Od Cocer Peptides 
prije 1 mjesec
SVI ČLANCI I INFORMACIJE O PROIZVODU DANE NA OVOM WEB SAJTU SU ISKLJUČIVO ZA ŠIRENJE INFORMACIJA I EDUKATIVNE SVRHE.
Proizvodi koji se nalaze na ovoj web stranici namijenjeni su isključivo za in vitro istraživanja. In vitro istraživanja (latinski: *u staklu*, što znači u staklenom posuđu) se provode izvan ljudskog tijela. Ovi proizvodi nisu farmaceutski proizvodi, nisu odobreni od strane US Food and Drug Administration (FDA) i ne smiju se koristiti za prevenciju, liječenje ili liječenje bilo kojeg medicinskog stanja, bolesti ili bolesti. Zakonom je strogo zabranjeno unošenje ovih proizvoda u ljudsko ili životinjsko tijelo u bilo kojem obliku.
Pregled
Ćelijsko starenje je važan biološki proces u živim organizmima i usko je povezan s brojnim fiziološkim i patološkim pojavama. Kako starenje raste, ćelijsko starenje se postepeno akumulira, što dovodi do opadanja funkcije tkiva i organa i izazivanja raznih bolesti povezanih sa starenjem. Peptidi, kao klasa važnih bioaktivnih molekula, privukli su značajnu pažnju u području istraživanja ćelijskog starenja posljednjih godina. Istraživanja pokazuju da peptidi igraju ključnu ulogu u regulaciji procesa starenja ćelija. Istraživanje odnosa između peptida i ćelijskog starenja je od velikog značaja za rasvjetljavanje mehanizama starenja i razvoj intervencija protiv starenja.
Slika 1. Mehanizmi procesa starenja kože. (a) Slobodni radikali i teorija oksidativnog stresa. Mitohondrije proizvode ROS kroz oksidativni metabolizam. Prekomjerni ROS može oštetiti mitohondrijalne i DNK strukture, što dovodi do smanjenja nivoa kolagena i povećanja nivoa MMP u tkivu kože. ( b ) Teorija upale. Senescentni fibroblasti i keratinociti luče veliki broj sekretornih fenotipova povezanih sa starenjem, uključujući TNF-α, IL-1, IL-6, IFN-γ i MMP. Ovi proinflamatorni citokini indukuju starenje ćelija kože promovišući proizvodnju ROS i aktivirajući ATM/p53/p21-signalni put. ( c ) Teorija fotostarenja. Ultraljubičasto zračenje izaziva proizvodnju ROS-a i lučenje MMP-a, što razgrađuje komponente ekstracelularnog matriksa kože kao što je kolagen. ( d ) Neenzimska teorija hemije glikozila. Neenzimska glikozilacija je reakcija između slobodnih redukujućih šećera i slobodnih amino grupa proteina, DNK i lipida za proizvodnju AGE i ROS. Akumulacija AGE, zajedno sa ROS, može dovesti do promjena u ćelijskoj homeostazi i strukturi proteina.
Cellular Aging
(1) Pojam i karakteristike ćelijskog starenja
Ćelijsko starenje se odnosi na nepovratno stanje zaustavljanja rasta u koje ćelije ulaze nakon što su podvrgnute određenom broju dioba ili su bile izložene specifičnim stresorima. Pokazuje niz tipičnih karakteristika, kao što su promjene u ćelijskoj morfologiji, uključujući povećan volumen ćelije, spljoštenje i vakuolizaciju citoplazme; zaustavljanje ćelijskog ciklusa, pri čemu se ćelije više ne razmnožavaju; i povećana aktivnost β-galaktozidaze povezane sa starenjem (SA-β-gal), koja je trenutno jedan od najčešće korištenih markera ćelijskog starenja. Izmijenjeni sekretorni fenotip, gdje ćelije luče različite citokine, hemokine i proteaze, formirajući sekretorni fenotip povezan sa starenjem (SASP).
(2) Posljedice ćelijskog starenja
Pogoršanje funkcije tkiva i organa
Ćelije su osnovni gradivni blokovi tkiva i organa, a ćelijsko starenje dovodi do oštećenja funkcije tkiva i organa. U tkivu kože, senescentni fibroblasti smanjuju sintezu kolagena i elastičnih vlakana, uzrokujući da koža gubi elastičnost, razvija se bore i ima smanjenu sposobnost obnavljanja. U kardiovaskularnom sistemu, stare endotelne ćelije mogu dovesti do ukočenih zidova krvnih sudova i smanjene elastičnosti, povećavajući rizik od kardiovaskularnih bolesti. U imunološkom sistemu, starenje imunoloških ćelija slabi imunološku obrambenu funkciju tijela, čineći pojedince podložnijim invaziji patogena i smanjujući njihov imunološki odgovor na vakcine.
