Foliy kislotasi (FA), bir uglerodli metabolizm, nukleotid sintezi, DNKni tiklash va metillanish kabi asosiy hujayraviy jarayonlarda ishtirok etuvchi B vitamini hosilasidir. Ushbu preprint tadqiqotida tadqiqotchilar foliy kislotasi surunkali alkogol ta’sirining miya korteksida yuzaga keltiradigan neyrotoksik ta’sirlariga faqat antioksidant darajada emas, balki oqsil sifatini nazorat qilish tizimi bo‘lgan proteostaz va endoplazmatik retikulum (ER) stress javobi orqali ham ta’sir qiladimi-yo‘qmi, shuni o‘rgangan. Surunkali alkogol ta’siriga uchragan sichqonlarda foliy kislotasi xulq-atvor ko‘rsatkichlarini yaxshilagan, kortikal gistopatologik shikastlanishni, oksidlovchi stressni va mitoxondriya/ER ultrastruktur buzilishlarini kamaytirgan. Shu bilan birga HSP90 va GRP78 oshishini bostirgan, PERK/ATF4/CHOP stress signalini kamaytirgan hamda HSP70, HSF1 va LAMP2A kabi proteostaz bilan bog‘liq javoblarning bir qismini qayta oshirgan.

PC12 hujayralarida o‘tkazilgan mexanistik tajribalar etanol HSP90 oqsili miqdorini va HSP90 asetillanishini oshirishini ko‘rsatgan. Foliy kislotasi bu oshishlarni kamaytirgan; mitoxondriya membrana potensialini, ATP ishlab chiqarishini, DNK yaxlitligini va hujayra hayotchanligini qo‘llab-quvvatlovchi natijalarni bergan. HSP90ning ortiqcha ekspressiyasi foliy kislotasining ER stressini bostiruvchi ta’sirini susaytirgan, asetillanishni oshiruvchi trichostatin A qo‘llanishi esa foliy kislotasining ayrim himoya ta’sirlarini qisman yo‘qqa chiqargan. Molecular docking, CETSA va DARTS natijalari HSP90 foliy kislotasining mumkin bo‘lgan molekulyar nishonlaridan biri bo‘lishi mumkinligini qo‘llab-quvvatlaydi; biroq bevosita fizik bog‘lanish hali aniq biofizik usullar bilan tasdiqlanmagan.

Tadqiqotning asosiy muammosi

Surunkali yoki ortiqcha alkogol iste’moli o‘rganish, xotira va emotsional boshqaruv bilan bog‘liq nerv zanjirlariga salbiy ta’sir qilishi mumkin. Alkogol ta’siri mitoxondriya funksiyasini buzishi, ATP ishlab chiqarishini kamaytirishi, reaktiv kislorod turlari (ROS) hosil bo‘lishini oshirishi va hujayraviy stress javoblarini faollashtirishi mumkin.

Bu shikastlanishni faqat oksidlovchi stress bilan tushuntirib bo‘lmasligi tobora ko‘proq tan olinmoqda. Mitoxondriya buzilishi, endoplazmatik retikulum stressi, oqsil sifatini nazorat qilishdagi uzilish va metabolik qayta dasturlanish bir-birini kuchaytiradigan stress tarmog‘ini yuzaga keltirishi mumkin.

Ushbu tadqiqot e’tibor qaratgan asosiy savol quyidagicha: Foliy kislotasi HSP90 markazli proteostaz va ER stress mexanizmlarini boshqarish orqali alkogol keltirib chiqargan miya shikastlanishini kamaytira oladimi?

Proteostaz Nima va Alkogol Nega Bu Tizimni Buzishi Mumkin?

Proteostaz — hujayrada oqsillarning to‘g‘ri buklanishini, shikastlangan oqsillarning tiklanishini yoki chiqarib tashlanishini va oqsil sifatining saqlanishini ta’minlaydigan integratsiyalashgan tizim. HSP70, HSP90, HSC70 va LAMP2A kabi oqsillar ushbu tarmoqning muhim tarkibiy qismlaridir.

