Il recettore della relaxina-3, RXFP3, è un modulatore delle malattie legate all'invecchiamento

Astratto:Duranteprocesso d'invecchiamentoil nostro corpo diventa meno attrezzato per affrontarecellularefatica, risultando in unaumento dei danni non riparati. Ciò provoca vari gradi di compromissionefunzionalità e unaumentato rischio di mortalità. Uno distrategie antietà più efficacicomporta interventi checombinare il supporto neurometabolico simultaneoconDNA aumentatoprotezione dai danni/riparazione. Pertanto, sembra prudente svilupparsistrategie terapeutichequel bersaglioquesto approccio combinatorio. Gli studi hanno dimostrato che il fattore di ribosilazione dell'ADP (ARF) GTPaseproteina attivante GIT2 (GIT2) agisce come una proteina chiave di volta nelprocesso d'invecchiamento. GIT2 può controllareEntrambiriparazione del DNAEmetabolismo del glucosio. Attraversoin vivoanalisi di coregolamentazione è emerso cheGIT2 forma una stretta relazione basata sulla coespressione con il recettore della relaxina-3 (RXFP3). CellulareL'espressione di RXFP3 è direttamente influenzata daDanno al DNAElo stress ossidativo. Sovraespressione ola stimolazione di questo recettore, da parte del suo ligando endogeno relaxina 3 (RLN3), può regolare il danno al DNAprocessi di risposta e riparazione. È interessante notare che RLN3 è un peptide simile all'insulina ed è stato dimostrato che lo ècontrollare più malattieprocessi legati ameccanismi di invecchiamento, e.g., ansia, depressione, memoriadisfunzione, appetito,Emeccanismi anti-apoptotici. Qui discutiamo i meccanismi molecolarialla base dei vari ruoli della segnalazione RXFP3/RLN3 nell'invecchiamento e nei disturbi legati all'età.

Parole chiave:recettore 3 del peptide della famiglia della relaxina;invecchiamento; recettori accoppiati a proteine ​​G; DNA; danno;GIT2

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1. Introduzione

L'invecchiamento è senza dubbio uno dei processi biologici molecolari più complessi. Il sindacoità degli organismi eucarioti subiscono il processo di invecchiamento come livelli progressivi di cellule ei danni ai tessuti si accumulano nel corso della vita dell'organismo. Sebbene incredibilmente complesso,l'invecchiamento può essere decostruito come un processo biologico molecolare per rivelare una serie fondamentale difunzioni che rappresentano una firma coerente che si presta a potenziali generici therinterventi apeutici. A tal fine, una considerevole ricerca ha suggerito che attraverso ilil targeting di queste caratteristiche di firma chiave può essere una capacità trattabile di controllare il processo di invecchiamentoessere ingegnerizzato. Qui discutiamo di come un obiettivo così nuovo possa essere stato recentemente identificato.

1.1. Invecchiamento e disturbi correlati all'invecchiamento

L'aumento della popolazione anziana mondiale ha causato un aumento della prevalenzadelle malattie croniche correlate all'invecchiamento, come i disturbi neurodegenerativi (p. es.,Morbo di Alzheimer (AD)), malattie cardiovascolari, artrite, malattia renale cronica eDiabete mellito di tipo II (T2DM) [1]. L'invecchiamento è un processo neurometabolico degradativocolpisce ogni organo e guida la progressione di una moltitudine di malattie. L'invecchiamento lo èun complesso processo multifattoriale e, mentre alcuni fattori che contribuiscono possono essere unicia ciascun individuo, ci sono molti fattori eziologici comuni tra le popolazioni [1,2]. L'invecchiamento è caratterizzato dall'accumulo di danni molecolari, che causano la progressiva perdita di unfunzione ottimale dell'organismo, che alla fine porta a disfunzione sistemica e morte [1,3].