Povezanost sa bolestima vezanim za starenje
Starenje ćelija se smatra važnim pokretačkim faktorom mnogih bolesti povezanih sa starenjem. Kod neurodegenerativnih bolesti kao što su Alchajmerova bolest i Parkinsonova bolest, starenje neurona je usko povezano sa patološkim procesima kao što su neuronska smrt i neuroinflamacija. Kod dijabetesa, starenje β stanica pankreasa može dovesti do nedovoljnog lučenja inzulina, što utiče na normalnu regulaciju glukoze u krvi. Starenje ćelija takođe ima složen odnos sa tumorigenezom i progresijom tumora. Rano starenje ćelija može delovati kao mehanizam supresije tumora, sprečavajući neograničenu proliferaciju oštećenih ćelija. Međutim, u mikrookruženju tumora, SASP komponente koje luče stare ćelije mogu potaknuti rast tumorskih ćelija, invaziju i metastaze.
Peptidi
(1) Definicija i struktura peptida
Peptidi su spojevi kratkog lanca formirani od aminokiselina povezanih peptidnim vezama. Na osnovu broja aminokiselinskih ostataka koje sadrže, mogu se, između ostalog, klasificirati na dipeptide, tripeptide, tetrapeptide i polipeptide. Polipeptidi su duži, kontinuirani i nerazgranati lanci peptida. Obično se peptidni lanci koji ne sadrže više od 50 aminokiselina klasificiraju kao peptidi kako bi se razlikovali od proteina. Svi peptidni lanci, osim cikličkih peptida, imaju N-terminalni (amino-terminalni) i C-terminalni (karboksi-terminalni) ostatak.
(2) Klasifikacija peptida
Klasifikacija prema izvoru
Endogeni peptidi: sintetizira ih sam organizam i obavljaju različite fiziološke funkcije u tijelu. Neuropeptidi, koji učestvuju u prenosu i regulaciji signala unutar nervnog sistema, uključujući endorfine i enkefaline, koji imaju analgetske efekte i regulišu raspoloženje; hormonski peptidi, poput inzulina, koji su ključni za regulaciju ravnoteže šećera u krvi.
Egzogeni peptidi: dobiveni iz hrane ili drugih vanjskih izvora. Na primjer, određeni proteini hrane mogu se hidrolizirati probavnim enzimima kako bi se proizveli bioaktivni peptidi, kao što su mliječni peptidi, koji imaju višestruke fiziološke funkcije, uključujući antioksidativne i imunomodulatorne efekte. Peptidi pripremljeni kemijskom sintezom ili biotehnologijom također spadaju u egzogene peptide i obično se koriste u razvoju lijekova i kliničkoj terapiji.
Klasifikacija po funkciji
Antioksidativni peptidi: Sposobni su za uklanjanje slobodnih radikala u tijelu i smanjenje oštećenja stanica uzrokovana oksidativnim stresom. Na primjer, pokazalo se da antioksidativni peptidi pirinčanih mekinja pojačavaju aktivnost antioksidativnih enzima kao što su katalaza (CAT) i glutation peroksidaza (GSH-Px) u mitohondrijima srca i moždanog tkiva starijih miševa izazvanih D-galaktozom, smanjuju nivo mitohondrijske DNK u stanicama mozga, štite od delecije i mutacije.
Imunomodulirajući peptidi: Oni regulišu imunološku funkciju tijela, pojačavajući ili suzbijajući imunološke odgovore. Neki peptidi dobiveni iz morskih organizama mogu aktivirati imunološke stanice, poboljšati imunološke odbrambene sposobnosti tijela i pomoći u odupiranju infekcijama patogena i razvoju tumora.
Peptidi koji regulišu rast ćelije: Ovi utiču na ćelijske procese kao što su proliferacija, diferencijacija i apoptoza. Na primjer, epidermalni faktor rasta (EGF) potiče proliferaciju i diferencijaciju epidermalnih stanica, ubrzavajući zacjeljivanje rana.
