Аксондық дегенерацияның биологиялық процесі

Кіріспе

Аксондардың биологиялық дегенерация процесі

Валлериандық дегенерация – жүйке талшығы кесілгенде немесе сығылғанда болатын белсенді дегенерация процесі, нәтижесінде аксонның жарақаттан тысқары орналасқан бөлігі (көбінесе нейронның денесінен алыс) дегенерацияланады. «Валлерианға ұқсас дегенерация» деп аталатын кері даму немесе ретроградты дегенерация процесі көптеген нейродегенеративті ауруларда, әсіресе аксоналды тасымалдау бұзылған АЛС (амиотрофиялық латеральді склероз) және Альцгеймер ауруларында кездеседі. Бастапқы мәдениеттердегі зерттеулер маңызды аксоналды ақуыз NMNAT2 жеткілікті мөлшерде жеткізілмеуінің бастапқы оқиға екенін көрсетеді. Валлериандық дегенерация аксоналды зақымданудан кейін перифериялық (ПНЖ) және орталық (ОЖЖ) жүйке жүйелерінде пайда болады. Бұл аксонның жарақаттан тысқары бөлігінде жүзеге асады және әдетте зақымданудан кейін 24-36 сағат ішінде басталады. Дегенерацияға дейін аксонның дистальді бөлігі электрлік тұрғыдан қозуға қабілетті болып қалады. Зақымданғаннан кейін аксон қаңқасы ыдырайды және аксон мембранасы бөлшектенеді. Аксон дегенерациясынан кейін миелин қабығының ыдырауы және макрофагтардың енуі жүреді. Макрофагтар, Шванн жасушаларымен бірге, дегенерация қалдықтарын тазалауға көмектеседі. Шванн жасушалары аксонның жоғалуына миелин қабығын сығып шығару, миелин гендерінің экспрессиясын төмендету, дедифференциация және көбею арқылы жауап береді. Олар түтіктерге (Бюнгнер жолақтары) орналасып, қайта өсетін талшықтарды бағыттайтын беттік молекулаларды өндіреді. Зақымданғаннан кейін 4 күн ішінде жарақатқа жақын орналасқан жүйке талшығының дистальді ұшы осы түтіктерге қарай өскіндер жібереді және бұл өскіндер түтіктердегі Шванн жасушалары өндіретін өсу факторларымен тартылады. Егер өскін түтікке жетсе, ол оған еніп, күніне шамамен 1 мм жылдамдықпен алға жылжып, ақырында мақсатты тінді жетіп, қайтадан иннервациялайды. Егер өскіндер түтікке жетпесе, мысалы, аралық тым кең болса немесе жаралы тіндер пайда болса, хирургиялық араласу өскіндерді түтіктерге бағыттауға көмектеседі. ПНЖ-де жаңару тиімді, дистальді жүйке ұшына жақын зақымдануларда толық жаңару мүмкін. Алайда, омыртқа миында жаңарудың белгілері көрінбейді. Маңызды айырмашылық – ОЖЖ-да, оның ішінде омыртқа миында, миелин қабықтарын Шванн жасушалары емес, олигодендроциттер өндіреді.