L'invecchiamento e molti disturbi correlati all'invecchiamento comportano un equilibrio energetico perturbato [3]. RegÈ stata dimostrata la stimolazione del metabolismo del glucosio, attraverso il sistema insulinotropico canonicoessere un regolatore cruciale del tasso di invecchiamento [4]. L'alterazione del controllo energetico oganelli e una significativa riduzione dell'assorbimento di glucosio sono un segno di disfunzione metabolica.In periodi di stress o esaurimento temporaneo delle scorte di glucosio, metabolismo energetico cellularepasserà riflessivamente dal glucosio al metabolismo adiposo o proteico per garantire energiaproduzione. Questo cambiamento metabolico può causare stress ossidativo [5], come il catabolismo di questile fonti energetiche alternative sono meno efficienti dal punto di vista energetico e producono un ATP inferiore. L'Harman liberola teoria dello stress radicalico/ossidativo stabilisce che il ferro fisiologico e altri metalli nelil corpo causa l'accumulo di specie reattive dell'ossigeno (ROS) nelle cellule, come sottoprodotto del normalereazioni redox. I ROS sono essenzialmente sottoprodotti di una varietà di percorsi coinvoltinel metabolismo aerobico. L'accumulo di stress ossidativo costituisce uno dei piùipotesi realistiche di invecchiamento e disturbi neurodegenerativi [1]. Questo stress ossidativo ina sua volta può causare danni al DNA, sotto forma di rotture a doppio filamento (DSB). Mentre il DNAIl processo di riparazione dei danni (DDR) funziona per riparare questi DSB, è ben noto checon l'età, il DDR è compromesso e non può più svolgere questa funzione in modo ottimale. Questo conduceall'induzione di mutazioni e/o aberrazioni cromosomiche, che a loro volta possono causaremorte cellulare e, in casi estremi, cancro e disturbi neurodegenerativi.2]. Con l'invecchiamentoc'è una ridotta capacità di far fronte agli stress cellulari, facendo sì che il corpo diventi di piùsoggetto a un'ampia varietà di patologie [6]. Il sistema nervoso centrale (SNC), compresodel tessuto post-mitotico, è profondamente influenzato dai deficit di DDR. Disfunzione DDR ini tessuti neurali maturi sono collegati sia all'invecchiamento precoce che ai disturbi neurodegenerativi,come AD [7]. 

L'invecchiamento come processo patologico naturale si sta lentamente sviluppando e coordinato dalinterazione di più sistemi di segnalazione attraverso diversi tessuti somatici. Questa complessitàrende un processo difficile da indirizzare terapeuticamente. Chadwick et al. [2] dimostratoche tali sistemi complessi possiedono un certo grado di organizzazione, con alcune proteinein possesso di una maggiore funzione di rete di regolamentazione rispetto ad altri. Questi sono i cosiddetti'keystones' (in alternativa denominati 'hub'). Mirare a queste proteine ​​facilita la regolazionequesti disturbi complessi, in contrasto con il controllo del processo in ogni punto molecolare. Unotale chiave di volta recentemente identificata è GIT2 (G protein-coupled receptor kinase interactingtrascritto 2), una proteina attivante la GTPasi del fattore di ribosilazione dell'ADP (Arf-GAP) e una classeUna proteina che interagisce con il recettore accoppiato a proteine ​​G (GPCR) [2,8,9]. GIT2 è stato identificato come unimportante proteina legata a diversi aspetti del processo di invecchiamento, attraverso semantica latenteindicizzazione (LSI). Poiché GIT2 è una chiave di volta potenzialmente importante nell'invecchiamento, potrebbe rappresentareun obiettivo terapeutico cruciale. Tuttavia, i bersagli terapeutici canonici sono recettori, ionicanali, chinasi e fosfatasi, quindi GIT2, essendo una proteina dell'impalcatura, nonrappresentano un efficace bersaglio drogabile [10]. È stato recentemente dimostrato che, inoltrealla regolazione di eventi intermedi del metabolismo cellulare come la mobilizzazione del calcio, i GPCR possonoanche regolare efficacemente i profili di espressione di più proteine ​​di segnalazione via più lentomodalità di segnalazione al di fuori delle tradizionali funzioni dipendenti dalla proteina G [11]. Questosuggerisce che i GPCR possono essere utilizzati per regolare l'espressione di specifiche proteine ​​​​di segnalazione,migliorare l'attività terapeutica [1,9]. I GPCR sono anche interessanti candidati ai farmaci a causa dila loro elevata diversità, mirabilità e coinvolgimento in quasi tutti i processi fisiologici.La nostra ricerca in corso ha anche dimostrato che le funzioni di segnalazione di questi recettorisono molto più sfumate di quanto precedentemente concettualizzato [2,10]. Questa complessità di segnalazionefacilita la creazione di nuove terapie GPCR selettive per il segnale. Ricerca precedente,utilizzando topi knock-out (KO) GIT2 per studiare le relazioni di espressione nel contestodell'invecchiamento metabolico, ha identificato un GPCR costantemente sottoregolato, la famiglia relaxinarecettore del peptide 3 (RXFP3), nel sistema nervoso centrale, nel pancreas e nel fegato [10]. Questa associazione, quindi,suggerisce forse che GIT2 possa agire come un nuovo adattatore di segnalazione specifico dell'invecchiamento per ilRecettore RXFP3.