Uloga peptida u ćelijskom starenju
(1) Regulacija mitohondrijalne funkcije
Mitohondrije igraju ključnu ulogu u proizvodnji ćelijske energije i transdukciji signala, a njihova disfunkcija je usko povezana sa starenjem ćelije. Peptidi izvedeni iz mitohondrija (MDP) kao što su humanin i MOTS-c igraju važnu regulatornu ulogu u procesu ćelijskog starenja. Nakon starenja izazvanog replikacijskom iscrpljenošću, tretmanom doksorubicinom ili vodonik peroksidom u primarnim ljudskim fibroblastima, broj mitohondrija se povećava, mitohondrijski respiratorni nivoi se povećavaju, a nivoi humanina i MOTS-c također se povećavaju. Primjena humanina i MOTS-c umjereno povećava disanje mitohondrija u doksorubicinom induciranim starim stanicama i djelomično reguliše SASP komponente putem JAK puta, što ukazuje da MDP igraju važnu ulogu u mitohondrijskom energetskom metabolizmu i proizvodnji SASP u starim stanicama.
Slika 2. Mitohondrijska masa i energija se mijenjaju tokom starenja izazvanog doksorubicinom. (A) Broj kopija mitohondrijalne DNK (mtDNA) u ne-stareće (mirne) i stare ćelije. (B) Reprezentativne slike Tom20 (zeleno; mitohondrije) i Hoechst 33258 (plavo; jezgro) imunobojenja u ne-stareće (mirne) i stare ćelije. Skala bar, 20 μm. Površina Tom20 bojenja po ćeliji mjerena je korištenjem ImageJ. (C) Nivoi ćelijskog ATP-a u ne-stareće (mirne) i stare ćelije. (D) Brzina potrošnje kiseonika u ćelijama (OCR) u ćelijama koje nisu stare i stare. Bazalno disanje, rezervni respiratorni kapacitet i proizvodnja ATP-a se izračunavaju na osnovu sekvencijalnog ubrizgavanja spoja prema uputama proizvođača. (E) Ekstracelularna stopa acidifikacije (ECAR) u ne-stareće (mirne) i stare ćelije.
(2) Učinci na signalne puteve povezane sa starenjem
p53-p21 put
Protein p53 je ključni regulator ćelijskog starenja. Kada su ćelije izložene stresorima kao što je oštećenje DNK, aktivira se p53, izazivajući ekspresiju p21, što uzrokuje zaustavljanje ćelijskog ciklusa u G1 fazi, što dovodi do ćelijskog starenja. Određeni peptidi mogu modulirati put p53-p21, čime utiču na napredovanje ćelijskog starenja. Neki peptidi malih molekula mogu stupiti u interakciju s proteinom p53, inhibirajući njegovu aktivnost i na taj način odlažući ćelijsko starenje. Studije su pokazale da specifični peptidi mogu blokirati interakciju između p53 i MDM2 (proteina koji negativno regulira p53), stabilizirajući protein p53 i održavajući ga na odgovarajućem nivou kako bi se izbjegla prekomjerna aktivacija koja dovodi do ćelijskog starenja.
Rb-E2F put
Rb protein je još jedan važan regulatorni protein ćelijskog ciklusa koji se vezuje za faktor transkripcije E2F kako bi inhibirao ekspresiju gena vezanih za ćelijski ciklus. Kada je Rb protein fosforiliran i inaktiviran, oslobađa se E2F, promovišući ulazak ćelije u S fazu radi replikacije DNK. Tokom ćelijskog starenja, promjene na putu Rb-E2F dovode do zaustavljanja ćelijskog ciklusa. Određeni peptidi mogu regulirati ćelijsko starenje moduliranjem stanja fosforilacije Rb proteina ili utjecajem na aktivnost E2F. Neki peptidi mogu inhibirati fosforilaciju Rb proteina, održavajući stabilnost Rb-E2F kompleksa i na taj način odlažući ćelijsko starenje.
(III) Regulativa SASP-a
SASP sadrži različite citokine, hemokine i proteaze, između ostalog. Njegovo lučenje ne samo da utječe na mikrookruženje samih ćelija koje se staraju, već i na okolna tkiva i ćelije, promovišući upalne odgovore i starenje tkiva. Neki peptidi mogu regulisati proizvodnju SASP-a i ublažiti njegove štetne efekte. Također je utvrđeno da određeni peptidi biljnog porijekla regulišu SASP inhibiranjem aktivacije specifičnih signalnih puteva i smanjenjem ekspresije faktora povezanih sa SASP.
