally validate whether the mechanisms described here take place in response to chronic glyphosate exposure and whether this ultimately leads to autism.| 저자 | Seneff, S.; Kyriakopoulos, A. M.; Nigh, G. |
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| 저널 | Journal of neurochemistry |
| 권·호·쪽 | 168(9), 2124-2146 |
| PMID | 38808598 |
| DOI | 10.1111/jnc.16140 |
| MeSH | Animals; Humans; Autistic Disorder; Glycine; Glyphosate; Melatonin; NIMA-Interacting Peptidylprolyl Isomerase; Rats |