1.2. Recettore peptidico della famiglia Relaxin 3

RXFP3, precedentemente noto come GPCR135, è stato deorfano attraverso l'identificazionedel suo ligando endogeno relaxina-3 (RLN3), noto anche come peptide 7 simile all'insulina (INSL7).Questo recettore simile alla rodopsina di classe A, insieme alla sua famiglia di peptidi relaxina e ai lororecettori, è un ramo della superfamiglia dell'insulina, che consiste di insulina e insulino-similefattore di crescita 1 e 2 (IGF1 e -2) [12]. Questo recettore, originariamente chiamato SALPR(recettore del peptide simile alla somatostatina e all'angiotensina [13]), si esprime principalmente nelSNC [14–16]. Attualmente ci sono quattro membri nella famiglia dei GPCR relaxin, ovvero RXFP1-4. Contrariamente a RXFP1 e RXFP2, RXFP3 e il suo membro della famiglia strettamente correlato RXFP4coppia con G i, causando l'inibizione della produzione di cAMP attraverso una tossina della pertosse sensibilemeccanismo [12]. RXFP3 e RXFP4 si assomigliano anche nella struttura, dove entrambisono recettori peptidici di tipo I classici con domini ammino (N)-terminali corti ed entrambisono evolutivamente correlati ai recettori della somatostatina e dell'angiotensina. Inoltre, ili ligandi endogeni per questi due recettori sono RLN3 e il peptide insulino-simile 5 (INSL5),rispettivamente, che svolgono entrambi un ruolo nella segnalazione neuroendocrina [17]. 

Sebbene RXFP3 sia stato classificato come un recettore simile alla rodopsina di classe A, sembra che lo sianon è nella sua interezza un GPCR canonico simile alla rodopsina. Come dettagliato da furgoneGastel et al. [10], RXFP3 non contiene un tipico dominio transmembrana 3 (TM3) Aspartato-ArgininaTirosina 'DRY' motivo ma ha invece un motivo treonina-arginina-tirosina 'TRY'. Questola variazione naturale di questo classico motivo di attivazione GPCR può dimostrare un'attivazione alteratacinetica di stato, con un livello aumentato di attività costitutiva indipendente dal ligando.Inoltre, il motivo ExxxD altamente conservato, che è vitale per il legame RLN3, è statoidentificato al secondo dominio transmembrana sul lato extracellulare [18]. 

I peptidi relaxina sono piccoli (circa 60 amminoacidi lunghi) e simili ainsulina, condividono una comune struttura a due domini con an - e un -catena nel loro maturomodulo [12]. IL -chain sembra essere importante per l'affinità di legame recettore-ligando, mentreIL -catena di RLN3 è principalmente responsabile del legame e dell'attivazione di RXFP3 [19]. RLN3è il peptide della famiglia relaxina più recentemente identificato, con la presenza della caratteristicaRxxxRxxI/V motivo legante relaxina trovato nel -catena di tutti i peptidi relaxina; comunque, ilil resto della sequenza mostra una bassa omologia con altri peptidi della famiglia relaxina. RLN3è l'unico membro della famiglia relaxina con una sequenza conservata tra le specie [20,21], e si ritiene che questo neuropeptide sia il peptide ancestrale della famiglia [20,22]. ILIl sistema RLN3/RXFP3 dimostra forti indicazioni di coevoluzione ligando-recettore, dovequasi tutti gli aminoacidi sono stati sottoposti a selezione purificante per entrambi i geni e mostrano aparallelo quasi perfetto sia nei mammiferi che nei teleostei [23], sia nella struttura che nella funzione [20,23]. I teleostei possiedono due rln3 paraloghi (rln3a e b) e più geni di tipo rxfp3-, che sononon tutti ortologhi all'RXFP3 dei mammiferi [23]. Tuttavia, è stato dimostrato che intracellularei loop 1 e 3 sono importanti in termini di selezione, indicando che gran parte della selezioneper questi GPCR riguarda la segnalazione del recettore a valle e non solo la selezione del ligandolegame [23]. 

Ulteriori indagini sulle funzioni di questo recettore hanno scoperto che RXFP3 potrebbesvolgono un ruolo vitale in diversi disturbi legati all'invecchiamento, poiché è stata trovata una connessione con diversisegni distintivi dell'invecchiamento, come lo stress ossidativo e la risposta al danno del DNA [24], simile ala chiave di volta dell'invecchiamento GIT2 [6,7]. Inoltre, la ricerca di altri gruppi ha chiarito possibileruoli per RXFP3 nelle risposte allo stress [25], ansia [26], depressione [26,27], alimentazione [15,28–30], Risveglio [28] e la dipendenza da alcol [31]. Data la pletora di possibili attività fisiologichedi RXFP3, valuteremo in seguito come la funzionalità di RXFP3 possa intersecarsi con molte delleclassici processi distintivi coinvolti nel processo di invecchiamento (Figura1)

Figura 1.Il recettore umano RXFP3 si interseca funzionalmente con molteplici segni distintivi dell'invecchiamento. ILNumerosi ricercatori hanno dimostrato che il recettore RXFP3 è associato alla segnalazione molecolarelivello, alle attività che costituiscono molti dei segni distintivi classici dell'invecchiamento. In tal modo l'RXFP3rappresenta potenzialmente, insieme alla sua relazione sinergica con l'adattatore di segnalazione GIT2,un nuovo bersaglio terapeutico a livello di sistema per l'interdizione multidimensionale del patologicoprocesso d'invecchiamento.