Primjena peptida u odlaganju ćelijskog starenja
(1) Primjena u proizvodima za njegu kože
Sa sve većom zabrinutošću javnosti o starenju kože, peptidi su našli široku primenu u industriji njege kože. Na primjer, neki proizvodi za njegu kože koji sadrže peptide tvrde da imaju efekte protiv bora i učvršćivanje kože. Istraživanja pokazuju da određeni peptidi mogu potaknuti sintezu kolagena i povećati elastičnost kože. Peptidi također mogu regulirati metabolizam stanica kože, poboljšati funkciju kožne barijere, smanjiti oštećenje stanica kože uzrokovano vanjskim faktorima kao što je UV zračenje i usporiti proces starenja kože.
Slika 3 Starenje kod mlađe do starije kože.
(2) Primjena u razvoju lijekova
Liječenje neurodegenerativnih bolesti
Razvoj peptidnih lijekova obećava mnogo za rješavanje starenja neurona kod neurodegenerativnih bolesti. Za liječenje Alchajmerove i Parkinsonove bolesti razvijeni su peptidi koji regulišu intracelularne signalne puteve, potiču preživljavanje neurona i olakšavaju popravku. Određeni peptidi mogu inhibirati agregaciju abnormalnih proteina unutar neurona, smanjiti neuroinflamaciju i odgoditi starenje i smrt neurona. Peptid nazvan AC-5216 može inhibirati agregaciju β-amiloidnih proteina i poboljšati kognitivne funkcije kod miševa modela Alchajmerove bolesti.
Liječenje kardiovaskularnih bolesti
U liječenju kardiovaskularnih bolesti, peptidni lijekovi mogu ciljati patološke procese kao što su starenje vaskularnih endotelnih ćelija i starenje ćelija miokarda. Na primjer, određeni vazoaktivni peptidi mogu regulirati vaskularni tonus i funkciju endotelnih stanica, poboljšati stanje starenja vaskularnih endotelnih stanica i smanjiti rizik od kardiovaskularnih bolesti. Neki peptidi također mogu promovirati popravak i regeneraciju ćelija miokarda, nudeći potencijalnu primjenu u liječenju stanja kao što je infarkt miokarda.
Zaključak
Starenje ćelija, kao složen biološki proces, utiče na zdravlje i proces starenja organizma. Peptidi, kao važna klasa bioaktivnih molekula, igraju višestruku ulogu u regulaciji starenja ćelija. Kroz regulaciju mitohondrijalne funkcije, intervenciju u signalnim putevima povezanim sa starenjem i moduliranjem SASP, peptidi pokazuju sposobnost odlaganja starenja stanica.
Izvori
[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. Napredak istraživanja o starenju kože i aktivnim sastojcima[J]. Molekuli, 2023,28(14},BROJ-ČLANAK = {5556).DOI:10.3390/molekuli28145556.
[3] Altay Benetti A, Tarbox T, Benetti C. Trenutni uvid u formulaciju i isporuku terapeutskih i kozmeceutskih agenasa za starenje kože[J]. Kozmetika, 2023,10(2},BROJ ČLANKA = {54).DOI:10.3390/cosmetics10020054.
[4] Wong P F. Uredništvo: Ćelijsko starenje: uzroci, posljedice i terapeutske mogućnosti[J]. Granice u ćelijskoj i razvojnoj biologiji, 2022,10:884910.DOI:10.3389/fcell.2022.884910.
[5] Zonari A, Brace LE, Al-Katib K, et al. Senoterapeutski peptid smanjuje biološku starost kože i poboljšava markere zdravlja kože[J]. Biorxiv, 2020. https://api.semanticscholar.org/CorpusID:226263850.
[6] Kim SJ, Mehta HH, Wan J, et al. Mitohondrijski peptidi moduliraju mitohondrijalnu funkciju tokom ćelijskog starenja[J]. Starenje (Albany Ny), 2018,10(6):1239-1256.DOI:10.18632/aging.101463.
[7] Garrido AM, Bennett M. Procjena i posljedice starenja ćelija kod ateroskleroze[J]. Aktuelno mišljenje u lipidologiji, 2016,27(5):431-438.DOI:10.1097/MOL.0000000000000327.
