การสูญเสียโปรตีน ‘เยาวชน’ อาจทำให้ดวงตาแก่ก่อนวัยได้

การสูญเสียโปรตีนจากปัจจัยจากเยื่อบุผิวจากเม็ดสีโปรตีน (PEDF) ซึ่งปกป้องเซลล์สนับสนุนจอประสาทตา อาจขับเคลื่อนการเปลี่ยนแปลงที่เกี่ยวข้องกับอายุในเรตินา ตามการศึกษาใหม่ในหนูจาก National Eye Institute (NEI) เรตินาเป็นเนื้อเยื่อที่ไวต่อแสงที่ด้านหลังดวงตา และโรคที่เกี่ยวข้องกับอายุของเรตินา เช่น การเสื่อมสภาพที่เกี่ยวข้องกับอายุ (AMD) อาจทำให้ตาบอดได้ การค้นพบใหม่นี้อาจนำไปสู่การรักษาเพื่อป้องกันไม่ให้ AMD และภาวะชราภาพอื่นๆ ของเรตินา การศึกษานี้ตีพิมพ์ในวารสาร International Journal of Molecular Sciences NEI เป็นส่วนหนึ่งของสถาบันสุขภาพแห่งชาติ

Patricia Becerra, Ph.D., หัวหน้าแผนกโปรตีนโครงสร้างและหน้าที่ของ NEI และผู้เขียนอาวุโสของการศึกษากล่าวว่า “คนเรียก PEDF ว่าเป็นโปรตีน ‘เยาวชน’ เนื่องจากมีเรตินาอายุน้อยอยู่มาก แต่จะเสื่อมลงเมื่ออายุมากขึ้น . “การศึกษานี้แสดงให้เห็นเป็นครั้งแรกว่าการลบ PEDF ออกจะนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงของยีนที่เลียนแบบอายุในเรตินา”

เรตินาประกอบด้วยชั้นของเซลล์ที่ทำงานร่วมกันเพื่อตรวจจับและประมวลผลสัญญาณแสง ซึ่งสมองใช้ในการสร้างการมองเห็น เซลล์รับแสงที่รับรู้แสงของเรตินาอยู่เหนือเยื่อบุผิวสีเรตินา (RPE) ซึ่งเป็นชั้นของเซลล์รองรับ RPE หล่อเลี้ยงเซลล์รับแสงและรีไซเคิลชิ้นส่วนของเซลล์รับแสงที่เรียกว่า “เซ็กเมนต์ภายนอก” ซึ่งถูกใช้จนหมดและเคล็ดลับของพวกมันจะหลุดออกทุกครั้งที่เซลล์รับแสงตรวจพบแสง หาก RPE ไม่สามารถส่งส่วนประกอบที่นำกลับมาใช้ใหม่ของส่วนปลายส่วนนอกที่เก่ากว่ากลับไปยังตัวรับแสง เซลล์เหล่านี้จะสูญเสียความสามารถในการสร้างส่วนใหม่ และในที่สุดก็จะไม่สามารถรับรู้แสงได้ และหากปราศจากสารอาหารจาก RPE เซลล์รับแสงก็จะตาย ในผู้ที่เป็นโรค AMD หรือจอประสาทตาเสื่อมบางชนิด การชราภาพ (อายุมากขึ้น) หรือการตายของเซลล์ RPE ในเรตินาทำให้สูญเสียการมองเห็น

งานก่อนหน้าจากห้องปฏิบัติการของ Becerra และงานอื่นๆ แสดงให้เห็นว่า PEDF ปกป้องเซลล์เรตินา ป้องกันทั้งความเสียหายต่อเซลล์และการเติบโตของหลอดเลือดในเรตินาที่ผิดปกติ เซลล์ RPE ผลิตและหลั่งโปรตีน PEDF จากนั้นโปรตีนจับกับตัวรับ PEDF-R ซึ่งแสดงออกโดยเซลล์ RPE ด้วย การจับโดย PEDF ช่วยกระตุ้น PEDF-R ให้สลายโมเลกุลไขมัน ซึ่งเป็นส่วนประกอบสำคัญของเยื่อหุ้มเซลล์ที่ล้อมรอบส่วนภายนอกของตัวรับแสงและส่วนของเซลล์อื่นๆ ขั้นตอนการแยกย่อยนี้เป็นส่วนสำคัญของกระบวนการรีไซเคิลส่วนภายนอก และในขณะที่นักวิจัยทราบว่าระดับ PEDF ลดลงในเรตินาระหว่างกระบวนการชราภาพ ยังไม่เป็นที่แน่ชัดว่าการสูญเสีย PEDF นี้เป็นสาเหตุหรือเพียงแค่สัมพันธ์กับการเปลี่ยนแปลงที่เกี่ยวข้องกับอายุของเรตินาในเรตินา