Wallerian degeneration is an active process of degeneration that results when a nerve fiber is cut or crushed and the part of the axon distal to the injury (which in most cases is farther from the neuron's cell body) degenerates. A related process of dying back or retrograde degeneration known as 'Wallerian like degeneration' occurs in many neurodegenerative diseases, especially those where axonal transport is impaired such as ALS and Alzheimer's disease. Primary culture studies suggest that a failure to deliver sufficient quantities of the essential axonal protein NMNAT2 is a key initiating event. Wallerian degeneration occurs after axonal injury in both the peripheral nervous system (PNS) and central nervous system (CNS). It occurs in the section of the axon distal to the site of injury and usually begins within 24–36 hours of a lesion. Prior to degeneration, the distal section of the axon tends to remain electrically excitable. After injury, the axonal skeleton disintegrates, and the axonal membrane breaks apart. Axonal degeneration is followed by degradation of the myelin sheath and infiltration by macrophages. The macrophages, accompanied by Schwann cells, serve to clear the debris from the degeneration. Schwann cells respond to loss of axons by extrusion of their myelin sheaths, downregulation of myelin genes, dedifferentiation and proliferation. They finally align in tubes (Büngner bands) and express surface molecules that guide regenerating fibers. Within 4 days of the injury, the distal end of the portion of the nerve fiber proximal to the lesion sends out sprouts towards those tubes and these sprouts are attracted by growth factors produced by Schwann cells in the tubes. If a sprout reaches the tube, it grows into it and advances about 1 mm per day, eventually reaching and reinnervating the target tissue. If the sprouts cannot reach the tube, for instance because the gap is too wide or scar tissue has formed, surgery can help to guide the sprouts into the tubes. Regeneration is efficient in the PNS, with near complete recovery in case of lesions that occur close to the distal nerve terminal. However recovery is hardly observed at all in the spinal cord. One crucial difference is that in the CNS, including the spinal cord, myelin sheaths are produced by oligodendrocytes and not by Schwann cells.

Тарих

Валерлік дегенерация Аугуст Вольни Уоллердің есімімен аталады. Уоллер 1850 жылы бақалармен эксперимент жасап, олардың тіл-жұтқыншалық және тіл астылық жүйкелерін кесіп тастады. Одан кейін ол ми сабасындағы жасуша денелерінен бөлінген жарақат орнының дистальды жүйкелерін бақылады. Бөлінгеннен кейін екі терминалда дистрофиялық түйіршік құрылымдары пайда болады және кесілген мембраналар бітеді. Дистальды сегментте қысқа кезеңдік фаза пайда болады, ол электрлік тұрғыдан қозуға қабілетті және құрылымдық тұрғыдан бұзылмаған күйде қалады. Аксолемманың ісінуімен дегенерация басталады, содан кейін шар тәрізді аксондық сфералар пайда болады. Бұл процесс шеттік нерв жүйесінде (ПНС) шамамен 24 сағатқа соқады, ал орталық нерв жүйесінде (ОЖС) одан да ұзаққа созылады. Аксолемма дегенерациясына әкелетін сигналдық жолдар қазіргі уақытта толыққанды түсініксіз. Алайда, зерттеулер бұл ААД процесінің кальцийге тәуелсіз екенін көрсетті. Аксондық цитоскелеттің және ішкі органеллалардың ұсақ бөлшектерге ыдырауы аксолемманың ыдырауынан кейін жүзеге асады. Алғашқы өзгерістерге жарақат орнындағы паранодальды аймақтарда митохондрияның жиналуы жатады. Эндоплазмалық тор ыдырайды, ал митохондриялар ісіп, ақырында ыдырайды. Микротубулалар деполимеризацияланады, одан кейін нейрофиламенттер мен цитоскелеттің басқа компоненттерінің ыдырауы жүреді. Ыдырау Ubiquitin және Calpain протеазаларына (кальций ионының ағынынан туындайды) байланысты, бұл аксон дегенерациясының белсенді процесс екенін, бұрынғыдай пассивті емес екенін көрсетеді. Осылайша аксон толық фрагментацияланады. Ыдырау жылдамдығы жарақат түріне байланысты, сонымен қатар ОЖС-де ПНС-ге қарағанда баяу жүреді. Ыдырау жылдамдығына әсер ететін тағы бір фактор – аксонның диаметрі: үлкен аксондар цитоскелеттің ыдырауына көбірек уақыт қажет етеді, сондықтан дегенерацияға ұзақ уақыт кетеді.