2. Intersezione della segnalazione RXFP3 con le caratteristiche dell'invecchiamento

Mentre il processo di invecchiamento è una complessa rete di processi biologici unici per ognunoindividuo, ci sono vari componenti molecolari comuni del processo di invecchiamento. Questicomponenti, o i cosiddetti "segni distintivi dell'invecchiamento", che si manifestano durante il normale invecchiamento in buona salute,accelerare l'invecchiamento patologico quando aggravato e ritardare il normale invecchiamento quando alleviato [32]. López-Otín et al. [32] ha descritto nove di questi segni distintivi che contribuiscono al processo di invecchiamento:(1) instabilità genomica; (2) logoramento dei telomeri; (3) alterazioni epigenetiche; (4) perdita di proteostasorella; (5) rilevamento dei nutrienti deregolamentato; (6) disfunzione mitocondriale; (7) senescenza cellulare;(8) esaurimento delle cellule staminali; e (9) comunicazione intercellulare alterata. A causa della sovrapposizionee il verificarsi simultaneo di queste alterazioni nell'invecchiamento, è difficile stimare ilcontributo relativo di ciascun segno distintivo. Nella sezione seguente, il coinvolgimento delSistema di segnalazione RXFP3/RLN3 in più processi alla base di diversi tratti distintivi diverrà descritto l'invecchiamento.

2.1. Disfunzione metabolica e mitocondriale

Sindrome metabolica (MetS), che si osserva principalmente nella tarda mezza età e negli anzianiadulti, è caratterizzato da insulino-resistenza e porta a gravi menomazioni tra cui quella adiposalipogenesi, sintesi difettosa del glicogeno e assorbimento del glucosio nel muscolo scheletrico. Disfunzionezione del tessuto adiposo causata da MetS è ampiamente riconosciuta come un segno distintivo significativo diil processo di invecchiamento [33]. Mentre molti individui più anziani sembrano mantenere un corpo sanoindice di massa (BMI), sono ancora inclini all'obesità addominale, aumentando la loro probabilità disviluppare MetS [34,35]. Inoltre, alterazioni legate all'invecchiamento nelle vie metaboliche ela distribuzione del grasso corporeo sembrano essere i partecipanti attivi in ​​un circolo vizioso che è possibilefattore di accelerazione del processo di invecchiamento, nonché per l'insorgenza di molte malattie [36]. Per le vie metaboliche cellulari, il glucosio è la fonte più utilizzata di energia cellulareed è tipicamente prodotto da carboidrati alimentari ingeriti, ma può anche essere creatoall'interno del corpo stesso dalla gluconeogenesi. La glicolisi è il principale meccanismo di energiagenerazione in un'ampia varietà di cellule e tessuti [37]. Questo processo mitocondriale alla finemira a generare, dal metabolismo del glucosio, adenosina trifosfato (ATP) e ridottonicotinammide adenina dinucleotide (NAD). Tuttavia, insieme a questo effetto positivo dienergetica mitocondriale, questi organelli sono anche la fonte primaria di ROS, che hannostato implicato in una delle teorie meglio caratterizzate dell'invecchiamento, vale a dire lo stress ossidativoteoria [38,39]. I ROS possono causare danni intaccando irreparabilmente la struttura di moltimolecole del corpo che sono potenti controllori dell'invecchiamento naturale, ad esempio le regioni telomerichedel DNA [39]. 