เพื่อตรวจสอบบทบาทของจอประสาทตาของ PEDF Becerra และเพื่อนร่วมงานได้ศึกษาแบบจำลองเมาส์ที่ไม่มียีน PEDF ( Serpin1 ) นักวิจัยได้ตรวจสอบโครงสร้างเซลล์ของเรตินาในแบบจำลองเมาส์ โดยพบว่านิวเคลียสของเซลล์ RPE ขยายใหญ่ขึ้น ซึ่งอาจบ่งบอกถึงการเปลี่ยนแปลงวิธีการบรรจุ DNA ของเซลล์ เซลล์ RPE ยังเปิดยีนสี่ตัวที่เกี่ยวข้องกับความชราและความชราภาพของเซลล์ และระดับของตัวรับ PEDF ต่ำกว่าปกติอย่างมีนัยสำคัญ ในที่สุด ลิปิดที่ยังไม่ผ่านกระบวนการและส่วนประกอบภายนอกของตัวรับแสงอื่นๆ สะสมอยู่ในชั้น RPE ของเรตินา การเปลี่ยนแปลงที่คล้ายคลึงกันในการแสดงออกของยีนและข้อบกพร่องในการเผาผลาญ RPE จะพบได้ในเรตินาที่มีอายุมากขึ้น

• “สิ่งที่โดดเด่นที่สุดคือการลดตัวรับ PEDF บนพื้นผิวของเซลล์ RPE ในหนูที่ขาดโปรตีน PEDF” Ivan Rebustini, Ph.D. หัวหน้าทีมวิจัยของ Becerra หัวหน้าทีมวิจัยกล่าว แล็บ “ดูเหมือนว่ามีวงตอบรับบางประเภทที่เกี่ยวข้องกับ PEDF ที่รักษาระดับของ PEDF-R และการเผาผลาญไขมันใน RPE”

เมื่อมองแวบแรก เรตินาของหนูเมาส์ PEDF-negative นั้นดูปกติ ผลการวิจัยใหม่เหล่านี้ชี้ให้เห็นว่า PEDF มีบทบาทในการป้องกันที่ช่วยให้เรตินาบาดเจ็บจากสภาพอากาศและการสึกหรอที่เกี่ยวข้องกับอายุ

“เราสงสัยอยู่เสมอว่าการสูญเสีย PEDF นั้นเกิดจากความชราหรืออายุมากขึ้น” Becerra กล่าว “การศึกษานี้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับการเชื่อมโยงที่ชัดเจนกับการเปลี่ยนแปลงการเผาผลาญไขมันและการแสดงออกของยีน บ่งชี้ว่าการสูญเสีย PEDF เป็นตัวขับเคลื่อนของการเปลี่ยนแปลงที่เกี่ยวข้องกับอายุในเรตินา”

การศึกษาได้รับการสนับสนุนโดยโปรแกรมภายในของ NEI

ข่าวประชาสัมพันธ์ฉบับนี้อธิบายถึงผลการวิจัยขั้นพื้นฐาน การวิจัยขั้นพื้นฐานช่วยเพิ่มความเข้าใจของเราเกี่ยวกับพฤติกรรมของมนุษย์และชีววิทยา ซึ่งเป็นรากฐานของการพัฒนาวิธีการป้องกัน วินิจฉัย และรักษาโรคใหม่ๆ ที่ดีและดีกว่า วิทยาศาสตร์เป็นกระบวนการที่คาดเดาไม่ได้และค่อยๆ เพิ่มขึ้น การวิจัยแต่ละครั้งจะสร้างความก้าวหน้าจากการค้นพบในอดีต ซึ่งมักจะเกิดขึ้นในลักษณะที่ไม่คาดคิด ความก้าวหน้าทางคลินิกส่วนใหญ่จะเป็นไปไม่ได้หากปราศจากความรู้เกี่ยวกับการวิจัยขั้นพื้นฐานขั้นพื้นฐาน หากต้องการเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับการวิจัยขั้นพื้นฐาน โปรดไป ที่https://www.nih.gov/news-events/basic-research-digital-media-kit

หน้าแรก