Миелиннің клиренсі

Миелин – аксондарды оқшаулау үшін оларды қоршап тұратын фосфолипидті мембрана. Оны ПНЖ-дегі Шванн жасушалары және ОЖЖ-дегі олигодендроциттер өндіреді. Миелиннің тазалануы – аксондардың дегенерациясынан кейінгі Валлериан дегенерациясының келесі кезеңі. Миелин қалдықтарын тазалау ПНЖ және ОЖЖ үшін әртүрлі жүзеге асырылады. ПНЖ, ОЖЖ-ға қарағанда, миелин қалдықтарын әлдеқайда жылдам және тиімді тазартады, ал Шванн жасушалары осы айырмашылықтың басты себебі болып табылады. Тағы бір маңызды аспект – екі жүйедегі қан-тін бөгетінің өткізгіштігінің өзгеруі. ПНЖ-де өткізгіштік дистальді бөлігінің бойымен артады, бірақ ОЖЖ-дегі бөгет бұзылуы жарақаттанған орынмен ғана шектеледі. MAPK белсенділігі байқала тұра, Шванн жасушаларының зақымдануды сезіну механизмі әлі толыққанды түсініксіз. «Сезіну» миелин липидтерінің синтезінің төмендеуімен жалғасады және 48 сағат ішінде тоқтатылады. Миелин қабықтары алдымен Шмидт-Лантерман ойыстарында аксондардан бөлінеді, содан кейін тез нашарлайды және бұршақ тәрізді құрылымдарды құрап қысқарады. Шванн жасушалары өз миелинін ыдырату арқылы миелин қалдықтарын тазалауды жалғастырады, сыртқы миелинге фагоцитоз жасайды және одан әрі фагоцитоз үшін макрофагтарды миелин қалдықтарына тартады. Муринсон және авторлар (2005) миелинделген немесе миелинделмеген Шванн жасушаларының зақымдалған аксонмен жанасқанда жасуша циклына еніп, осылайша көбеюге әкелетінін байқады. Шванн жасушаларының бөлінуіне кеткен уақыт шамамен жарақаттан кейін 3 күнге жуық. Көбею сигналының мүмкін көздері ErbB2 және ErbB3 рецепторларына жатқызылады. Бұл көбею миелин тазалау жылдамдығын арттырады және ПНЖ-де байқалатын аксондардың қайта жаңаруында маңызды рөл атқарады. Шванн жасушалары толыққанды дегенерациядан кейін жарақаттанған дистальді бөліктен өсіп шыққан жаңа аксоналдық бүршіктерді тартатын өсу факторларын бөліп шығарады. Бұл мақсатты жасушаның немесе органның қайтадан иннервациялануына алып келеді. Дегенмен, қайтадан иннервация әрқашан толыққанды болуы міндетті емес, себебі мақсатты жасушаларға проксимальді аксондарды иннервациялау кезінде жаңылысулар болуы мүмкін.

Myelin is a phospholipid membrane that wraps around axons to provide them with insulation. It is produced by Schwann cells in the PNS, and by oligodendrocytes in the CNS. Myelin clearance is the next step in Wallerian degeneration following axonal degeneration. The cleaning up of myelin debris is different for PNS and CNS. PNS is much faster and efficient at clearing myelin debris in comparison to CNS, and Schwann cells are the primary cause of this difference. Another key aspect is the change in permeability of the blood tissue barrier in the two systems. In PNS, the permeability increases throughout the distal stump, but the barrier disruption in CNS is limited to just the site of injury. Although MAPK activity is observed, the injury sensing mechanism of Schwann cells is
yet to be fully understood. The 'sensing' is followed by decreased synthesis of myelin lipids and eventually stops within 48 hrs. The myelin sheaths separate from the axons at the Schmidt Lanterman incisures first and then rapidly deteriorate and shorten to form bead like structures. Schwann cells continue to clear up the myelin debris by degrading their own myelin, phagocytose extracellular myelin and attract macrophages to myelin debris for further phagocytosis. Murinson et al. (2005) observed that non myelinated or myelinated Schwann cells in contact with an injured
axon enter cell cycle thus leading to proliferation. Observed time duration for
Schwann cell divisions were approximately 3 days after injury. Possible sources of proliferation signal are attributed to the ErbB2 receptors and the ErbB3 receptors. This proliferation could further enhance the myelin cleaning rates and plays an essential role in regeneration of axons observed in PNS. Schwann cells emit growth factors that attract new axonal sprouts growing from the proximal stump after complete degeneration of the injured distal stump. This leads to possible reinnervation of the target cell or organ. However, the reinnervation is not necessarily perfect, as possible misleading occurs during reinnervation of the proximal axons to target cells.

