Oleh Cocer Peptides 
1 bulan yang lalu
SEMUA ARTIKEL DAN MAKLUMAT PRODUK YANG DISEDIAKAN DI LAMAN WEB INI ADALAH SEMATA-MATA UNTUK PENYEDARAN MAKLUMAT DAN TUJUAN PENDIDIKAN.
Produk yang disediakan di laman web ini bertujuan secara eksklusif untuk penyelidikan in vitro. Penyelidikan in vitro (Latin: *dalam kaca*, bermaksud dalam barang kaca) dijalankan di luar badan manusia. Produk ini bukan farmaseutikal, tidak diluluskan oleh Pentadbiran Makanan dan Ubat (FDA) AS, dan tidak boleh digunakan untuk mencegah, merawat atau menyembuhkan sebarang keadaan perubatan, penyakit atau penyakit. Ia dilarang sama sekali oleh undang-undang untuk memperkenalkan produk ini ke dalam badan manusia atau haiwan dalam apa jua bentuk.
Gambaran keseluruhan
Penuaan selular adalah proses biologi yang penting dalam organisma hidup dan berkait rapat dengan pelbagai fenomena fisiologi dan patologi. Apabila usia meningkat, penuaan selular secara beransur-ansur terkumpul, membawa kepada penurunan fungsi tisu dan organ dan mencetuskan pelbagai penyakit berkaitan usia. Peptida, sebagai kelas molekul bioaktif yang penting, telah mendapat perhatian penting dalam bidang penyelidikan penuaan selular dalam beberapa tahun kebelakangan ini. Penyelidikan menunjukkan bahawa peptida memainkan peranan penting dalam mengawal proses penuaan selular. Meneroka hubungan antara peptida dan penuaan selular adalah sangat penting untuk menjelaskan mekanisme penuaan dan membangunkan campur tangan anti-penuaan.
Rajah 1. Mekanisme proses penuaan kulit. (a) Radikal bebas dan teori tekanan oksidatif. Mitokondria menghasilkan ROS melalui metabolisme oksidatif. ROS yang berlebihan boleh merosakkan struktur mitokondria dan DNA, yang membawa kepada penurunan tahap kolagen dan peningkatan tahap MMP dalam tisu kulit. ( b ) Teori keradangan. Fibroblas dan keratinosit senescent merembeskan sejumlah besar fenotip rembesan yang berkaitan dengan penuaan, termasuk TNF-α, IL-1, IL-6, IFN-γ dan MMP. Sitokin proinflamasi ini mendorong penuaan sel kulit dengan menggalakkan pengeluaran ROS dan mengaktifkan laluan isyarat ATM/p53/p21. ( c ) Teori photoaging. Penyinaran ultraungu mendorong penghasilan ROS dan rembesan MMP, yang merendahkan komponen matriks ekstrasel kulit seperti kolagen. ( d ) Teori kimia glikosil nonenzimatik. Glikosilasi bukan enzimatik ialah tindak balas antara gula penurun bebas dan kumpulan amino bebas protein, DNA dan lipid untuk menghasilkan AGE dan ROS. Pengumpulan AGEs, bersama-sama dengan ROS, boleh membawa kepada perubahan dalam homeostasis sel dan struktur protein.
Penuaan Selular
(1) Konsep dan Ciri-ciri Penuaan Selular
Penuaan selular merujuk kepada keadaan penangkapan pertumbuhan yang tidak dapat dipulihkan yang memasuki sel selepas menjalani beberapa bahagian atau terdedah kepada tekanan tertentu. Ia mempamerkan satu siri ciri tipikal, seperti perubahan dalam morfologi sel, termasuk peningkatan isipadu sel, perataan, dan vakuolisasi sitoplasma; penahanan kitaran sel, dengan sel tidak lagi membiak; dan peningkatan aktiviti β-galactosidase (SA-β-gal) yang berkaitan dengan penuaan, yang kini merupakan salah satu penanda penuaan selular yang paling banyak digunakan. Fenotip rembesan yang diubah, di mana sel merembeskan pelbagai sitokin, kemokin, dan protease, membentuk fenotip rembesan yang berkaitan dengan penuaan (SASP).
