根據(jù)美國國家眼科研究所 (NEI) 對小鼠的一項新研究，保護視網(wǎng)膜支持細胞的蛋白質(zhì)色素上皮衍生因子 (PEDF) 的缺失可能會導致視網(wǎng)膜發(fā)生與年齡相關(guān)的變化。視網(wǎng)膜是眼睛后部的感光組織，與衰老相關(guān)的視網(wǎng)膜疾病，如年齡相關(guān)性黃斑 (AMD)，可導致失明。這一新發(fā)現(xiàn)可能會導致治療以預防 AMD 和其他視網(wǎng)膜老化狀況。該研究發(fā)表在國際分子科學雜志上。
“人們將 PEDF 稱為‘青春’蛋白質(zhì)，因為它在年輕的視網(wǎng)膜中含量豐富，但在衰老過程中會下降，”NEI 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能部門負責人、該研究的資深作者 Patricia Becerra 博士說.“這項研究首次表明，僅僅去除 PEDF 就會導致一系列模擬視網(wǎng)膜衰老的基因變化。”
視網(wǎng)膜由多層細胞組成，這些細胞共同作用以檢測和處理大腦用來產(chǎn)生視覺的光信號。視網(wǎng)膜的感光感光器位于視網(wǎng)膜色素上皮(RPE) 之上，這是一層支持細胞。RPE 滋養(yǎng)光感受器并回收稱為“外段”的光感受器細胞碎片，每次光感受器檢測到光時，這些部分都會耗盡，并且它們的尖端會脫落。
如果 RPE 不能將舊的外段尖端的回收成分提供回光感受器，這些細胞就會失去制造新段的能力，最終無法感知光。如果沒有 RPE 提供的營養(yǎng)，感光器就會死亡。在患有 AMD 或某些類型的視網(wǎng)膜營養(yǎng)不良的人中，視網(wǎng)膜中 RPE 細胞的衰老(老化)或死亡會導致視力喪失。
Becerra 實驗室和其他人的先前工作表明，PEDF 可以保護視網(wǎng)膜細胞，防止細胞損傷和視網(wǎng)膜血管的異常生長。RPE 細胞產(chǎn)生和分泌 PEDF 蛋白。然后該蛋白質(zhì)與其受體 PEDF-R 結(jié)合，該受體也由 RPE 細胞表達。PEDF 的結(jié)合刺激 PEDF-R 分解脂質(zhì)分子，脂質(zhì)分子是包圍感光器外段和其他細胞區(qū)室的細胞膜的關(guān)鍵成分。這個分解步驟是外段回收過程的關(guān)鍵部分。雖然研究人員已經(jīng)知道視網(wǎng)膜中 PEDF 水平在衰老過程中會下降，但目前尚不清楚這種 PEDF 的損失是否會導致視網(wǎng)膜中與年齡相關(guān)的變化，或者僅僅是與年齡相關(guān)的變化相關(guān)。
為了檢查 PEDF 對視網(wǎng)膜的作用，Becerra 及其同事研究了一種缺乏 PEDF 基因 (Serpin1)的小鼠模型。研究人員檢查了小鼠模型中視網(wǎng)膜的細胞結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn) RPE 細胞核增大，這可能表明細胞 DNA 的堆積方式發(fā)生了變化。RPE 細胞還開啟了與衰老和細胞衰老相關(guān)的四個基因，并且 PEDF 受體的水平顯著低于正常水平。最后，未加工的脂質(zhì)和其他感光器外段成分已經(jīng)積累在視網(wǎng)膜的 RPE 層中。在衰老的視網(wǎng)膜中發(fā)現(xiàn)了類似的基因表達變化和 RPE 代謝缺陷。
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