È stato dimostrato che anche livelli modesti di disfunzione metabolica possono esercitare profondeeffetti sui tessuti del SNC [3,40,41]. Ciò è probabilmente dovuto a diversi fattori, ad esempio l'elevata energiarequisiti del SNC, combinati con un'elevata sensibilità dei tessuti neuronali post-mitoticiallo stress metabolico [6,42]. Uno degli organi chiave responsabili del mantenimento di un efficacel'interazione tra l'attività neurologica e il bilancio energetico è l'ipotalamo. Questopiccola ma vitale parte del cervello è coinvolta nel processo di invecchiamento, in quanto coordina entrambifunzioni periferiche e centrali associate alla funzionalità neuroendocrina, attraversol'asse ipotalamo-ipofisi-surrene (HPA) [43]. Il sistema RXFP3/RLN3 è altamenteespresso in diverse regioni coinvolte nell'asse HPA, come il nucleo paraventricolare,indicando il coinvolgimento nel controllo metabolico [15,44–46]. Somministrazione di rilascio di corticotropinafactor (CRF) ha dimostrato di provocare l'attivazione di RLN3-contenenteneuroni nel nucleo incerto, supportando ulteriormente il suo ruolo funzionale nell'asse HPA [47]. DeAdder et al. [48] dimostrato che le fette di cervello prive di glucosio mostrano un aumentomorte e danno cellulare, mentre il trattamento con RLN3 ha riportato questi livelli al basale.Inoltre, bloccando il recettore utilizzando l'antagonista RXFP3, B1-22R ha eliminato l'effettodel trattamento con RLN3. Inoltre, l'aggiunta di L-NIL, un inibitore del NOSII, è stata parzialmente eliminatal'effetto del trattamento RLN3. Ciò indica il coinvolgimento di NO sintasi nella protezionefunzione del sistema RLN3/RXFP3 nella privazione del glucosio [48].

Negli ultimi anni è diventato evidente che la disfunzione mitocondriale può essere una dellei fattori centrali che consentono ai cambiamenti metabolici di influenzare il processo di invecchiamento [49,50]. Per ilSistema di segnalazione RXFP3, è interessante notare che il fattore chiave di volta di invecchiamento identificatoGIT2 ha anche dimostrato di essere un potente regolatore della funzionalità mitocondriale.10,51,52]. Alla luce di questi dati, non sorprende che i meccanismi protettivi naturali, ad esempio, in tempi distress ossidativo come nell'ictus ischemico, che include mitocondriale e respirazioneil supporto può essere influenzato dai peptidi relaxina (relaxina-2 (RLN2) e RLN3) [53]. GIT2 haha anche dimostrato di essere sensibile agli eventi ischemici in più tessuti [54]. Così, singlel'analisi del polimorfismo nucleotidico di ampie coorti di pazienti ha identificato GIT2 come un marcatore checonferisce suscettibilità all'infarto miocardico IM ad esordio precoce), ipertensione o croniconefropatia.

2.2. Lo stress ossidativo

Lo stress ossidativo si riferisce a uno squilibrio tra la generazione di ROS e antiossidanti, a favore del ROS, portando all'interruzione della segnalazione e del controllo redox e infineattacco ossidativo molecolare [55]. I ROS comprendono radicali dell'ossigeno instabili (p. es., superossidoradicali e molecole non radicaliche come il perossido di idrogeno) che, a concentrazioni moderate, hanno importanti funzioni di segnalazione intracellulare, ad esempio per il controllo del nervotrasmissione e processi di regolazione immunitaria. Inoltre, bassi livelli di stress ossidativoda ROS sembrano addirittura essere utili per gli organismi. Tra gli altri, Doonan et al. dimostratoche può davvero prolungare la durata della vita nel lievito eC. elegans[56,57], dimostrandoil ruolo dei ROS nell'innescare la proliferazione cellulare e la sopravvivenza in risposta allo stress normalecondizioni e segnali fisiologici [57]. L'esposizione ossidativa delle cellule si verifica naturalmente comeI ROS vengono continuamente prodotti durante il normale metabolismo aerobico attraverso il trasporto di elettronicatena nei mitocondri, che non è solo una fonte di ATP, ma anche di ROS [58]. Tuttavia,I ROS non vengono prodotti in modo non regolamentato, con tassi di produzione di ROS tipicamenteessendo estremamente basso (~0.1 nM H2O2 formato min−1 mg−1 proteina mitocondriale, ~0,01%.del tasso metabolico) [56]. Tuttavia, i livelli di ROS possono aumentare nei mitocondri danneggiati o invecchiatiche provoca l'accumulo di ROS oltre i livelli fisiologici [56]. Quando il loroproduzione travolge la capacità dei sistemi antiossidanti, possono causare irreversibiledanno molecolare alle macromolecole (ad esempio, lipidi, proteine ​​e acidi nucleici) e accumulatodistruzione cellulare, che colpisce più funzioni cellulari, che nel tempo è associatacon senescenza cellulare e invecchiamento [6,58]. 