(2) Akibat Penuaan Selular
Kemerosotan fungsi tisu dan organ
Sel ialah blok binaan asas tisu dan organ, dan penuaan selular menyebabkan tisu dan fungsi organ terjejas. Dalam tisu kulit, fibroblas senescent mengurangkan sintesis kolagen dan gentian elastik, menyebabkan kulit kehilangan keanjalan, mengalami kedutan, dan mempunyai kapasiti pembaikan yang terjejas. Dalam sistem kardiovaskular, sel endothelial senescent boleh menyebabkan dinding saluran darah menjadi kaku dan keanjalan berkurangan, meningkatkan risiko penyakit kardiovaskular. Dalam sistem imun, penuaan sel imun melemahkan fungsi pertahanan imun badan, menjadikan individu lebih mudah terdedah kepada pencerobohan patogen dan mengurangkan tindak balas imun mereka terhadap vaksin.
Persatuan dengan penyakit berkaitan usia
Penuaan sel dianggap sebagai faktor pendorong penting dalam banyak penyakit berkaitan usia. Dalam penyakit neurodegeneratif seperti penyakit Alzheimer dan penyakit Parkinson, penuaan neuron berkait rapat dengan proses patologi seperti kematian neuron dan keradangan saraf. Dalam diabetes, penuaan sel β pankreas boleh menyebabkan rembesan insulin yang tidak mencukupi, menjejaskan peraturan glukosa darah yang normal. Penuaan sel juga mempunyai hubungan yang kompleks dengan tumorigenesis dan perkembangan tumor. Penuaan sel awal boleh bertindak sebagai mekanisme penindasan tumor, menghalang pembiakan tanpa had sel yang rosak. Walau bagaimanapun, dalam persekitaran mikro tumor, komponen SASP yang dirembeskan oleh sel senescent boleh menggalakkan pertumbuhan sel tumor, pencerobohan dan metastasis.
Peptida
(1) Definisi dan struktur peptida
Peptida ialah sebatian rantai pendek yang dibentuk oleh asid amino yang dihubungkan melalui ikatan peptida. Berdasarkan bilangan sisa asid amino yang terkandung di dalamnya, ia boleh dikelaskan kepada dipeptida, tripeptida, tetrapeptida, dan polipeptida, antara lain. Polipeptida adalah rantai peptida yang lebih panjang, berterusan dan tidak bercabang. Lazimnya, rantai peptida yang mengandungi tidak lebih daripada 50 asid amino dikelaskan sebagai peptida untuk membezakannya daripada protein. Semua rantai peptida, kecuali peptida kitaran, mempunyai residu N-terminal (terminal amino) dan terminal C (terminal karboksi).
(2) Pengelasan Peptida
Pengelasan mengikut Sumber
Peptida endogen: disintesis oleh organisma itu sendiri dan melaksanakan pelbagai fungsi fisiologi dalam badan. Neuropeptida, yang mengambil bahagian dalam penghantaran dan pengawalan isyarat dalam sistem saraf, termasuk endorfin dan enkephalin, yang mempunyai kesan analgesik dan pengawalan mood; peptida hormon, seperti insulin, yang penting untuk mengawal keseimbangan gula dalam darah.
Peptida eksogen: diperoleh daripada makanan atau sumber luaran lain. Sebagai contoh, protein makanan tertentu boleh dihidrolisiskan oleh enzim pencernaan untuk menghasilkan peptida bioaktif, seperti peptida susu, yang mempunyai pelbagai fungsi fisiologi, termasuk kesan antioksidan dan pemodulasi imun. Peptida yang disediakan melalui sintesis kimia atau bioteknologi juga termasuk di bawah peptida eksogen dan biasanya digunakan dalam pembangunan ubat dan terapi klinikal.