Uzoq muddatli alkogol ta’siri noto‘g‘ri buklangan yoki shikastlangan oqsillar yukini oshirishi mumkin. Bunday holatda hujayraning shaperon tizimlariga bosim ortadi. Agar bu tizimlar muvozanatni tiklay olmasa, proteotoksik stress va ER stress bir-birini kuchaytirishi mumkin.

HSP90 nega muhim?

Heat Shock Protein 90 (HSP90), ko‘plab mijoz oqsillarning buklanishi va barqarorligida ishtirok etadigan ATPga bog‘liq molekulyar shaperondir.

HSP90 faolligi faqat oqsil miqdori bilan emas, balki asetillanish kabi post-translational modifikatsiyalar orqali ham boshqarilishi mumkin. HSP90ning ortiqcha yoki nomuvofiq faolligi hujayraning odatiy stressga moslashuvidan maladaptiv proteostaz holatiga o‘tishining bir qismi bo‘lishi mumkin.

Tadqiqotda surunkali alkogol ta’siri HSP90 oqsili darajasini oshirgan, biroq Hsp90 mRNA darajasi sezilarli o‘zgarmagan. Bu natija HSP90 oshishi hech bo‘lmaganda qisman transkripsiyadan keyingi yoki oqsil barqarorligi darajasidagi mexanizmlar bilan bog‘liq bo‘lishi mumkinligini ko‘rsatadi.

Foliy Kislotasi HSP90ga Bevosita Bog‘lanadimi?

Tadqiqot HSP90ni dastlab tarmoq farmakologiyasi yondashuvi orqali mumkin bo‘lgan nishon sifatida aniqlagan. Foliy kislotasining bashorat qilingan nishonlari bilan alkogolga bog‘liq miya shikastlanishi genlari orasida 30 ta umumiy gen aniqlangan va HSP90 tarmoqdagi markaziy tugunlardan biri sifatida ajralib chiqqan.

Molekulyar docking tahlilida foliy kislotasi bilan HSP90 o‘rtasida taxminan −8,6 kcal/mol bog‘lanish energiyasi hisoblangan; LEU93, ASN37, SER38 va ASP39 hududlari bilan o‘zaro ta’sir bashorat qilingan.

Docking o‘z-o‘zicha fizik bog‘lanishning eksperimental dalili emas. Shu sababli tadqiqotchilar qo‘shimcha ravishda ikkita hujayraviy nishon–o‘zaro ta’sir testidan foydalangan.

CETSA tajribasida foliy kislotasi mavjudligida HSP90ning termik barqarorligi oshgani kuzatilgan. DARTS tajribasida esa HSP90 proteaza hazmiga nisbatan chidamliroq bo‘lib qolgani xabar qilingan.

Ushbu ma’lumotlar foliy kislotasi bilan HSP90 o‘rtasida o‘zaro ta’sir bo‘lishi mumkinligini qo‘llab-quvvatlaydi. Biroq mualliflar bevosita bog‘lanishni yanada ilg‘or biofizik usullar bilan tasdiqlash zarurligini aniq ta’kidlaydi.

Hayvon modeli qanday tashkil qilindi?

Sakkiz haftalik erkak C57BL/6J sichqonlari besh guruhga ajratilgan:

• Nazorat
• Alkogol modeli
• Foliy kislotasi
• 4-PBA
• 17-AAG

Har bir guruhda 20 ta sichqon bo‘lgan.

Nazorat guruhi alkogolsiz izokalorik Lieber-DeCarli ratsionini olgan, boshqa guruhlar esa %4 v/v alkogol saqlovchi Lieber-DeCarli suyuq ratsionidan foydalangan.

Foliy kislotasi:

5 mg/kg/kun, haftasiga olti kun, jami 12 hafta oral gavage yo‘li bilan berilgan.

ER stressini nishonga oluvchi 4-PBA va HSP90 inhibitori 17-AAG esa surunkali alkogol ta’siri shakllantirilgandan keyin so‘nggi uch haftada qo‘llangan.

Xulq-atvor testlarida nima kuzatildi?

Alkogol ta’siri elevated plus maze va Y-maze testlarida tadqiqot xulq-atvorini kamaytirgan, forced swimming testida esa harakatsizlik xulqini oshirgan.

