Descrição do Prompt
O conceito inovador deste projeto pode ser resumido como a obtenção do desenvolvimento direcionado de agentes de vitrificação novos e eficientes através de um ciclo de pesquisa de "análise de mecanismo - design racional - verificação de aplicação". O núcleo é primeiro usar uma combinação de simulação multi-escala e experimentação para analisar a relação entre a estrutura molecular e a capacidade de vitrificação de agentes de vitrificação comumente usados, como DMSO, Gly, Eg e Pg, a partir de um nível microscópico, estabelecendo regras de correlação estrutura-desempenho. Subsequentemente, o foco será colocado no design de novo e na triagem computacional de estruturas moleculares com potencial baixa toxicidade e alta capacidade de hidratação, como compostos zwitteriônicos. Guiado por isso, a tecnologia de inteligência artificial será usada para alcançar uma mudança de paradigma de "triagem aleatória" para "design preciso", desenvolvendo, em última análise, formulações de criopreservação novas, de baixa toxicidade e alta eficiência. Estas serão aplicadas à vitrificação da pele para verificar seu efeito de criopreservação. Com base no conteúdo acima, gere um diagrama de roteiro de inovação para este projeto, dividido em três partes de cima para baixo para tornar sua lógica clara e compreensível. Use ilustrações o máximo possível, com anotações de texto concisas, evitando texto excessivo. As instruções de desenho específicas acima podem ser apropriadamente modificadas para torná-lo mais substancial e visualmente atraente, com um esquema de cores claras e um estilo de ilustração consistente com combinações de desenhos animados do tipo ppt/figdraw/biorender.
Ilustrações Relacionadas
![Um diagrama esquemático ilustrando o impacto do lactato no SNC de pacientes com DA. O lactato, um produto da glicólise, é um substrato essencial para manter o metabolismo energético cerebral normal. As mitocôndrias, as "fábricas de energia" nos neurônios, dependem não apenas da glicose para produzir ATP, mas também requerem que os astrócitos forneçam "matérias-primas" como o lactato. O lactato produzido pela glicólise nos astrócitos pode entrar nas mitocôndrias para posterior oxidação, convertendo-se finalmente em CO2 e água. Os astrócitos, as células gliais mais abundantes, desempenham um papel crucial no suporte às demandas energéticas neuronais. No cérebro, o lactato produzido via glicólise ou glicogênio armazenado (glicogenólise) é liberado dos astrócitos através do transportador de monocarboxilato 4 (MCT4). Em seguida, é absorvido pelos neurônios através do transportador de monocarboxilato 2 (MCT2) na membrana neuronal [34]. Este lactato, após ser convertido em piruvato, é oxidado pelas mitocôndrias neuronais. Assim, a "hipótese do transporte de lactato astrócito-neurônio" descrita é ativada em condições aeróbicas, onde a atividade sináptica glutamatérgica neuronal promove a produção de lactato nos astrócitos, e os astrócitos complementam a produção basal de ATP dos neurônios, tipicamente derivada da oxidação do carbono da glicose diretamente da glicólise neuronal [35].
Em condições de baixa glicose, a glicogenólise do lactato nos astrócitos pode ser regulada positivamente para atender às demandas neuronais. O transporte de lactato e o fornecimento de carbono aos neurônios podem ser interrompidos por vários processos, incluindo: diminuição da regulação dos transportadores de glicose através da BHE, levando a uma redução geral na captação de glicose, diminuição da expressão da hexoquinase e alteração da expressão de MCT4 astrocítico e MCT2 neuronal durante o envelhecimento. Além disso, o cérebro também pode utilizar o lactato transportado de outros órgãos através da corrente sanguínea. Já nas décadas de 1970 e 1980, inúmeros pesquisadores já haviam descoberto que o lactato poderia ser "transportado" entre vários grupos.
Em estudos sobre a melhoria da disfunção cognitiva em pacientes com DA, a restauração da função mitocondrial é considerada uma abordagem muito eficaz. Pesquisas atuais descobriram que o lactato não é apenas uma "molécula de sinalização", mas também pode afetar a estrutura das proteínas. No estudo de Lian et al. sobre DP, descobriu-se que a SIRT1 pode afetar a homeostase do lactato. Eles apontaram que o acúmulo excessivo de lactato no cérebro pode exacerbar as características patológicas da DP, enquanto a desacetilação da piruvato quinase M2 (PKM2) em K135 e K206 pela SIRT1 para bloquear sua atividade enzimática, inibindo a glicólise para reduzir a produção de lactato, aliviou a DP [38]. A SIRT1 também tem um papel na regulação da dinâmica mitocondrial. A SIRT1 é uma desacetilase dependente de NAD+ localizada principalmente no núcleo, e níveis elevados de NAD no corpo ativam a SIRT1 [39]. A SIRT1 demonstrou melhorar o metabolismo oxidativo mitocondrial e regular ativamente a autofagia e a função mitocondrial sob estresse oxidativo [40-42]. Em alguns estudos, a SIRT1 demonstrou estar envolvida na eliminação de proteínas Aβ e Tau, e sua função de desacetilação tem os seguintes efeitos: primeiro, o fator de transcrição](/_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)
