Deur Cocer Peptides 
1 maand gelede
ALLE ARTIKELS EN PRODUKINLIGTING WAT OP HIERDIE WEBWERF VERSKAF IS, IS UITSLUITEND VIR INLIGTINGVERSPREIDING EN OPVOEDKUNDIGE DOELEINDES.
Die produkte wat op hierdie webwerf verskaf word, is uitsluitlik bedoel vir in vitro navorsing. In vitro-navorsing (Latyns: *in glas*, wat in glasware beteken) word buite die menslike liggaam uitgevoer. Hierdie produkte is nie farmaseutiese produkte nie, is nie deur die Amerikaanse voedsel- en dwelmadministrasie (FDA) goedgekeur nie en moet nie gebruik word om enige mediese toestand, siekte of kwaal te voorkom, te behandel of te genees nie. Dit is streng verbied deur die wet om hierdie produkte in die menslike of dierlike liggaam in enige vorm in te voer.
Oorsig
Sellulêre veroudering is 'n belangrike biologiese proses in lewende organismes en is nou verwant aan talle fisiologiese en patologiese verskynsels. Soos ouderdom toeneem, akkumuleer sellulêre veroudering geleidelik, wat lei tot die afname in weefsel- en orgaanfunksie en lei tot verskeie ouderdomsverwante siektes. Peptiede, as 'n klas belangrike bioaktiewe molekules, het die afgelope paar jaar aansienlike aandag op die gebied van navorsing oor sellulêre veroudering gekry. Navorsing dui daarop dat peptiede 'n sleutelrol speel in die regulering van die sellulêre verouderingsproses. Die ondersoek van die verband tussen peptiede en sellulêre veroudering is van groot belang om die meganismes van veroudering toe te lig en anti-veroudering-intervensies te ontwikkel.
Figuur 1. Meganismes van velverouderingsprosesse. (a) Vrye radikale en oksidatiewe stresteorie. Mitochondria produseer ROS deur oksidatiewe metabolisme. Oormatige ROS kan die mitochondriale en DNA-strukture beskadig, wat lei tot 'n afname in kollageenvlakke en 'n toename in MMP-vlakke in velweefsel. ( b ) Inflammasie teorie. Verouderende fibroblaste en keratinosiete skei 'n groot aantal veroudering-geassosieerde sekretoriese fenotipes af, insluitend TNF-α, IL-1, IL-6, IFN-γ en MMPs. Hierdie pro-inflammatoriese sitokiene veroorsaak veroudering van velselle deur ROS-produksie te bevorder en die ATM/p53/p21-seinweg te aktiveer. ( c ) Fotoverouderingsteorie. Ultraviolet bestraling veroorsaak die produksie van ROS en die afskeiding van MMP's, wat vel ekstrasellulêre matrikskomponente soos kollageen afbreek. ( d ) Nie-ensiematiese glikosielchemie teorie. Nie-ensiematiese glikosilering is 'n reaksie tussen vrye reduserende suikers en vrye aminogroepe van proteïene, DNA en lipiede om AGE's en ROS te produseer. Die ophoping van AGE's, tesame met ROS, kan lei tot veranderinge in die selhomeostase en proteïenstruktuur.
Sellulêre veroudering
(1) Konsep en kenmerke van sellulêre veroudering
Sellulêre veroudering verwys na die onomkeerbare groeistoptoestand wat selle binnegaan nadat hulle 'n sekere aantal verdelings ondergaan het of aan spesifieke stressors blootgestel is. Dit vertoon 'n reeks tipiese kenmerke, soos veranderinge in selmorfologie, insluitend verhoogde selvolume, afplatting en vakuolisering van die sitoplasma; selsiklus arrestasie, met selle wat nie meer prolifereer nie; en verhoogde aktiwiteit van senesensie-geassosieerde β-galaktosidase (SA-β-gal), wat tans een van die mees gebruikte merkers van sellulêre veroudering is. Veranderde sekretoriese fenotipe, waar selle verskeie sitokiene, chemokiene en proteases afskei, wat die verouderingsgeassosieerde sekretoriese fenotipe (SASP) vorm.