Foliy kislotasi olgan sichqonlarda bu xulq-atvor o‘zgarishlarining katta qismi yengillashgan. Xuddi shunday yo‘nalishdagi yaxshilanishlar 4-PBA va 17-AAG guruhlarida ham kuzatilgan.

Bu o‘xshashlik ER stressi va HSP90 bilan bog‘liq jarayonlar alkogol keltirib chiqargan xulq-atvor buzilishlari asosidagi mexanizmning qismlaridan biri bo‘lishi mumkin degan talqinni qo‘llab-quvvatlaydi.

Kortikal to‘qima shikastlanishi

H&E bo‘yash alkogol guruhida neyronal tashkilotning buzilishi va vakuolyar degeneratsiyani ko‘rsatgan. Nissl bo‘yashda Nissl tanachalari zichligi kamaygan.

Foliy kislotasi qo‘llangandan keyin neyronlarning joylashuvi tartibliroq bo‘lgan, vakuolizatsiya kamaygan va Nissl zichligi alkogol modeliga nisbatan oshgan.

Alkogol Mitoxondriya va Endoplazmatik Retikulumga Qanday Ta’sir Qildi?

Alkogol ta’siriga uchragan sichqonlarning korteksida antioksidant fermentlar faolligi kamaygan, ROS darajasi oshgan.

Transmissiya elektron mikroskopiyasi:

• mitoxondriya shishishi,
• mitoxondriya kristalarining buzilishi,
• endoplazmatik retikulum kengayishi

kabi ultrastruktur shikastlanishlarni ko‘rsatgan.

Foliy kislotasi bu struktur o‘zgarishlarning og‘irligini kamaytirgan.

HSP90 va GRP78 nega birga oshdi?

Immunofluoresan tekshiruvlarda alkogol ta’siridan so‘ng kortikal hujayralarda HSP90 ham, ER stress shaperoni GRP78 ham oshgan va ikki oqsilning ko-lokalizatsiyasi kuchaygan.

Bu topilma hujayraning oqsil sifatini nazorat qilish tizimi bilan ER stress javobi bir vaqtda faollashganini ko‘rsatadi.

Foliy kislotasi HSP90 va GRP78 darajalarini ham kamaytirgan.

PERK–ATF4–CHOP Yo‘li Nima?

PERK — endoplazmatik retikulumda oqsil buklanish stressi yuzaga kelganda faollashishi mumkin bo‘lgan uch asosiy unfolded protein response sensoridan biridir.

Uzoq davom etuvchi yoki bartaraf etilmaydigan ER stressida PERK signali ATF4 va CHOP orqali hujayra o‘limiga hissa qo‘shishi mumkin.

Alkogol guruhida:

• GRP78 ↑
• p-PERK ↑
• ATF4 ↑
• CHOP ↑

aniqlangan.

Foliy kislotasi bu oshishlarni sezilarli ravishda kamaytirgan.

Bu natija foliy kislotasi alkogol keltirib chiqargan maladaptiv ER stressini bostiradi degan talqinni qo‘llab-quvvatlaydi.

Proteostaz bilan bog‘liq boshqa oqsillar

Alkogol ta’siridan keyin HSP70 va HSF1 darajalari pasaygan, LAMP2A signali kamaygan.

Foliy kislotasi qo‘llanishi:

• HSP70ni oshirgan,
• HSF1 javobini qisman tiklagan,
• LAMP2A darajasini oshirgan.

Bu o‘zgarishlar oqsil sifatini nazorat qilish qobiliyatining qisman tiklanishiga mos keladi.

LAMP2A va HSC70 Nega Muhim?

LAMP2A va HSC70, shaperon vositasidagi autofagiya (Chaperone-Mediated Autophagy, CMA) tizimining asosiy komponentlaridandir.

CMA ma’lum sitozolik oqsillarni lizosomaga selektiv ravishda tashib, parchalanishini ta’minlaydi.

Tadqiqotda etanol ta’siri LAMP2A va HSC70 oqsillarini kamaytirgan, foliy kislotasi esa bu oqsillar darajasini oshirgan.

