Новое исследование провели ученые из Национального глазного института (NEI).
Согласно новому исследованию на мышах, проведенному Национальным глазным институтом (NEI), потеря белкового пигментного эпителиального фактора (PEDF), который защищает опорные клетки сетчатки, может вызывать возрастные изменения в сетчатке. Сетчатка — это светочувствительная ткань в задней части глаза, и связанные со старением заболевания сетчатки, такие как возрастная дегенерация желтого пятна (AMD), могут привести к слепоте. Это новое открытие может привести к терапии для предотвращения AMD и других состояний старения сетчатки. Исследование было опубликовано в Международном журнале молекулярных наук.
Люди называют PEDF белком «молодости», потому что его много в молодой сетчатке, но его количество снижается с возрастом. Это исследование впервые показало, что простое удаление PEDF приводит к множеству генных изменений, которые имитируют старение в сетчаткесказала Патрисия Бесерра, доктор философии, руководитель отдела структуры и функции белка NEI и старший автор исследования.
Сетчатка состоит из слоев клеток, которые функционируют вместе, чтобы обнаруживать и обрабатывать световые сигналы, которые мозг использует для генерации зрения. Светочувствительные фоторецепторы сетчатки располагаются над пигментным эпителием сетчатки (ПЭС), слоем опорных клеток. RPE питает фоторецепторы и перерабатывает фрагменты фоторецепторных клеток, называемые «внешними сегментами», которые изнашиваются, и их кончики опадают каждый раз, когда фоторецепторы обнаруживают свет.
Если RPE не может предоставить рециклированные компоненты старых кончиков наружных сегментов обратно к фоторецепторам, эти клетки теряют способность создавать новые сегменты и в конечном итоге становятся неспособными воспринимать свет. А без питательных веществ, поставляемых RPE, фоторецепторы умирают. У людей с ВМД (возрастная макулярная дегенерация) или некоторыми видами дистрофии сетчатки старение (старение) или гибель клеток RPE в сетчатке приводит к потере зрения.
Предыдущая работа лаборатории Бесерры и других показала, что PEDF защищает клетки сетчатки, предотвращая как повреждение клеток, так и аномальный рост кровеносных сосудов в сетчатке. Клетки RPE продуцируют и секретируют белок PEDF. Затем белок связывается со своим рецептором PEDF-R, который также экспрессируется клетками РПЭ. Связывание с помощью PEDF стимулирует PEDF-R к разрушению молекул липидов, ключевых компонентов клеточных мембран, которые окружают внешние сегменты фоторецепторов и другие клеточные компартменты. Этот этап разбивки является ключевой частью процесса переработки внешнего сегмента. И хотя исследователи знали, что уровни PEDF в сетчатке падают в процессе старения, было неясно, была ли эта потеря PEDF причиной или просто коррелировала с возрастными изменениями в сетчатке.
Чтобы изучить роль PEDF в сетчатке, Becerra и коллеги изучили модель мыши, у которой отсутствует ген PEDF (Serpin1). Исследователи изучили клеточную структуру сетчатки на мышиной модели и обнаружили, что ядра клеток RPE были увеличены, что может указывать на изменения в упаковке ДНК клеток. Клетки RPE также включили четыре гена, связанных со старением и клеточным старением, а уровни рецептора PEDF были значительно ниже нормы. Наконец, непроцессированные липиды и другие компоненты внешнего сегмента фоторецептора накапливались в слое РПЭ сетчатки. Сходные изменения экспрессии генов и дефекты метаболизма РПЭ обнаруживаются в стареющей сетчатке.
Одним из самых поразительных моментов было снижение уровня рецептора PEDF на поверхности клеток ПЭС у мышей, лишенных белка PEDF. Похоже, существует своего рода петля обратной связи с участием PEDF, которая поддерживает уровни PEDF-R и метаболизм липидов в ПЭСсказал ведущий автор исследования Иван Ребустини, доктор философии, штатный научный сотрудник лаборатории Бесерры.
Хотя на первый взгляд сетчатка этих PEDF-негативных мышей выглядит нормальной, эти новые данные свидетельствуют о том, что PEDF играет защитную роль, помогая сетчатке противостоять травмам и износу, связанному со старением.
Мы всегда задавались вопросом, была ли потеря PEDF вызвана старением или была причиной старения. Это исследование, особенно с явной связью с измененным метаболизмом липидов и экспрессией генов, указывает на то, что потеря PEDF является движущей силой возрастных изменений в сетчаткесказал Бесерра.