VanGastel et al. [24] identificato superossido dismutasi 1 (SOD1), sirtuina 1 (SIRT1),Attivazione di Ras GTPase e perossiredossina 6 (PRDX6) tra le proteine ​​funzionalmenteinteragendo con RXFP3, indicando un ruolo nella reattività allo stress ossidativo. Perdita di PRDX6l'espressione è stata precedentemente osservata nelle cellule che invecchiano e ha dimostrato di aumentare i ROSproduzione [59]. Inoltre, una leggera sovraespressione di RXFP3 ha comportato un aumentoespressione di PRDX6, indicando un ruolo sinergico nella risposta all'invecchiamento e all'ossidazionefatica [24]. Simile a PRDX6, anche SOD1 è sovraregolato con sovraespressione di RXFP3 [24]. La delezione di SOD1 nei modelli di lievito e topo porta ad un aumento dello stress ossidativo e del DNAdanno. Elevati fattori di stress ossidativo, come il perossido di idrogeno, regolano il nuclearelocalizzazione della SOD1. Questo processo è associato con l'Ataxia-Telangectasia-mutato(ATM)/mec1 serina/treonina proteina chinasi (Mec1) regolazione dell'espressione genica perprevenire il danno al DNA correlato allo stress ossidativo [60]. Simile a SOD1, SIRT1/FoxOè importante per la regolazione della risposta allo stress metabolico e ossidativoattraverso la sovraespressione di antiossidanti [61]. Recenti prove hanno anche dimostratoche la relaxina-3, agendo tramite RXFP3, possiede la capacità di attenuare il danno ossidativoindotta dalla privazione di glucosio in fettine di cervello in coltura, attraverso la manipolazione delsistema di generazione di ossido nitrico [48]. La specificità di questo effetto della relaxina-3 su RXFP3è stato dimostrato dall'inibizione selettiva attraverso l'azione dell'antagonista RXFP3,B1-22R [48]. Nel loro insieme sembra che RXFP3-associasse complessi di segnalazione (spessoindicato come recettore somes [10,24]) potrebbe fungere da sensore per lo stress ossidativo e regolarela risposta cellulare ad essa.

2.3. Danni al DNA

La sequenza amminoacidica di RXFP3 mostra più siti di fosforilazione per chinasicoinvolti in DDR (cioè, ATM/PRKDC a serina 269 e 360:https://scansite4.mit.edu/, consultato il 12 aprile 2022). Questo potrebbe spiegare la sua associazione con GIT2 nell'invecchiamento eneurodegenerazione. Come discusso, il danno al DNA è uno dei segni distintivi dell'invecchiamentoprocessi [32]. È stato dimostrato che molti disturbi dell'invecchiamento avanzato sono collegati amutazioni nelle proteine ​​DDR, ad esempio, si verifica una mutazione in ATM causando Atassia-Telangectasia(A) [62]. L'ATM svolge un ruolo centrale nel mantenimento della stabilità del genoma e dei fosforilatiproteine ​​coinvolte nel processo canonico DDR. La fosforilazione preferenzialmenteavviene sui residui di serina (S) o treonina (T) preceduti dalla glutammina (Q), la cosiddettaMotivi SQ/TQ [63]. Ciò è necessario per la normale riparazione del danno al DNA [63]. È interessante notare chealcuni ricercatori hanno dimostrato che la protein chinasi ATM è un sensore per i ROS nell'uomocellule, concludendo che l'ATM può essere attivato direttamente dall'ossidazione [64]. RXFP3 ne contiene dueMotivi SQ, che suggeriscono fortemente il potenziale coinvolgimento di RXFP3 come sensore perstress ossidativo, che porta all'invecchiamento. RXFP3 contiene anche un sito di fosforilazione per PRKDC.PRKDC si lega ai motivi SxQ, che nel caso di RXFP3 x è una leucina (L), trovata nelsequenza del recettore nell'anello extracellulare 2. Nei GPCR classici di classe A questi ATM e PRKDCsiti sarebbero localizzati nel dominio intracellulare, mentre in RXFP3 si trovano inle anse extracellulari. Tuttavia, è molto probabile che in questo caso i siti siano ancora accessibiliall'ATM/PRKDC intracellulare. Recentemente è stato ipotizzato che i GPCR possano esserloinseriti al rovescio nelle membrane intracellulari come il nucleo, il reticolo endoplasmatico,o mitocondri [65–67]. Ciò significherebbe che le anse extracellulari sono accessibili daATM/PRKDC intracellulare. Inoltre, è stato dimostrato anche attraverso l'accessibilità della superficieprevisioni topologiche che questi tre siti potrebbero essere accessibili a idrofili solubilifattori. È stato anche dimostrato che la maggior parte dei GPCR è trattenuta nell'intracellularevescicole come riserva di recettori per il riciclo della membrana plasmatica [68], e probabilmente il motivo TRYaumenta la quantità di recettori ritenuti intracellulari [69].