Biroq tadqiqotchilar CMA faolligini bevosita oqim o‘lchovi bilan baholamagan. Shu sababli natijalarni “CMA aniq faollashtirildi” deb talqin qilib bo‘lmaydi.

Metabolomik tahlil

Kortikal to‘qimada UPLC-Q-TOF asosidagi maqsadsiz metabolomik tahlil o‘tkazilgan.

Nazorat va alkogol modeli o‘rtasida 26, foliy kislotasi bilan alkogol modeli o‘rtasida esa 31 ta differensial metabolit aniqlangan.

Volcano plot tahlilida alkogol guruhida 90 metabolit oshgani, 41 metabolit kamaygani; foliy kislotasidan keyin esa 10 metabolit oshgani va 31 metabolit kamaygani xabar qilingan.

Eng sezilarli o‘zgarishlar:

• triptofan–kinurenin metabolizmi,
• tarmoqlangan zanjirli aminokislotalar metabolizmi

bilan bog‘liq ekani kuzatilgan.

Kinurenin Yo‘li bilan ER Stressi O‘rtasida Bog‘liqlik Bormi?

Triptofan–kinurenin yo‘li yallig‘lanish, oksidlovchi stress va neyroaktiv metabolitlar ishlab chiqarilishi bilan bog‘liq.

PC12 hujayralarida etanol:

• IDO1 oqsilini oshirgan,
• kinurenin to‘planishini oshirgan.

Foliy kislotasi bu o‘zgarishlarni qisman kamaytirgan.

4-PBAning o‘xshash yo‘nalishda ta’sir ko‘rsatishi ER stressi ushbu metabolik o‘zgarishlar bilan bog‘liq bo‘lishi mumkinligini ko‘rsatadi.

Biroq ATF4 yoki IDO1 bevosita susaytirilmagani yoki ortiqcha ekspressiya qilinmagani uchun PERK/ATF4 → IDO1 → kinurenin zanjirining sababiyligi hali aniq belgilanmagan.

PC12 hujayralarida etanol shikastlanishi

PC12 hujayralarida 500 mM etanol ishlatilgan.

Bu ta’sir:

• hujayra hayotchanligini kamaytirgan,
• ROSni oshirgan,
• mitoxondriya membrana potensialini pasaytirgan,
• ATP ishlab chiqarishini kamaytirgan,
• comet assay orqali DNK shikastlanishini oshirgan,
• γ-H2AX signalini kuchaytirgan.

Foliy kislotasi uchun 20 va 40 µM dozalar keyingi tajribalarda ishlatilgan va bu dozalar etanol keltirib chiqargan hujayraviy shikastlanishning katta qismini kamaytirgan.

HSP90 Ortiqcha Ekspressiyasi Foliy Kislotasi Ta’sirini O‘zgartirdimi?

Ha. HSP90 ortiqcha ekspressiya qilingan PC12 hujayralarida foliy kislotasining HSP90, GRP78, p-PERK, ATF4 va CHOPga bostiruvchi ta’siri susaygan.

Bu natija HSP90 faqat alkogol stressi vaqtida oshadigan marker emasligini, foliy kislotasining himoya ta’sirlari yuzaga chiqishida funksional rol o‘ynashi mumkinligini qo‘llab-quvvatlaydi.

HSP90 inhibitori 17-AAG esa ko‘plab o‘lchovlarda foliy kislotasiga o‘xshash yo‘nalishdagi natijalarni bergan.

HSP90 Asetillanishi Nega Muhim?

HSP90 funksiyasi asetillanish orqali boshqarilishi mumkin. Asetillangan HSP90ning konformatsiyasi va shaperon faolligi o‘zgarishi mumkin.

Tadqiqotda etanol:

Ac-HSP90 ↑

hosil qilgan.

Foliy kislotasi esa HSP90 asetillanishini kamaytirgan.

Asetillanishga ta’sir qiluvchi giston deasetilaza inhibitori trichostatin A (TSA) qo‘shilganda foliy kislotasining Ac-HSP90ni kamaytiruvchi ta’siri susaygan.

