Аўтар Cocer Peptides 
1 месяц таму
УСЕ АРТЫКУЛЫ І ІНФАРМАЦЫЯ ПА ПРАДУКТАХ, РАЗМЕШЧАНЫЯ НА ГЭТЫМ ВЭБ-САЙЦЕ, ПРЫЗНАЧАНЫ ВЫКЛЮЧНА ДЛЯ РАСПАЎСЮДЖЭННЯ ІНФАРМАЦЫІ І АДУКАЦЫЙНЫХ МЭТАЎ.
Прадукты, прадстаўленыя на гэтым сайце, прызначаны выключна для даследаванняў in vitro. Даследаванне in vitro (лац. *in glass*, што азначае ў шкляным посудзе) праводзіцца па-за межамі чалавечага цела. Гэтыя прадукты не з'яўляюцца фармацэўтычнымі прэпаратамі, не былі адобраны Упраўленнем па кантролі за харчовымі прадуктамі і лекамі (FDA) ЗША і не павінны выкарыстоўвацца для прафілактыкі, лячэння або лячэння любых захворванняў, хвароб або хвароб. Законам катэгарычна забаронена ўводзіць гэтыя прадукты ў арганізм чалавека і жывёлы ў любой форме.
Агляд
Клеткавае старэнне з'яўляецца важным біялагічным працэсам у жывых арганізмах і цесна звязана са шматлікімі фізіялагічнымі і паталагічнымі з'явамі. З узростам клеткавае старэнне паступова назапашваецца, што прыводзіць да зніжэння функцыі тканін і органаў і выклікае розныя ўзроставыя захворванні. Пептыды, як клас важных біялагічна актыўных малекул, у апошнія гады прыцягнулі да сябе значную ўвагу ў галіне даследаванняў старэння клетак. Даследаванні паказваюць, што пептыды гуляюць ключавую ролю ў рэгуляцыі працэсу старэння клетак. Вывучэнне ўзаемасувязі паміж пептыдамі і старэннем клетак мае вялікае значэнне для высвятлення механізмаў старэння і распрацоўкі мер супраць старэння.
Малюнак 1. Механізмы працэсаў старэння скуры. (а) Свабодныя радыкалы і тэорыя акісляльнага стрэсу. Мітахондрыі вырабляюць ROS праз акісляльны метабалізм. Празмернае АФК можа пашкодзіць мітахандрыяльнай і ДНК структуры, што прыводзіць да зніжэння ўзроўню калагена і павышэнню ўзроўню ММП ў тканінах скуры. ( б ) Тэорыя запалення. Старэючыя фібрабласты і кератынацыты вылучаюць вялікую колькасць сакраторных фенатыпаў, звязаных са старэннем, у тым ліку TNF-α, IL-1, IL-6, IFN-γ і MMP. Гэтыя провоспалительные цітокіны выклікаюць старэнне клетак скуры, спрыяючы выпрацоўцы АФК і актывуючы сігнальны шлях ATM/p53/p21. ( c ) Тэорыя фотастарэння. Ультрафіялетавае апрамяненне індукуе выпрацоўку АФК і сакрэцыю ММП, якія пагаршаюць кампаненты пазаклеткавага матрікса скуры, такія як калаген. ( d ) Тэорыя неферментатыўнай гліказільнай хіміі. Неферментатыўнае гліказіляванне - гэта рэакцыя паміж свабоднымі аднаўляючымі цукрамі і свабоднымі амінагрупамі бялкоў, ДНК і ліпідаў для атрымання AGE і ROS. Назапашванне AGEs разам з АФК можа прывесці да змены гамеастазу клеткі і структуры бялку.