(2) Gevolge van sellulêre veroudering
Verswakking van weefsel en orgaanfunksie
Selle is die basiese boustene van weefsels en organe, en sellulêre veroudering lei tot verswakte weefsel- en orgaanfunksie. In velweefsel verminder verouderende fibroblaste die sintese van kollageen en elastiese vesels, wat veroorsaak dat die vel elastisiteit verloor, plooie ontwikkel en 'n verswakte herstelvermoë het. In die kardiovaskulêre stelsel kan verouderende endoteelselle lei tot verstyfde bloedvatwande en verminderde elastisiteit, wat die risiko van kardiovaskulêre siekte verhoog. In die immuunstelsel verswak die veroudering van immuunselle die liggaam se immuunverdedigingsfunksie, wat individue meer vatbaar maak vir patogeen-indringing en hul immuunrespons op entstowwe verminder.
Assosiasie met ouderdomverwante siektes
Selveroudering word beskou as 'n belangrike dryfveer in baie ouderdomverwante siektes. In neurodegeneratiewe siektes soos Alzheimer se siekte en Parkinson se siekte, is neuronale veroudering nou geassosieer met patologiese prosesse soos neuronale dood en neuro-inflammasie. By diabetes kan die veroudering van pankreas-β-selle lei tot onvoldoende insulienafskeiding, wat normale bloedglukoseregulering beïnvloed. Sel senesensie het ook 'n komplekse verband met tumorgenese en tumorprogressie. Vroeë selveroudering kan as 'n tumoronderdrukkingsmeganisme dien, wat die onbeperkte verspreiding van beskadigde selle voorkom. In die tumormikro-omgewing kan SASP-komponente wat deur senesente selle afgeskei word egter tumorselgroei, indringing en metastase bevorder.
Peptiede
(1) Definisie en struktuur van peptiede
Peptiede is kortkettingverbindings wat gevorm word deur aminosure wat via peptiedbindings gekoppel is. Op grond van die aantal aminosuurreste wat hulle bevat, kan hulle geklassifiseer word in onder andere dipeptiede, tripeptiede, tetrapeptiede en polipeptiede. Polipeptiede is langer, aaneenlopende en onvertakte peptiedkettings. Tipies word peptiedkettings wat nie meer as 50 aminosure bevat nie as peptiede geklassifiseer om hulle van proteïene te onderskei. Alle peptiedkettings, behalwe vir sikliese peptiede, het 'n N-terminaal (amino-terminaal) en 'n C-terminaal (karboksie-terminaal) residu.
(2) Klassifikasie van Peptiede
Klassifikasie volgens Bron
Endogene peptiede: gesintetiseer deur die organisme self en voer verskeie fisiologiese funksies binne die liggaam uit. Neuropeptiede, wat deelneem aan seinoordrag en regulering binne die senuweestelsel, insluitend endorfiene en enkefaliene, wat pynstillende en buiregulerende effekte het; hormoonpeptiede, soos insulien, wat noodsaaklik is vir die regulering van bloedsuikerbalans.
Eksogene peptiede: verkry uit voedsel of ander eksterne bronne. Sekere voedselproteïene kan byvoorbeeld deur verteringsensieme gehidroliseer word om bioaktiewe peptiede te produseer, soos melkpeptiede, wat veelvuldige fisiologiese funksies het, insluitend antioksidante en immuunmodulerende effekte. Peptiede wat deur chemiese sintese of biotegnologie voorberei word, val ook onder eksogene peptiede en word algemeen gebruik in geneesmiddelontwikkeling en kliniese terapie.
Klassifikasie volgens funksie
Antioksidant peptides: In staat om vrye radikale in die liggaam op te vang en oksidatiewe stres-geïnduseerde skade aan selle te verminder. Daar is byvoorbeeld getoon dat ryssemels-antioksidantpeptiede die aktiwiteit van antioksidant-ensieme soos katalase (CAT) en glutathione peroxidase (GSH-Px) in die mitochondria van hart- en breinweefsels van D-galaktose-geïnduseerde bejaarde muise verbeter, die vlak van mitochondriale DNA-skrapmutasies in die brein verminder, en beskerm selle se brein.
Immuunmodulerende peptiede: Dit reguleer die liggaam se immuunfunksie, versterk of onderdruk immuunresponse. Sommige peptiede wat van mariene organismes afkomstig is, kan immuunselle aktiveer, die liggaam se immuunverdedigingsvermoëns verbeter en help om patogeeninfeksies en tumorontwikkeling te weerstaan.
Selgroei-regulerende peptiede: Dit beïnvloed sellulêre prosesse soos proliferasie, differensiasie en apoptose. Byvoorbeeld, epidermale groeifaktor (EGF) bevorder die proliferasie en differensiasie van epidermale selle, wat wondgenesing versnel.