TSA shu bilan birga foliy kislotasining:

• PERK/ATF4/CHOP signalini bostirish,
• LAMP2A va HSC70ni oshirish,
• apoptozni kamaytirish

ta’sirlarining bir qismini teskari aylantirgan.

Apoptoz natijalari

Etanol ta’siri:

• apoptotik hujayralar ulushini oshirgan,
• Bax darajasini oshirgan,
• cleaved caspase-3 darajasini oshirgan,
• Bcl-2 darajasini kamaytirgan.

Foliy kislotasi bu o‘zgarishlarning ko‘pchiligiga qarama-qarshi yo‘nalishda ta’sir qilgan.

TSA qo‘llanishi himoya ta’sirining bir qismini kamaytirgan.

Inson AUD Miya Ma’lumoti Nimani Ko‘rsatdi?

Tadqiqotchilar GSE182173 ma’lumot to‘plamidagi inson prefrontal korteksi transkriptomini qayta tahlil qilgan.

Gene Set Enrichment Analysis natijalariga ko‘ra:

• neuronal ensheathment: Nazorat yo‘nalishida, NES = 2,380
• oligodendrocyte differentiation: Nazorat yo‘nalishida, NES = 2,254
• lysosome organization: Nazorat yo‘nalishida, NES = 1,693
• KEAP1–NRF2 signaling: AUD yo‘nalishida, NES = −1,897

aniqlangan.

AUD guruhida miyelin bilan bog‘liq PLP1 va MAG ekspressiyasi pastroq, oksidlovchi stress bilan bog‘liq GSTM1 va NQO1 esa yuqoriroq bo‘lgan.

Bu natijalar AUD prefrontal korteksida miyelin/oligodendrosit dasturlari, lizosomal gomeostaz va oksidlovchi stress javoblari o‘zgarganini ko‘rsatadi.

Bu Inson Ma’lumoti HSP90 Mexanizmini Isbotlaydimi?

Yo‘q. GSE182173 tahlili faqat AUD bo‘lgan insonlarning miya to‘qimasidagi transkripsion yo‘l o‘zgarishlarini ko‘rsatadi.

Ma’lumot to‘plamida foliy kislotasi bilan davolash qo‘llanmagan, HSP90–foliy kislotasi o‘zaro ta’siri eksperimental ravishda sinovdan o‘tkazilmagan.

Shuning uchun inson transkriptom ma’lumoti HSP90 markazli mexanizmni bevosita tasdiqlamaydi; u faqat eksperimental modelda kuzatilgan stress, lizosoma va hujayraviy gomeostaz o‘zgarishlari uchun klinik kontekst beradi.

Tadqiqot Usuli va Natijalari

Eksperimental dizayn qisqacha

Taklif etilgan mexanizm

Tadqiqot bevosita qo‘llab-quvvatlagan natijalar

• Foliy kislotasi surunkali alkogol ta’siridagi sichqonlarda xulq-atvor va kortikal gistopatologiya natijalarini yaxshilagan.
• Foliy kislotasi oksidlovchi stressni, mitoxondriya va ER shikastlanishini kamaytirgan.
• Alkogol HSP90 oqsilini oshirgan bo‘lsa-da, HSP90 mRNAda sezilarli oshish yuzaga keltirmagan.
• Foliy kislotasi HSP90 va GRP78 oshishini kamaytirgan.
• Foliy kislotasi PERK/ATF4/CHOP signalini bostirgan.
• HSP90 ortiqcha ekspressiyasi foliy kislotasining ER stressini bostiruvchi ta’sirini susaytirgan.
• Foliy kislotasi HSP90 asetillanishini kamaytirgan.
• TSA foliy kislotasining HSP90 asetillanishi va ayrim proteostaz/apoptoz natijalariga ta’sirini susaytirgan.
• Foliy kislotasi PC12 hujayralarida etanol keltirib chiqargan mitoxondriya buzilishi va DNK shikastlanishini kamaytirgan.
• Foliy kislotasi triptofan–kinurenin metabolizmidagi ayrim alkogolga bog‘liq o‘zgarishlarni qisman tuzatgan.