Клеткавае старэнне
(1) Паняцце і характарыстыкі клеткавага старэння
Клеткавае старэнне адносіцца да стану незваротнай прыпынку росту, у які клеткі ўваходзяць пасля пэўнай колькасці дзяленняў або ўздзеяння пэўных стрэсавых фактараў. Ён дэманструе шэраг тыповых характарыстык, такіх як змены марфалогіі клетак, уключаючы павелічэнне аб'ёму клетак, уплощение і вакуолизацию цытаплазмы; прыпынак клеткавага цыклу, пры гэтым клеткі больш не размнажаюцца; і павышэнне актыўнасці звязанай са старэннем β-галактозидазы (SA-β-gal), якая ў цяперашні час з'яўляецца адным з найбольш шырока выкарыстоўваюцца маркераў клеткавага старэння. Зменены сакраторны фенатып, дзе клеткі вылучаюць розныя цітокіны, хемакіны і пратэазы, утвараючы звязаны са старэннем сакраторны фенатып (SASP).
(2) Наступствы клетачнага старэння
Пагаршэнне функцыі тканін і органаў
Клеткі з'яўляюцца асноўнымі будаўнічымі блокамі тканін і органаў, і клеткавае старэнне прыводзіць да парушэння функцыі тканін і органаў. У тканінах скуры старэючыя фібрабласты зніжаюць сінтэз калагенавых і эластычных валокнаў, у выніку чаго скура губляе эластычнасць, утвараюць маршчыны і пагаршаюць здольнасць да аднаўлення. У сардэчна-сасудзістай сістэме старэючыя эндотелиальные клеткі могуць прывесці да ўмацавання сценак крывяносных сасудаў і зніжэння эластычнасці, павялічваючы рызыку сардэчна-сасудзістых захворванняў. У імуннай сістэме старэнне імунных клетак аслабляе функцыю імуннай абароны арганізма, робячы людзей больш успрымальнымі да ўварвання патагенаў і зніжаючы іх імунны адказ на вакцыны.
Сувязь з узроставымі захворваннямі
Старэнне клетак лічыцца важным рухаючым фактарам многіх узроставых захворванняў. Пры нейродегенеративных захворваннях, такіх як хвароба Альцгеймера і хвароба Паркінсана, старэнне нейронаў цесна звязана з паталагічнымі працэсамі, такімі як гібель нейронаў і нейровоспаление. Пры дыябеце старэнне β-клетак падстраўнікавай залозы можа прывесці да недастатковай сакрэцыі інсуліну, што ўплывае на нармальную рэгуляцыю глюкозы ў крыві. Клеткавае старэнне таксама мае складаную ўзаемасувязь з опухолеобразованием і прагрэсаваннем пухліны. Ранняе старэнне клетак можа дзейнічаць як механізм падаўлення пухліны, прадухіляючы неабмежаваную праліферацыі пашкоджаных клетак. Аднак у мікраасяроддзі пухліны кампаненты SASP, якія вылучаюцца старэючымі клеткамі, могуць спрыяць росту опухолевых клетак, інвазіі і метастазірованію.
Пептыды
(1) Вызначэнне і структура пептыдаў
Пептыды - гэта злучэнні з кароткай ланцугом, утвораныя амінакіслотамі, звязанымі пептыднымі сувязямі. У залежнасці ад колькасці амінакіслотных астаткаў, якія яны ўтрымліваюць, іх можна класіфікаваць на дыпептыды, трыпептыды, тэтрапептыды і поліпептыды і іншыя. Поліпептыды - гэта больш доўгія, бесперапынныя і неразгалінаваныя пептыдныя ланцугі. Як правіла, пептыдныя ланцугі, якія змяшчаюць не больш за 50 амінакіслот, класіфікуюцца як пептыды, каб адрозніць іх ад бялкоў. Усе пептыдныя ланцугі, за выключэннем цыклічных пептыдаў, маюць N-канцавы (амінаканцавы) і С-канцавы (карбаксільна-канцавы) астатак.
(2) Класіфікацыя пептыдаў
Класіфікацыя па крыніцах
Эндагенныя пептыды: сінтэзуюцца самім арганізмам і выконваюць розныя фізіялагічныя функцыі ў арганізме. Нейрапептыды, якія ўдзельнічаюць у перадачы сігналаў і рэгуляцыі ў нервовай сістэме, у тым ліку эндарфіны і энкефаліны, якія аказваюць абязбольвальнае дзеянне і рэгулююць настрой; гарманальныя пептыды, такія як інсулін, якія маюць вырашальнае значэнне для рэгулявання балансу цукру ў крыві.
