研究发现,“青春”蛋白的缺失可能会导致眼睛老化

研究发现,“青春”蛋白的缺失可能会导致眼睛老化
来自没有Serpin1的小鼠的RPE比野生型小鼠积累更多的脂质。来自野生型小鼠(上)和Serpin1-null小鼠(下)的RPE组织的超分辨率共聚焦显微镜。右侧详细图像为左侧RPE组织成像的放大区域(虚线正方形区域)。RPE细胞边界为红色,堆积的脂质为绿色。资料来源:伊凡·雷斯蒂尼,NEI

根据美国国家眼科研究所(NEI)在小鼠身上进行的一项新研究,保护视网膜支持细胞的蛋白质色素上皮衍生因子(PEDF)的缺失可能会导致视网膜的年龄相关变化。视网膜是眼睛后部的光敏组织,视网膜的衰老相关疾病,如老年性黄斑变性(AMD),会导致失明。这一新发现可能会导致预防AMD和其他视网膜老化状况的疗法。这项研究发表在国际分子科学杂志

NEI蛋白质结构与功能部门负责人、该研究的资深作者帕特里夏·贝塞拉博士说:“人们把PEDF称为‘年轻’蛋白质,因为它在年轻的视网膜中含量丰富,但随着年龄的增长,它会下降。”“这项研究首次表明,仅仅是去除PEDF就会导致一系列模仿视网膜衰老的基因变化。”

视网膜由一层一层的视网膜组成这些功能一起检测和处理光信号,大脑用这些信号来产生视觉。视网膜的光感受器位于视网膜上方(RPE)是一层支持细胞。RPE滋养光感受器,并回收被称为“外段”的光感受器细胞片段,每次光感受器检测到光线时,这些细胞片段就会耗尽,它们的尖端就会脱落。

如果RPE不能将旧的外节段尖端的回收成分提供给感光细胞,这些细胞就会失去制造新节段的能力,最终无法感知光。没有RPE提供的营养物质,光感受器就会死亡。在患有AMD或某些类型的视网膜营养不良的人中,视网膜中RPE细胞的衰老(老化)或死亡导致

Becerra的实验室和其他人之前的研究表明,PEDF可以保护视网膜细胞,防止细胞损伤和视网膜血管的异常生长。RPE细胞产生并分泌PEDF蛋白。然后,这种蛋白质与它的受体PEDF-R结合,PEDF-R也由RPE细胞表达。与PEDF的结合刺激PEDF- r分解脂质分子,脂质分子是包围光感受器外段和其他细胞隔室的细胞膜的关键成分。这个分解步骤是外段回收过程的关键部分。虽然研究人员已经知道,在衰老过程中,视网膜中的PEDF水平会下降,但尚不清楚PEDF的损失是导致视网膜中与年龄相关的变化的原因,还是仅仅与之相关。

为了检查PEDF在视网膜的作用,Becerra和同事们研究了一种缺乏PEDF基因(Serpin1)。研究人员在小鼠模型中检查了视网膜的细胞结构,发现RPE细胞核增大,这可能表明细胞DNA的包装方式发生了变化。RPE细胞还开启了四种与衰老和细胞衰老相关的基因,PEDF受体的水平明显低于正常水平。最后,未加工的脂类等外节段成分在视网膜RPE层内积累。类似的变化在老化的视网膜中发现RPE代谢缺陷。

“最引人注目的事情之一是缺乏PEDF蛋白的小鼠的RPE细胞表面PEDF受体的减少,”该研究的主要作者、贝塞拉实验室的工作人员伊万·雷布斯提尼博士说。“似乎存在某种涉及PEDF的反馈循环,维持了PEDF- r和RPE中的脂质代谢水平。”

虽然乍一看,这些PEDF阴性小鼠的视网膜似乎正常,但这些新发现表明,PEDF正在发挥保护作用,帮助视网膜抵御创伤和与衰老相关的磨损。

贝塞拉说:“我们一直想知道PEDF的丧失是由衰老驱动的,还是正在驱动衰老。”“这项研究,特别是与脂质代谢和基因表达的改变有明确的联系,表明PEDF的丧失是大脑衰老相关变化的驱动因素."


进一步探索

科学家揭示了一种视力保护生长因子的功能

更多信息:Ivan T. restini等,PEDF缺失诱导RPE衰老和吞噬功能缺陷,国际分子科学杂志(2022)。DOI: 10.3390 / ijms23147745
引用:研究发现,“年轻”蛋白的丢失可能会导致眼睛老化(2022年7月18日),检索自2022年7月28日//www.pyrotek-europe.com/news/2022-07-loss-youth-protein-aging-eye.html
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