Tadqiqot bevosita isbotlamagan jihatlar

• Foliy kislotasi insonlarda alkogol iste’moli buzilishini davolashi ko‘rsatilmagan.
• Foliy kislotasi bilan HSP90 o‘rtasida bevosita fizik bog‘lanish aniq isbotlanmagan.
• HSP90ning qaysi asetillanish joyi muhim ekani aniqlanmagan.
• Tegishli deasetilaza fermenti aniqlanmagan.
• Shaperon vositasidagi autofagiya oqimi bevosita o‘lchanmagan.
• PERK/ATF4–IDO1–kinurenin zanjirining sababiyligi bevosita genetik aralashuv orqali ko‘rsatilmagan.
• Inson GSE182173 ma’lumoti foliy kislotasi bilan davolashni yoki HSP90 mexanizmini bevosita sinamaydi.

Klinik jihatdan qanday talqin qilish kerak?

Tadqiqot natijalari foliy kislotasi alkogol keltirib chiqargan nerv hujayrasi stressida biologik jihatdan mazmunli himoya mexanizmlariga ega bo‘lishi mumkinligini ko‘rsatadi.

Biroq ishlatilgan foliy kislotasi dozasi sichqon modeliga xos bo‘lib, bevosita insonga ko‘chirilmaydi. Klinik samaradorlik, xavfsizlik, doza va davolash davomiyligi nazoratli inson tadqiqotlarida aniqlanmaguncha bu topilmalarni davolash tavsiyasi sifatida talqin qilmaslik kerak.

Manba va Usul Izohi

Asl tadqiqot: Folic acid attenuates alcohol-induced neurotoxicity by modulating HSP90-associated proteostasis and endoplasmic reticulum stress.

Mualliflar: Nan Zhang, Kening Zhang, Huaqi Zhang, Bingxue Song, Xi Liang, Zhitong Zhou, Meilan Xue va Hui Liang.

Muassasalar: Qingdao Medical College, Qingdao University; Department of Cardiovascular Medicine, Qingdao University Affiliated Hospital; Science Center for Future Foods, Jiangnan University.

Nashr holati: SSRN preprint. Peer reviewdan o‘tmagan.

SSRN: 7346567.

Hayvon modeli: Erkak C57BL/6J sichqonlari; %4 v/v etanol saqlovchi Lieber-DeCarli ratsioni; 12 haftalik surunkali ta’sir.

Foliy kislotasi qo‘llanishi: 5 mg/kg, oral gavage, kuniga bir marta, haftasiga olti kun.

Hujayraviy model: PC12 hujayralari, 500 mM etanol; foliy kislotasi 20 va 40 µM.

Asosiy usullar: xulq-atvor testlari, H&E, Nissl, TEM, ROS tahlili, Western blot, qRT-PCR, immunofluoresan, comet assay, JC-1, immunoprecipitation, network pharmacology, molecular docking, CETSA, DARTS, maqsadsiz metabolomika va inson transkriptomini qayta tahlil qilish.

Statistika: One-way ANOVA + Tukey yoki Kruskal-Wallis + Dunn; Spearman korrelyatsiyasi; ko‘p taqqoslashlarda Benjamini-Krieger-Yekutieli tuzatishi; q < 0,05 ahamiyatli deb qabul qilingan.

Moliyalashtirish: National Natural Science Foundation of China No. 82273626; Shandong Province Natural Science Foundation No. ZR2024MH073; Qingdao Key Technology Research and Industrialization Demonstration Projects No. 25-1-1-gjgg-71-nsh.

Ma’lumotlardan foydalanish: Ma’lumotlar so‘rov asosida taqdim etilishi bildirilgan.

Manfaatlar to‘qnashuvi: Mualliflar manfaatlar to‘qnashuvi yo‘qligini bildirgan.

Asosiy cheklovlar: Tadqiqot preprint hisoblanadi. Foliy kislotasi-HSP90 fizik bog‘lanishi aniq biofizik usullar bilan tasdiqlanmagan. HSP90 asetillanish joylari va tegishli deasetilazalar aniqlanmagan. CMA oqimi bevosita o‘lchanmagan. Inson transkriptom tahlili ikkilamchi va yo‘l darajasida; foliy kislotasi bilan davolashni sinamaydi.