Экзагенныя пептыды: атрыманы з ежы ці іншых знешніх крыніц. Напрыклад, некаторыя харчовыя вавёркі могуць быць гідролізаваныя стрававальнымі ферментамі для атрымання біяактыўных пептыдаў, такіх як пептыды малака, якія выконваюць мноства фізіялагічных функцый, у тым ліку антыаксідантныя і імунамадулюючыя эфекты. Пептыды, атрыманыя з дапамогай хімічнага сінтэзу або біятэхналогіі, таксама падпадаюць пад экзагенныя пептыды і звычайна выкарыстоўваюцца ў распрацоўцы лекаў і клінічнай тэрапіі.
Класіфікацыя па функцыях
Антыаксідантныя пептыды: здольныя паглынаць свабодныя радыкалы ў арганізме і памяншаць пашкоджанне клетак, выкліканае акісляльным стрэсам. Напрыклад, было паказана, што антыаксідантныя пептыды рысавых вотруб'я ўзмацняюць актыўнасць антыаксідантных ферментаў, такіх як каталаза (CAT) і глутатионпероксидаза (GSH-Px) у мітахондрыях тканін сэрца і мозгу D-галактозы-індукаваных старых мышэй, зніжаюць узровень мутацый дэлецыі мітахандрыяльнай ДНК у мозгу і абараняюць клеткі.
Імунамадулюючыя пептыды: яны рэгулююць імунную функцыю арганізма, узмацняючы або душачы імунныя рэакцыі. Некаторыя пептыды, атрыманыя з марскіх арганізмаў, могуць актывізаваць імунныя клеткі, узмацніць здольнасць імуннай абароны арганізма і дапамагчы супрацьстаяць патагенным інфекцыям і развіццю пухлін.
Пептыды, якія рэгулююць рост клетак: яны ўплываюць на клеткавыя працэсы, такія як праліферацыя, дыферэнцыяцыя і апоптоз. Напрыклад, эпідэрмальныя фактар росту (EGF) спрыяе праліферацыі і дыферэнцыявання клетак эпідэрмісу, паскараючы гаенне ран.
Ролю пептыдаў у клеткавым старэнні
(1) Рэгуляцыя функцыі мітахондрый
Мітахондрыі гуляюць ключавую ролю ў вытворчасці клетачнай энергіі і перадачы сігналу, і іх дысфункцыя цесна звязана са старэннем клетак. Пептыды, атрыманыя з мітахондрый (MDP), такія як гуманін і MOTS-c, гуляюць важную рэгуляторную ролю ў працэсе старэння клетак. Пасля старэння, выкліканага рэплікатыўным знясіленнем, лячэннем доксарубіцынам або перакісам вадароду ў першасных фібрабластах чалавека, колькасць мітахондрый павялічваецца, узровень дыхання мітахондрый павышаецца, а таксама павышаюцца ўзроўні гуманіну і MOTS-c. Увядзенне гуманіна і MOTS-c умерана павялічвае дыханне мітахондрый у старэючых клетках, выкліканых доксарубіцынам, і часткова рэгулюе кампаненты SASP праз шлях JAK, што паказвае на тое, што MDP гуляюць важную ролю ў метабалізме энергіі мітахондрый і вытворчасці SASP у старэючых клетках.
Малюнак 2 Маса і энергетыка мітахондрый змяняюцца падчас старэння, выкліканага доксарубіцынам. (A) Колькасць копій мітахандрыяльнай ДНК (мтДНК) у нестарэючых (спакойных) і старэючых клетках. (B) Рэпрэзентатыўныя выявы імуннага афарбоўвання Tom20 (зялёны; мітахондрыі) і Hoechst 33258 (сіні; ядро) у нестарэючых (спакойных) і старэючых клетках. Шкала, 20 мкм. Плошча афарбоўвання Tom20 на клетку вымяралася з дапамогай ImageJ. (C) Клеткавыя ўзроўні АТФ у нестарэючых (спакойных) і старэючых клетках. (D) Клеткавая хуткасць спажывання кіслароду (OCR) у нестарэючых і старэючых клетках. Базальнае дыханне, запасная дыхальная здольнасць і выпрацоўка АТФ разлічваюцца на аснове паслядоўнага ўвядзення злучэння ў адпаведнасці з інструкцыямі вытворцы. (E) хуткасць пазаклеткавай акіслення (ECAR) у нестарэючых (спакойных) і старэючых клетках.