ҚОЖ-да рәсімдеу

Шванн жасушаларымен салыстырғанда, олигодендроциттер тірі қалу үшін аксон сигналдарын қажет етеді. Даму кезеңдерінде аксонмен байланыс орнатып, аксон сигналдарын алмаса, олигодендроциттер апоптозға ұшырайды. Валлериандық дегенерация бойынша жүргізілген тәжірибелер көрсеткендей, зақымданған кезде олигодендроциттер программаланған жасуша өліміне ұшырайды немесе белсенділігінен тоқтап, күйге түседі. Сондықтан, Шванн жасушаларынан өзгеше, олигодендроциттер миелин қабықтарын және олардың қалдықтарын тазарта алмайды. Егеуқұйрықтарда жүргізілген зерттеулерде миелин қабықшалары 22 айға дейін сақталуы мүмкін екені анықталды. Осылайша, миелин қабықтарының ОЖЖ-де тазалану жылдамдығы өте төмен, бұл ОЖЖ аксондарының регенерациялық қабілетін шектеуі мүмкін, себебі проксимальды аксондарды тартуға қажетті өсу факторлары жеткіліксіз. Соңында пайда болатын тағы бір фактор – глиальды шекараның қалыптасуы. Бұл регенерация және қайтадан жүйкелену мүмкіндіктерін одан әрі қиындатады. Олигодендроциттер қалдықтарды жою үшін макрофагтарды тартуға қабілетсіз. Макрофагтардың ОЖЖ зақымдалған жеріне енуі де өте баяу процесс. ПЖЖ-дан айырмашылығы, микроглиялар ОЖЖ-дегі валлериандық дегенерацияда маңызды рөл атқарады. Алайда, олардың жұмылдырылуы ПЖЖ макрофагтарының жұмылдырылуымен салыстырғанда шамамен 3 күнге кешігеді. Сонымен қатар, микроглиялар белсендірілуі мүмкін, бірақ гипертрофияға ұшырап, толыққанды фагоциттік жасушаларға айнала алмайды. Айналып кеткен микроглиялар қалдықтарды тиімді түрде тазартады. Фагоциттік микроглияларды анықтау үшін Валлериандық дегенерация кезінде І және ІІ класс негізгі гистоқонфликтілік кешеннің (МГК) экспрессиясын тексеруге болады. Микроглиялардың тазалау жылдамдығы макрофагтарға қарағанда әлдеқайда баяу. Тазалау жылдамдықтарының өзгеруіне себеп болатын факторлар микроглияның айналасында опсонин активтігінің жетіспеуі және қан-ми тосқауылының өткізгіштігінің төмендеуі болуы мүмкін. Төмендеген өткізгіштік макрофагтардың зақымдалған жерге енуіне одан әрі кедергі келтіруі мүмкін.

