l-seriini on luonnossa esiintyvä aminohappo, joka on äskettäin saanut uutta huomiota mahdollisena hoitona amyotrofisen lateraaliskleroosin (ALS), Alzheimerin taudin (AD), perinnöllisen sensorisen autonomisen neuropatian tyyppi I (HSAN1), ja unen induktio ja ylläpito. Olemme aiemmin raportoineet, että L-seriini toimii l-BMAA: n toksisuuden kompetitiivisena estäjänä soluviljelmissä ja olemme sittemmin tutkineet l-seriinin neuroprotektiivisia vaikutuksia riippumatta l-BMAA: n aiheuttamasta neurotoksisuudesta. Esimerkiksi FDA: n hyväksymässä kliinisessä ihmiskokeessa, jossa oli 20 ALS-potilasta, laboratoriomme raportoi 30 g l-seriiniä päivässä olevan turvallista, hyvin siedettyä ja hidastaneen taudin etenemistä 5 potilaan ryhmässä. Huolimatta lisääntyvästä todistusaineistosta l-seriinin hyödyllisyydestä klinikalla, havaitun neuroprotektion vaikutusmekanismista tiedetään vain vähän. Olemme aiemmin raportoineet Sh-SY5Y-soluviljelmissä, että L – seriini yksin voi häiritä avautuvaa proteiinivastetta (UPR) ja lisätä chaperone-proteiinidisulfidi-isomeraasin (PDI) translaatiota, ja nämä mekanismit voivat edistää väärin tai avautumattomien proteiinien puhdistumista. Tässä tutkimme edelleen proteiinien puhdistumiseen liittyviä reittejä, kun l-seriiniä esiintyy pieninä ja suurina pitoisuuksina soluviljelmässä. Inkuboimme Sh-SY5Y-soluja l-seriinin läsnä ollessa ja puuttuessa ja mitattiin muutoksia autofagisen lysosomaalisen järjestelmän proteolyyttisten entsyymien, katepsiini B: n, katepsiini L: n ja aryylisulfataasin toiminnassa sekä proteasomin, peptidyyliglutamyylipeptidin hydrolysoinnin (pgph) (kutsutaan myös kaspaasin kaltaiseksi), kymotrypsiinin ja trypsiinin kaltaisten spesifisten toimintojen toiminnassa. Raportoimme, että L-seriini indusoi selektiivisesti autofagisten lysosomaalisten entsyymien, katepsiinien B ja L toimintaa, mutta ei mitään proteasomin hydrolysoivista toiminnoista. Jotta vertailu aiempaan työhön olisi mahdollista, inkuboimme soluja myös L-BMAA: lla ja raportoimme, ettei niillä ole vaikutusta autofagisten lysosomien tai proteasomien toimintaan. Kehitimme myös avoimen lähdekoodin käsikirjoituksen kineettisen datan lineaaristen regressiolaskelmien automatisointiin. Autofagian vajaatoiminta tai vajaatoiminta on ominaista monille hermorappeumasairauksille; siten autofagisen-lysosomaalisen proteolyysin aktivaatio voi edistää l-seriinin neuroprotektiivista vaikutusta, jota on raportoitu soluviljelmissä ja kliinisissä kokeissa ihmisillä.