(2) Уплыў на сігнальныя шляхі, звязаныя са старэннем
p53-p21 шлях
Бялок p53 з'яўляецца ключавым рэгулятарам клеткавага старэння. Калі клеткі падвяргаюцца ўздзеянню стрэсавых фактараў, такіх як пашкоджанне ДНК, актывуецца р53, выклікаючы экспрэсію р21, што прыводзіць да спынення клеткавага цыклу на фазе G1, што прыводзіць да старэння клетак. Пэўныя пептыды могуць мадуляваць шлях p53-p21, тым самым уплываючы на прагрэсаванне клеткавага старэння. Некаторыя маламалекулярныя пептыды могуць узаемадзейнічаць з бялком р53, інгібіруючы яго актыўнасць і тым самым затрымліваючы клеткавае старэнне. Даследаванні паказалі, што спецыфічныя пептыды могуць блакаваць узаемадзеянне паміж р53 і MDM2 (бялком, які негатыўна рэгулюе р53), стабілізуючы бялок р53 і падтрымліваючы яго на належным узроўні, каб пазбегнуць празмернай актывацыі, якая вядзе да клеткавага старэння.
Шлях Rb-E2F
Бялок Rb - яшчэ адзін важны бялок, які рэгулюе клеткавы цыкл, які звязваецца з фактарам транскрыпцыі E2F, каб інгібіраваць экспрэсію генаў, звязаных з клеткавым цыклам. Калі бялок Rb фасфаралюецца і інактывуецца, E2F вызваляецца, спрыяючы ўваходжанню клеткі ў фазу S для рэплікацыі ДНК. Падчас клеткавага старэння змены ў шляху Rb-E2F прыводзяць да прыпынку клеткавага цыклу. Пэўныя пептыды могуць рэгуляваць старэнне клетак шляхам мадуляцыі стану фасфаралявання бялку Rb або ўплыву на актыўнасць E2F. Некаторыя пептыды могуць інгібіраваць фасфараляванне бялку Rb, падтрымліваючы стабільнасць комплексу Rb-E2F і тым самым затрымліваючы старэнне клетак.
(III) Рэгуляванне SASP
SASP уключае розныя цітокіны, хемокіны і пратэазы, сярод іншага. Яго сакрэцыя ўплывае не толькі на мікраасяроддзе саміх старэючых клетак, але і на навакольныя тканіны і клеткі, спрыяючы запаленчым рэакцыям і старэнню тканін. Некаторыя пептыды могуць рэгуляваць выпрацоўку SASP і змякчаць яго шкоднае ўздзеянне. Таксама было выяўлена, што некаторыя пептыды расліннага паходжання рэгулююць SASP шляхам інгібіравання актывацыі спецыфічных сігнальных шляхоў і зніжэння экспрэсіі фактараў, звязаных з SASP.
Прымяненне пептыдаў для затрымкі старэння клетак
(1) Прымяненне ў прадуктах па догляду за скурай
З ростам грамадскай занепакоенасці старэннем скуры пептыды знайшлі шырокае прымяненне ў індустрыі догляду за скурай. Напрыклад, некаторыя сродкі па догляду за скурай, якія змяшчаюць пептыды, сцвярджаюць, што яны валодаюць эфектам супраць маршчын і ўмацаваннем скуры. Даследаванні паказваюць, што некаторыя пептыды могуць спрыяць сінтэзу калагена і павышаюць эластычнасць скуры. Пептыды таксама могуць рэгуляваць метабалізм клетак скуры, узмацняць функцыю скурнага бар'ера, памяншаць пашкоджанне клетак скуры, выкліканае знешнімі фактарамі, такімі як УФ-выпраменьванне, і запавольваць працэс старэння скуры.
Малюнак 3. Старэнне скуры ад маладой да старэйшай.
