Descripción del prompt
El concepto innovador de este proyecto se resume en lograr el desarrollo dirigido de agentes de vitrificación novedosos y eficientes a través de un ciclo de investigación de "análisis de mecanismo - diseño racional - verificación de la aplicación". El núcleo es utilizar primero una combinación de simulación multi-escala y experimentación para analizar la relación entre la estructura molecular y la capacidad de vitrificación de agentes de vitrificación comúnmente utilizados como DMSO, Gly, Eg y Pg desde un nivel microscópico, estableciendo reglas de correlación estructura-rendimiento. Posteriormente, se centrará en el diseño de novo y el cribado computacional de andamios moleculares con potencial de baja toxicidad y alta capacidad de hidratación, como los compuestos zwitteriónicos. Guiado por esto, se utilizará la tecnología de inteligencia artificial para lograr un cambio de paradigma de "cribado aleatorio" a "diseño preciso", desarrollando en última instancia formulaciones de criopreservación novedosas, de baja toxicidad y alta eficiencia. Estas se aplicarán a la vitrificación de la piel para verificar su efecto criopreservador. Basado en el contenido anterior, genere un diagrama de hoja de ruta de innovación para este proyecto, dividido en tres partes de arriba a abajo para que su lógica sea clara y comprensible. Utilice ilustraciones tanto como sea posible, con anotaciones de texto concisas, evitando el texto excesivo. Las instrucciones de dibujo específicas anteriores se pueden modificar apropiadamente para que sea más sustancial y visualmente atractivo, con una combinación de colores claros y un estilo de ilustración consistente con combinaciones de dibujos animados tipo ppt/figdraw/biorender.
Ilustraciones relacionadas
![Un diagrama esquemático que ilustre el impacto del lactato en el SNC de pacientes con EA. El lactato, un producto de la glucólisis, es un sustrato esencial para mantener el metabolismo energético cerebral normal. Las mitocondrias, las "fábricas de energía" en las neuronas, dependen no solo de la glucosa para producir ATP, sino que también requieren que los astrocitos proporcionen "materias primas" como el lactato. El lactato producido por la glucólisis en los astrocitos puede ingresar a las mitocondrias para una mayor oxidación, convirtiéndose finalmente en CO2 y agua. Los astrocitos, las células gliales más abundantes, desempeñan un papel crucial en el apoyo a las demandas energéticas neuronales. En el cerebro, el lactato producido a través de la glucólisis o el glucógeno almacenado (glucogenólisis) se libera de los astrocitos a través del transportador de monocarboxilato 4 (MCT4). Luego, las neuronas lo absorben a través del transportador de monocarboxilato 2 (MCT2) en la membrana neuronal [34]. Este lactato, después de ser convertido en piruvato, es oxidado por las mitocondrias neuronales. Por lo tanto, la "hipótesis del transbordador de lactato astrocito-neurona" descrita se activa en condiciones aeróbicas, donde la actividad sináptica glutamatérgica neuronal promueve la producción de lactato en los astrocitos, y los astrocitos complementan la producción basal de ATP de las neuronas, típicamente derivada de la oxidación del carbono de la glucosa directamente de la glucólisis neuronal [35].
En condiciones de baja glucosa, la glucogenólisis de lactato en los astrocitos puede estar regulada al alza para satisfacer las demandas neuronales. El transporte de lactato y el suministro de carbono a las neuronas pueden verse interrumpidos por varios procesos, que incluyen: la regulación a la baja de los transportadores de glucosa a través de la BHE, lo que lleva a una reducción general en la captación de glucosa, la disminución de la expresión de hexoquinasa y la alteración de la expresión de MCT4 astrocítico y MCT2 neuronal durante el envejecimiento. Además de esto, el cerebro también puede utilizar el lactato transportado desde otros órganos a través del torrente sanguíneo. Ya en las décadas de 1970 y 1980, numerosos investigadores ya habían descubierto que el lactato podía ser "transportado" entre varios grupos.
En estudios sobre la mejora de la disfunción cognitiva en pacientes con EA, la restauración de la función mitocondrial se considera un enfoque muy eficaz. La investigación actual ha encontrado que el lactato no es solo una "molécula de señalización", sino que también puede afectar la estructura de las proteínas. En el estudio de Lian et al. sobre la EP, se descubrió que SIRT1 puede afectar la homeostasis del lactato. Señalaron que la acumulación excesiva de lactato en el cerebro puede exacerbar las características patológicas de la EP, mientras que la desacetilación de la piruvato quinasa M2 (PKM2) en K135 y K206 por SIRT1 para bloquear su actividad enzimática, inhibiendo la glucólisis para reducir la producción de lactato, alivió la EP [38]. SIRT1 también tiene un papel en la regulación de la dinámica mitocondrial. SIRT1 es una desacetilasa dependiente de NAD+ ubicada principalmente en el núcleo, y los niveles elevados de NAD en el cuerpo activan SIRT1 [39]. Se ha demostrado que SIRT1 mejora el metabolismo oxidativo mitocondrial y regula activamente la autofagia y la función mitocondrial bajo estrés oxidativo [40-42]. En algunos estudios, se ha demostrado que SIRT1 participa en la eliminación de proteínas Aβ y Tau, y su función de desacetilación tiene los siguientes efectos: primero, el factor de transcripción](/_next/image?url=https%3A%2F%2Fpub-8c0ddfa5c0454d40822bc9944fe6f303.r2.dev%2Fai-drawings%2FcKA9jejJMp5uNe7lVgVtEuItcdsfIJvV%2F1a951d3f-b53e-440c-9f46-f23a03d0add4%2F2f94c1e2-dfcb-42c6-a2be-283de804b398.png&w=3840&q=75)