Die rol van peptiede in sellulêre veroudering
(1) Regulering van mitochondriale funksie
Mitochondria speel 'n sleutelrol in sellulêre energieproduksie en seintransduksie, en hul disfunksie is nou verwant aan sellulêre veroudering. Mitochondria-afgeleide peptiede (MDP's) soos humanin en MOTS-c speel belangrike regulatoriese rolle in die sellulêre verouderingsproses. Na veroudering veroorsaak deur replikatiewe uitputting, doksorubisien- of waterstofperoksiedbehandeling in primêre menslike fibroblaste, neem mitochondriale getalle toe, mitochondriale respiratoriese vlakke styg, en humanien- en MOTS-c-vlakke styg ook. Toediening van humanien en MOTS-c verhoog mitochondriale respirasie matig in doksorubisien-geïnduseerde senesente selle en reguleer gedeeltelik SASP komponente via die JAK pad, wat aandui dat MDP's 'n belangrike rol speel in mitochondriale energie metabolisme en SASP produksie in senesente selle.
Figuur 2 Mitochondriale massa en energie word verander tydens doksorubisien-geïnduseerde senesensie. (A) Mitochondriale DNA (mtDNA) kopienommer in nie-verouderende (rustig) en verouderde selle. (B) Verteenwoordigende beelde van Tom20 (groen; mitochondria) en Hoechst 33258 (blou; kern) immunokleuring in nie-verouderende (rustige) en verouderde selle. Skaalstaaf, 20 μm. Die area van Tom20-kleuring per sel is gemeet met behulp van ImageJ. (C) Sellulêre ATP-vlakke in nie-verouderende (rustig) en verouderende selle. (D) Sellulêre suurstofverbruiktempo (OCR) in nie-verouderende en senesente selle. Basale respirasie, ekstra respiratoriese kapasiteit en ATP-produksie word bereken op grond van die opeenvolgende saamgestelde inspuiting volgens die vervaardiger se instruksies. (E) Die ekstrasellulêre versuringtempo (ECAR) in nie-verouderende (rustig) en verouderde selle.
(2) Effekte op veroudering-verwante seinpaaie
p53-p21 pad
Die p53-proteïen is 'n sleutelreguleerder van sellulêre veroudering. Wanneer selle aan stressors soos DNA-skade blootgestel word, word p53 geaktiveer, wat die uitdrukking van p21 veroorsaak, wat veroorsaak dat die selsiklus by die G1-fase stop, wat lei tot sellulêre veroudering. Sekere peptiede kan die p53-p21-weg moduleer en sodoende die vordering van sellulêre veroudering beïnvloed. Sommige klein-molekule peptiede kan interaksie met die p53 proteïen, die aktiwiteit inhibeer en sodoende sellulêre veroudering vertraag. Studies het getoon dat spesifieke peptiede die interaksie tussen p53 en MDM2 ('n proteïen wat p53 negatief reguleer) kan blokkeer, die p53-proteïen kan stabiliseer en op 'n gepaste vlak hou om oormatige aktivering te vermy wat lei tot sellulêre veroudering.
Rb-E2F pad
Die Rb-proteïen is nog 'n belangrike selsiklus-regulerende proteïen wat aan die E2F-transkripsiefaktor bind om die uitdrukking van selsiklusverwante gene te inhibeer. Wanneer die Rb-proteïen gefosforileer en geïnaktiveer word, word E2F vrygestel, wat seltoetrede tot die S-fase vir DNA-replikasie bevorder. Tydens sellulêre veroudering lei veranderinge in die Rb-E2F-baan tot selsiklusarres. Sekere peptiede kan sellulêre veroudering reguleer deur die fosforileringstoestand van Rb-proteïen te moduleer of E2F-aktiwiteit te beïnvloed. Sommige peptiede kan Rb-proteïenfosforilering inhibeer, wat die stabiliteit van die Rb-E2F-kompleks handhaaf en sodoende sellulêre veroudering vertraag.
(III) Regulering van SASP
SASP bestaan onder andere uit verskeie sitokiene, chemokiene en proteases. Die afskeiding daarvan beïnvloed nie net die mikro-omgewing van verouderde selle self nie, maar beïnvloed ook omliggende weefsels en selle, wat inflammatoriese reaksies en weefselveroudering bevorder. Sommige peptiede kan SASP-produksie reguleer en die skadelike effekte daarvan versag. Daar is ook gevind dat sekere plant-afgeleide peptiede SASP reguleer deur die aktivering van spesifieke seinpaaie te inhibeer en die uitdrukking van SASP-verwante faktore te verminder.