(2) Прымяненне ў распрацоўцы лекаў
Лячэнне нейрадэгенератыўных захворванняў
Распрацоўка пептыдных прэпаратаў мае вялікія перспектывы для барацьбы са старэннем нейронаў пры нейрадэгенератыўных захворваннях. Для лячэння хвароб Альцгеймера і Паркінсана былі распрацаваны пептыды, якія рэгулююць унутрыклеткавыя сігнальныя шляхі, спрыяюць выжыванню нейронаў і палягчаюць аднаўленне. Пэўныя пептыды могуць інгібіраваць агрэгацыю анамальных бялкоў у нейронах, памяншаць нервовае запаленне і затрымліваць старэнне і гібель нейронаў. Пептыд пад назвай AC-5216 можа інгібіраваць агрэгацыю β-амілаідных бялкоў і паляпшаць кагнітыўныя функцыі мышэй, якія пакутуюць хваробай Альцгеймера.
Лячэнне сардэчна-сасудзiстых захворванняў
Пры лячэнні сардэчна-сасудзістых захворванняў пептыдныя прэпараты могуць нацэльвацца на такія паталагічныя працэсы, як старэнне клетак эндатэлю сасудаў і клетак міякарда. Напрыклад, некаторыя вазаактыўныя пептыды могуць рэгуляваць тонус сасудаў і функцыю эндотелиальных клетак, паляпшаць стан старэння эндотелиальных клетак сасудаў і зніжаць рызыку сардэчна-сасудзістых захворванняў. Некаторыя пептыды могуць таксама спрыяць аднаўленню і рэгенерацыі клетак міякарда, прапаноўваючы патэнцыйнае прымяненне ў лячэнні такіх захворванняў, як інфаркт міякарда.
Заключэнне
Старэнне клетак, як складаны біялагічны працэс, уплывае на здароўе і працэс старэння арганізма. Пептыды, як важны клас біялагічна актыўных малекул, гуляюць рознабаковую ролю ў рэгуляцыі старэння клетак. Дзякуючы рэгуляцыі функцыі мітахондрый, умяшанню ў сігнальныя шляхі, звязаныя са старэннем, і мадуляцыі SASP, пептыды дэманструюць здольнасць затрымліваць старэнне клетак.
Крыніцы
[1] Калідас С, Сангаранараянан М В. Пептыды [М] // Калідас С, Сангаранараянан М В. Біяфізічная хімія: метады і прымяненне. Cham: Springer Nature Switzerland, 2023:129-141.
[2] He X, Wan F, Su W і інш. Прагрэс даследаванняў старэння скуры і актыўных інгрэдыентаў [J]. Малекулы, 2023,28(14},АРТЫКУЛ-НУМАР = {5556).DOI:10.3390/molecules28145556.
[3] Altay Benetti A, Tarbox T, Benetti C. Current Insights into the Formulation and Delivery of therapeutical and cosmeceutical agents for Aging Skin [J]. Касметыка, 2023,10(2},АРТЫКУЛ-НУМАР = {54).DOI:10.3390/cosmetics10020054.
[4] Wong P F. Рэдакцыя: Клеткавае старэнне: прычыны, наступствы і тэрапеўтычныя магчымасці [J]. Межы ў клеткавай і біялогіі развіцця, 2022, 10:884910.DOI:10.3389/fcell.2022.884910.
[5] Zonari A, Brace LE, Al-Katib K і інш. Сенатэрапеўтычны пептыд памяншае біялагічны ўзрост скуры і паляпшае маркеры здароўя скуры [J]. Biorxiv, 2020. https://api.semanticscholar.org/CorpusID:226263850.
[6] Kim SJ, Mehta HH, Wan J і інш. Мітахандрыяльныя пептыды мадулююць мітахандрыяльную функцыю падчас клеткавага старэння [J]. Старэнне (Albany Ny), 2018, 10 (6): 1239-1256. DOI: 10.18632 / aging.101463.
[7] Garrido AM, Bennett M. Ацэнка і наступствы старэння клетак пры атэрасклерозе [J]. Сучаснае меркаванне ў ліпідалогіі, 2016, 27 (5): 431-438. DOI: 10.1097 / MOL.0000000000000327.