Қайта жаңғыру

Дегенерациядан кейін регенерация жүреді. Шеттік нерв жүйесінде (ПНС) регенерация жылдам, күніне 1 миллиметрге дейін өсуге мүмкіндік береді. Тиісті реиннервация үшін трансплантаттар қажет болуы мүмкін. Шванн жасушалары өсу факторларын бөліп шығару арқылы осы процесті қолдайды. Орталық нерв жүйесінде (ОНЖ) регенерация әлдеқайда баяу, ал көптеген омыртқалы жануарларда ол дерлік байқалмайды. Бұл себебі миелин қалдықтарын жоюдың кешігуі болуы мүмкін. Орталық нерв жүйесінде немесе шеттік нерв жүйесінде кездесетін миелин қалдықтары бірнеше тежегіш факторларды қамтиды. Орталық нерв жүйесінде миелин қалдықтарының ұзақ сақталуы регенерацияға кедергі келтіруі мүмкін. Жылдам ОНЖ аксондарының регенерация қабілетіне ие тритонмен жүргізілген экспериментте, оптикалық нерв зақымдануының Валлерлік дегенерациясы орташа есеппен 10-14 күнге созылатыны анықталды, бұл баяу тазалаудың регенерацияны тежейтінін көрсетеді.

ПНС-те Шванн жасушалары мен эндонейральды фибробластар

Дұрыс жүйкелерде жүйке өсу факторы (NGF) өте аз мөлшерде өндіріледі. Бірақ, жарақат алған кезде NGF мРНК экспрессиясы 14 күн ішінде 5-7 есеге дейін артады. Жүйке фибробластары мен Шванн жасушалары NGF мРНК экспрессиясының артуында маңызды рөл атқарады. Макрофагтар да макрофагтардан шыққан интерлейкин 1 арқылы Шванн жасушалары мен фибробластарды NGF өндіруге ынталандырады. Шванн жасушалары мен фибробластар бірлесіп өндіретін басқа нейротрофтық молекулаларға мидан шыққан нейротрофтық фактор, глиальды жасушалар желісінен шыққан нейротрофтық фактор, кіл тәрізді нейротрофтық фактор, лейкемияны тежеуші фактор, инсулинге ұқсас өсу факторы және фибробласттардың өсу факторы жатады. Бұл факторлар аксондардың өсуі мен жаңаруы үшін жағдай жасайды. Шванн жасушалары жасуша бетіндегі жабысу молекуласы нинжуриннің өндірісін күшейтеді, бұл өсуді одан әрі ынталандырады. Бұл жасушалардың тізбегі аксонның регенерациясын дұрыс бағытта бағыттайды. Бұған себеп болатын қателіктердің мүмкін көзі – бұрын талқыланғандай, мақсатты жасушалардың сәйкес келмеуі. Орталық нерв жүйесінде (ОНЖ) мұндай жағдай жасаушы факторлардың жетіспеуі регенерацияның тоқтауына алып келеді.

Валерианның баяу дегенерациясы

C57BL/Wlds тұқымына жататын тышқандарда Валлериан дегенерациясы кешіктіріледі, соның арқасында әртүрлі жасуша түрлерінің және жасушалық және молекулалық процестердің рөлін зерттеуге мүмкіндік туады. Wlds тұқымындағы тышқандарда жүргізілген тәжірибелер арқылы осы процестің қазіргі түсінігі мүмкін болды. Мутация алғаш рет Ұлыбританияда жануар өсіретін зертхана – Харлан Олактағы тышқандарда пайда болды. Wlds мутациясы – тышқанның 4-хромосомасында кездесетін аутосомалық доминантты мутация. Гендік мутация – табиғи түрде пайда болатын 85 кб тандемді үш еселеу. Мутацияланған аймақта екі байланысты ген бар: никотинамид мононуклеотид аденилтрансфераза 1 (NMNAT1) және убиквитинациялау факторы e4b (UBE4B). 18 аминқышқылынан тұратын линкерлік аймақ та мутацияның бір бөлігі болып табылады. WldS ақуызымен қамтамасыз етілген қорғаныс нейрондарға тән, ал оны қоршаған қолдаушы жасушаларға емес, тек аксонды жергілікті түрде қорғайды, бұл Валлериан дегенерациясын ортастағанда клеткаішілік механизмнің жауапты екенін көрсетеді.