Oltre ai siti di fosforilazione per ATM e PRKDC, è stata riscontrata l'attivazionedi RXFP3, attraverso il suo ligando endogeno RLN3, ha aumentato la fosforilazione di PRKDCrisultando in una diminuzione dell'istone H2AX (H2AX) e della suscettibilità al cancro al seno di tipo 1fosforilazione della proteina (BRCA1) [24]. La fosforilazione H2AX è una delle primeindicatori molecolari di danno al DNA che possono poi essere riparati attraverso l'attività diBRCA1. Co-immunoprecipitazione, utilizzando la purificazione per affinità selettiva di un N-terminaleRXFP3 marcato con emoagglutinina, indicava anche l'interazione di RXFP3 e PRKDC attivato,evidenziando l'importanza di RXFP3 nella riparazione del danno al DNA attraverso PRKDC [24].

2.4. Alterazioni epigenetiche

Le alterazioni epigenetiche degli acidi nucleici sono una componente della normale segnalazione cellularepaesaggio. Le alterazioni ai modelli dei profili epigenetici durante il processo di invecchiamento sono potenzialmenteuno dei fattori chiave per il controllo delle traiettorie individuali di invecchiamento sano [70–72]. Come l'invecchiamentoè collegato a meccanismi epigenetici alterati della regolazione genica, come la metilazione del DNA,modifica dell'istone e rimodellamento della cromatina e RNA non codificanti, il potenziale terapeuticoil controllo di questi meccanismi è una strategia potenzialmente efficace per interdire ilgenerazione di fenotipi di invecchiamento patologico. È stato dimostrato che lo stato di metilazione diRXFP3 può essere associato a cambiamenti legati all'invecchiamento in diversi tumori, incluso l'endometrioe neoplasie cervicali [73–75]. Sono state mostrate anche alterazioni dello stato di metilazioneper molti altri recettori rispetto a questi tumori specifici, ad es. recettore dell'orexina-2 [76], Recettore per chemochine CXC di tipo 4 [77], e il purinocettore P2X 7 [78]. È interessantesi noti, tuttavia, che rispetto al ruolo di RXFP3 nel processo di invecchiamento, Huang et al. [79] identificato cambiamenti coordinati nella regolazione epigenetica di RXFP3 insieme a CIDEA (cell deathattivatore CIDEA), che è stato anche implicato nella segnalazione molecolare metabolica pro-invecchiamentoattività [80].

2.5. Rilevamento dei nutrienti

Il complesso e intricato processo di invecchiamento è implicitamente associato al glucometabolicosistema. In effetti, molti dei primi geni regolatori dell'invecchiamento scoperti in specie comeC. eleganserano quasi tutti associati al sistema insulinotropico [81,82]. Detto questo, è anche interessantenotare che la base metabolica di quasi tutte le malattie è ora evidente, dimostrandol'importanza dell'intervento terapeutico in questi sistemi [83–92]. Da un interventopunto di vista, semplici modifiche dello stile di vita hanno successivamente dimostrato che la restrizione calorica(CR) può essere efficace nel controllare il sistema glucometabolico per attenuare l'incidenzae l'entità della malattia correlata all'invecchiamento [93–99]. Pertanto, è chiaro che la capacità delle cellule etessuti per percepire le fonti di carburante per il metabolismo energetico è fondamentale per il mantenimento dell'omeostasiper tutta la vita [100]. I componenti principali delle vie di segnalazione sensibili ai cambiamenti indisponibilità di nutrienti includono insulina, TOR (bersaglio della rapamicina), AMPK (50 -AMP attivatoprotein chinasi) e il sistema dei recettori del gusto dolce [86,101,102]. Compromissione di questi segnalipercorsi possono innescare vari disturbi metabolici. Pertanto, il funzionamento interrotto di AMPKpuò ridurre la capacità di resistenza allo stress delle cellule oltre a generare lo sviluppo diresistenza all'insulina [103,104]. L'attivazione o la soppressione dei sensori metabolici potrebbe aumentaredurata della vita in vari organismi e migliorare gli indicatori relativi all'invecchiamento negli esseri umani [105–107].

Mentre una notevole quantità di rilevamento dei nutrienti è controllata direttamente da fattoricollegati al sistema insulinotropico, ci sono molti altri sistemi (compresi i GPCR)che regolano anche la funzionalità di questo paradigma che regola la longevità. In questa luce, lo èinteressante notare che RLN3 è un peptide simile all'insulina che ha anche dimostrato di essere acontrollore del rilevamento dei nutrienti e del metabolismo catabolico [108–110]. Dimostrando un ulterioresfumatura del posizionamento del sistema RXFP3, è stato anche dimostrato che il regolamentodell'assunzione di cibo è anche associato a cambiamenti psicosociali, suggerendo che RXFP3 puòfungere da nesso tra risposte generiche allo stress e meccanismi di protezione cellularecombattere gli effetti deleteri della privazione di nutrienti [29]. Per indagare ulteriormente su questo, itsarebbe interessante indagare su tale proposta attraverso l'implementazione di RXFP3introduzione dell'antagonista o attenuazione o silenziamento dell'espressione RXFP3 tessuto-selettivo conapprocci RNA a forcina corta o CRISPR/Cas9.