Toepassings van peptides om sellulêre veroudering te vertraag
(1) Toepassings in Velsorgprodukte
Met toenemende openbare kommer oor velveroudering, het peptiede wydverspreide toepassing in die velsorgbedryf gevind. Sommige velsorgprodukte wat peptiede bevat, beweer byvoorbeeld dat dit anti-rimpel- en velverstevigende effekte het. Navorsing dui daarop dat sekere peptiede kollageensintese kan bevorder en velelastisiteit kan verbeter. Peptiede kan ook velselmetabolisme reguleer, velversperringsfunksie verbeter, skade aan velselle wat deur eksterne faktore soos UV-straling veroorsaak word, verminder en die velverouderingsproses vertraag.
Figuur 3 Veroudering in jonger tot ouer vel.
(2) Toepassings in Geneesmiddelontwikkeling
Behandeling van neurodegeneratiewe siektes
Peptied-medisyne-ontwikkeling hou groot belofte in om neuronale veroudering in neurodegeneratiewe siektes aan te spreek. Peptiede wat intrasellulêre seinweë reguleer, neuronale oorlewing bevorder en herstel vergemaklik, is ontwikkel vir die behandeling van Alzheimer se siekte en Parkinson se siekte. Sekere peptiede kan die samevoeging van abnormale proteïene binne neurone inhibeer, neuro-inflammasie verminder en neuronale veroudering en dood vertraag. 'n Peptied genaamd AC-5216 kan die samevoeging van β-amyloïedproteïene inhibeer en kognitiewe funksie in Alzheimer se siektemodel muise verbeter.
Behandeling van kardiovaskulêre siektes
In die behandeling van kardiovaskulêre siektes kan peptiedmiddels patologiese prosesse soos vaskulêre endoteelselveroudering en miokardiale selveroudering teiken. Sekere vasoaktiewe peptiede kan byvoorbeeld vaskulêre tonus en endoteelselfunksie reguleer, die verouderingstoestand van vaskulêre endoteelselle verbeter en die risiko van kardiovaskulêre siektes verminder. Sommige peptiede kan ook die herstel en regenerasie van miokardiale selle bevorder, wat potensiële toepassings bied in die behandeling van toestande soos miokardiale infarksie.
Gevolgtrekking
Selveroudering, as 'n komplekse biologiese proses, beïnvloed die gesondheid en verouderingsproses van die liggaam. Peptiede, as 'n belangrike klas bioaktiewe molekules, speel veelvlakkige rolle in die regulering van selveroudering. Deur die regulering van mitochondriale funksie, ingryping in verouderingsverwante seinweë, en modulering van SASP, demonstreer peptiede die vermoë om selveroudering te vertraag.
Bronne
[1] Kalidas C, Sangaranarayanan M V. Peptides[M]//Kalidas C, Sangaranarayanan M V. Biophysical Chemistry: Techniques and Applications. Cham: Springer Nature Switzerland, 2023:129-141.
[2] He X, Wan F, Su W, et al. Navorsingsvordering oor velveroudering en aktiewe bestanddele[J]. Molecules, 2023,28(14},ARTIKELNOMMER = {5556).DOI:10.3390/molecules28145556.
[3] Altay Benetti A, Tarbox T, Benetti C. Huidige insigte in die formulering en lewering van terapeutiese en kosmetiese middels vir verouderende vel[J]. Skoonheidsmiddels, 2023,10(2},ARTIKELNOMMER = {54).DOI:10.3390/cosmetics10020054.
[4] Wong P F. Redaksie: Sellulêre Veroudering: Oorsake, Gevolge en Terapeutiese Geleenthede[J]. Frontiers in Cell and Developmental Biology, 2022,10:884910.DOI:10.3389/fcell.2022.884910.
[5] Zonari A, Brace LE, Al-Katib K, et al. Senoterapeutiese peptied verminder vel biologiese ouderdom en verbeter velgesondheidsmerkers[J]. Biorxiv, 2020. https://api.semanticscholar.org/CorpusID:226263850.
[6] Kim SJ, Mehta HH, Wan J, et al. Mitochondriale peptiede moduleer mitochondriale funksie tydens sellulêre veroudering [J]. Aging (Albany Ny), 2018,10(6):1239-1256.DOI:10.18632/aging.101463.
[7] Garrido AM, Bennett M. Assessering en gevolge van selveroudering in aterosklerose [J]. Current Opinion in Lipidology, 2016,27(5):431-438.DOI:10.1097/MOL.00000000000000327.