WldS мутациясының әсері

Мутация тышқанға зиян келтірмейді. Бір ғана белгілі әсері – жүйке зақымдалғаннан кейін Валлериандық дегенерация орташа есеппен үш аптаға дейін кешіктіріледі. Бастапқыда Wlds мутациясы макрофагтардың инфильтрациясын баяулатады деп күдік болған, бірақ соңғы зерттеулер мутацияның макрофагтарды баяулатудың орнына аксондарды қорғайтынын көрсетеді. Бұл өз кезегінде ядродағы SIRT1-ге тәуелді процесті белсендіреді, геннің транскрипциясында өзгерістерге алып келеді. Дегенмен, жақындағы жұмыстар NMNAT1 немесе NAD+ толық ұзындықтағы Wlds генін толықтай алмастыра алмайтынына күмән тудырады. Бұл авторлар in vitro және in vivo әдістері арқылы NMNAT1-дің артық экспрессиясының немесе NAD+ қосылуының аксондарды дегенерациядан қорғамайтынын көрсетті. Алайда, кейінгі зерттеулер NMNAT1 аксондарды нысаналайтын пептидпен біріктірілгенде қорғаныш қасиеттерін көрсететінін анықтады, бұл WldS қорғанысының кілті NMNAT1 белсенділігі мен химерлік белоктың N-терминалды домені арқылы аксондардағы орналасуының үйлесімі екенін көрсетеді. Аксондарға берілген қорғаныс Валлериандық дегенерацияның басталуын кешіктіреді. Сондықтан Шванн жасушаларының белсенділігі де кешіктірілуі керек, себебі олар ErbB2 рецепторларынан аксоналдық ыдырау сигналдарын анықтай алмайды. Wlds мутацияланған тышқандардағы тәжірибелерде макрофагтардың инфильтрациясы 6-8 күнге дейін кешіктірілді. Бірақ аксондардың ыдырауы басталғаннан кейін, дегенерация қалыпты бағытына оралады және жүйке жүйесіне қатысты, жоғарыда сипатталған жылдамдықпен ыдырау жалғасады. Бұл кешіккен басталудың салдары ретінде тышқандарда регенерациялық қабілет әлсіреуі мүмкін. Зерттеулер WldS тышқандарында регенерация бұзылуы мүмкін екенін көрсетеді, бірақ бұл, әдетте, дегенерацияланбаған дистальды талшықтардың әлі де сақталуына байланысты регенерация үшін қолайсыз ортаның нәтижесі болуы мүмкін, ал әдетте қалдықтар тазаланып, жаңа өсуге жағдай жасалады.