2.6. Senescenza cellulare

Le malattie legate all'invecchiamento sono causate dal progressivo degrado dell'integrità disistemi di comunicazione all'interno e tra gli organi. Questo processo è associato a una diminuzioneefficienza dei sistemi di segnalazione dei recettori e una crescente incapacità di far fronte allo stress,portando all'apoptosi e alla senescenza cellulare [111–113]. La senescenza cellulare è un processo naturaledurante lo sviluppo embrionale, ma più recentemente è stato dimostrato che è coinvolta anche inlo sviluppo di disturbi legati all'invecchiamento ed è ora considerato uno dei principalisegni distintivi dell'invecchiamento. Progressi nella comprensione molecolare della complessità della segnalazione GPCRhanno ampliato enormemente la loro capacità terapeutica [114–118]. Quindi, dati emergentiora suggeriscono il coinvolgimento dei GPCR e delle loro proteine ​​adattatrici che si associano fisicamentelo sviluppo della senescenza cellulare [119–121]. Con la comprovata efficacia terapeuticaTargeting GPCR, è ragionevole ora considerare i GPCR come potenziali piattaforme per il controllosenescenza cellulare e disturbi legati all'invecchiamento. RXFP3 è stato funzionalmente associato ail processo di senescenza in diversi studi. Recentemente Anckaerts et al. [122] lo ha dimostratointerventi che hanno indotto l'invecchiamento precoce del cervello e la senescenza (senza eccessiva perdita di cellule)nel contesto dell'AD ha provocato diminuzioni significative nell'espressione sia di RXFP3 che di GIT2nella corteccia retrospleniale. I programmi cellulari senescenti, specialmente nel contesto dell'invecchiamento, lo sonospesso indotta dal sovraccarico delle cellule con lo stress ossidativo. Diversi studi hanno collegatoquesto processo deleterio alla significativa alterazione dei livelli di espressione di RXFP3 [24,123] anchecome fattore di regolazione del ROS PRDX6 [24,124]. Successivamente è stato dimostrato che PRDX6 è aintegratore cruciale dei programmi di senescenza cellulare associati all'invecchiamento [59]. 

2.7. Proteostasi/Fibrosi

Il mantenimento dell'omeostasi proteica cellulare, o proteostasi, richiede un buon coordinamentocontrollo della sintesi proteica, ripiegamento, integrità conformazionale e infine degradazione. Le attività di proteostasi coordinano questi diversi processi nel corso della vita di tuttiorganismi [125]. La rete di regolazione proteolitica assicura che le cellule abbiano le proteinedi cui hanno bisogno riducendo al minimo gli eventi di misfolding o di aggregazione che sono segni distintividelle proteinopatie associate all'invecchiamento, come l'Alzheimer, il Parkinson e l'Huntingtonmalattia [126–130]. È ormai chiaro che la capacità delle cellule di mantenere la proteostasi subisceun declino durante l'invecchiamento, rendendo l'organismo suscettibile a queste patologie. Unodelle sequele patologiche più comuni di proteostasi alterata è la disfunzione dicomplessi basali (una rete di matrice extracellulare di glicoproteine ​​e proteoglicani)che può causare fibrosi in più tessuti nel corso della vita [41]. Dato il nostro in precedenzaprove dimostrate riguardanti la potenziale attività anti-invecchiamento di RXFP3 [24], ènon sorprende che i componenti del sistema RXFP3/RLN3 abbiano dimostrato di avereattività antifibrotica. Ad esempio Hossain et al. [131] ha mostrato che RLN3, sebbene agendoattraverso il recettore RXFP1, potrebbe diminuire l'espressione del collagene in una cardiomiopatia murinamodello. È stato anche dimostrato che il trattamento con RLN3 dei fibroblasti cardiaci ha inibito i ROSe sintesi di collagene mediata dall'inflammasoma in condizioni di glucosio elevato [132]. Inoltre a questo, nel contesto di fibroblasti cardiaci in coltura, l'esposizione di queste cellule acondizioni iperglicemiche (che predispongono alla fibrosi) provocano un aumento dei livelli di mRNAdi RXFP3 [133]. Sulla base di questi dati, è chiaro che la segnalazione RLN3/RXFP3 potrebbe rappresentare anuova via terapeutica per la cardiomiopatia diabetica [133]. 

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