SARM1

Валлериян дегенерациясының жолы стерильді альфа және TIR мотивін қамтитын 1 (SARM1) ақуызының Валлериян дегенерациясының жолында орталық рөл атқаратыны жаңадан анықталды. Бұл ген алғаш рет Drosophila melanogaster мутагенез скринингінде анықталды, ал кейіннен егезқұйрықтың гомологының жойылған түрі WldS-қа ұқсас кесілген аксондарды сенімді түрде қорғады. SARM1 NAD+ -дан АДФ рибозаға циклдік АДФ рибозасының (cADPR) синтезі мен гидролизіне катализатор болып табылады. SARM1 белсенділігі зақымдалған аксонның дистальді бөлігінде NAD+ деңгейінің күрт төмендеуіне әкеледі, содан кейін дегенерация процесі басталады. Бұл NAD+ деңгейінің төмендеуі SARM1-дің TIR доменінің ішкі NAD+ бөліну белсенділігіне байланысты екені кейіннен көрсетілді. SARM1 ақуызында төрт домен бар: митохондриялық локализация сигналы, армадилло/HEAT мотивтерінен тұратын аутоингибиторлық N-терминальді аймақ, мультимеризацияға жауапты екі стерильді альфа мотиві және ферментативтік белсенділігі бар C-терминальді Toll/Interleukin 1 рецепторы. Бұл қатынасты NMNAT2 жетіспейтін, әдетте тірі қалуға жарамсыз егезқұйрықтардың SARM1 жою арқылы толыққанды құтқарылуы да қолдайды, бұл NMNAT2 белсенділігі SARM1-ден жоғары орналасқандығын көрсетеді. Басқа дегенерацияға қарсы сигналдық жолдар, мысалы, MAP киназа жолы SARM1 белсенділігімен байланысты. MAPK сигнализациясы NMNAT2 жоғалуын ынталандырады, осылайша SARM1 белсенділігін күшейтеді, бірақ SARM1 белсенділігі MAP киназа каскадын да іске қосады, бұл кері байланыс циклының бар екенін көрсетеді. WldS мутациясының қорғаныс әсерінің бір түсіндірмесі - әдетте сомаға локализацияланған NMNAT1 аймағы, SARM1 белсенділігін болдырмау үшін лабильді тіршілік факторы NMNAT2-нің орнына қосымша жұмыс істейді, ал WldS ақуызының N-терминальді Ube4 аймағы оны аксонға локализациялайды. WldS аксондарының ұзақ тіршілік етуі WldS-тің NMNAT2-ге қарағанда баяу алмасуымен байланысты, сонымен қатар SARM1 жою ұзақ қорғаныс беретінін түсіндіруге көмектеседі, өйткені SARM1 ингибиторлық белсенділікке қарамастан толығымен инактивацияланады, ал WldS ақырында деградацияланады. SARM1 жолының адам денсаулығына қатысты болуы жануарлар моделінде мидың жарақаттануынан кейін аксональды зақымданудың азаюын көрсеткен Sarm1 жойылған және WldS бар егезқұйрықтарда көрінеді. NMNAT2-дегі нақты мутациялар Валлериян дегенерация механизмын екі неврологиялық аурумен байланыстырады.

The Wallerian degeneration pathway has been further illuminated by the discovery that sterile alpha and TIR motif containing 1 (SARM1) protein plays a central role in the Wallerian degeneration pathway. The gene was first identified in a Drosophila melanogaster mutagenesis screen, and subsequently knockouts of its homologue in mice showed robust protection of transected axons comparable to that of WldS. SARM1 catalyzes the synthesis and hydrolysis of cyclic ADP ribose (cADPR) from NAD+ to ADP ribose. SARM1 activation locally triggers a rapid collapse of NAD+ levels in the distal section of the injured axon, which then undergoes degeneration. This collapse in NAD+ levels was later shown to be due to SARM1's TIR domain having intrinsic NAD+ cleavage activity. The SARM1 protein has four domains, a mitochondrial localization signal, an auto inhibitory N terminus region consisting of armadillo/HEAT motifs, two sterile alpha motifs responsible for multimerization, and a C terminus Toll/Interleukin 1 receptor that possesses enzymatic activity. This relationship is further supported by the fact that mice lacking NMNAT2, which are normally not viable, are completely rescued by SARM1 deletion, placing NMNAT2 activity upstream of SARM1. Other pro degeneration signaling pathways, such as the MAP kinase pathway, have been linked to SARM1 activation. MAPK signaling has been shown to promote the loss of NMNAT2, thereby promoting SARM1 activation, although SARM1 activation also triggers the MAP kinase cascade, indicating some form of feedback loop exists. One explanation for the protective effect of the WldS mutation is that the NMNAT1 region, which is normally localized to the soma, substitutes for the labile survival factor NMNAT2 to prevent SARM1 activation when the N terminal Ube4 region of the WldS protein localizes it to the axon. The fact that the enhanced survival of WldS axons is due to the slower turnover of WldS compared to NMNAT2 also helps explain why SARM1 knockout confers longer protection, as SARM1 will be completely inactive regardless of inhibitor activity whereas WldS will eventually be degraded. Possibles implications of the SARM1 pathway in regard to human health may be found in animal models which exhibit traumatic brain injury, as mice which contain Sarm1 deletions in addition to WldS show decreased axonal damage following injury. Specific mutations in NMNAT2 have linked the Wallerian degeneration mechanism to two neurological diseases.