Pengelasan mengikut Fungsi
Peptida Antioksidan: Mampu menghilangkan radikal bebas dalam badan dan mengurangkan kerosakan akibat tekanan oksidatif pada sel. Sebagai contoh, peptida antioksidan dedak padi telah ditunjukkan untuk meningkatkan aktiviti enzim antioksidan seperti katalase (CAT) dan glutathione peroksidase (GSH-Px) dalam mitokondria jantung dan tisu otak tikus tua yang disebabkan oleh D-galaktosa, mengurangkan tahap mutasi penghapusan DNA mitokondria dalam otak, dan melindungi sel.
Peptida pemodulasi imun: Ini mengawal fungsi imun badan, meningkatkan atau menyekat tindak balas imun. Sesetengah peptida yang diperoleh daripada organisma marin boleh mengaktifkan sel imun, meningkatkan keupayaan pertahanan imun badan, dan membantu dalam menentang jangkitan patogen dan perkembangan tumor.
Peptida yang mengawal pertumbuhan sel: Ini mempengaruhi proses selular seperti percambahan, pembezaan dan apoptosis. Sebagai contoh, faktor pertumbuhan epidermis (EGF) menggalakkan percambahan dan pembezaan sel epidermis, mempercepatkan penyembuhan luka.
Peranan peptida dalam penuaan selular
(1) Peraturan fungsi mitokondria
Mitokondria memainkan peranan penting dalam pengeluaran tenaga selular dan transduksi isyarat, dan disfungsinya berkait rapat dengan penuaan selular. Peptida terbitan mitokondria (MDP) seperti humanin dan MOTS-c memainkan peranan pengawalseliaan yang penting dalam proses penuaan selular. Berikutan penuaan yang disebabkan oleh keletihan replikatif, doxorubicin, atau rawatan hidrogen peroksida dalam fibroblas manusia primer, bilangan mitokondria meningkat, tahap pernafasan mitokondria meningkat, dan tahap humanin dan MOTS-c juga meningkat. Pentadbiran humanin dan MOTS-c secara sederhana meningkatkan respirasi mitokondria dalam sel senescent yang disebabkan oleh doxorubicin dan mengawal separa komponen SASP melalui laluan JAK, menunjukkan bahawa MDP memainkan peranan penting dalam metabolisme tenaga mitokondria dan pengeluaran SASP dalam sel senescent.
Rajah 2 Jisim mitokondria dan energetik diubah semasa penuaan yang disebabkan oleh doxorubicin. (A) Nombor salinan DNA mitokondria (mtDNA) dalam sel bukan senescent (senyap) dan senescent. (B) Imej perwakilan Tom20 (hijau; mitokondria) dan Hoechst 33258 (biru; nukleus) imunostaining dalam sel tidak senescent (diam) dan senescent. Bar skala, 20 μm. Kawasan pewarnaan Tom20 setiap sel diukur menggunakan ImageJ. (C) Tahap ATP selular dalam sel tidak senyap (senyap) dan senescent. (D) Kadar penggunaan oksigen selular (OCR) dalam sel tidak tua dan sel tua. Pernafasan basal, kapasiti pernafasan ganti, dan pengeluaran ATP dikira berdasarkan suntikan kompaun berurutan mengikut arahan pengilang. (E) Kadar pengasidan ekstraselular (ECAR) dalam sel bukan senescent (senyap) dan senescent.
(2) Kesan pada laluan isyarat berkaitan penuaan
laluan p53-p21
Protein p53 adalah pengawal selia utama penuaan selular. Apabila sel terdedah kepada tekanan seperti kerosakan DNA, p53 diaktifkan, mendorong ekspresi p21, yang menyebabkan kitaran sel terhenti pada fasa G1, yang membawa kepada penuaan selular. Peptida tertentu boleh memodulasi laluan p53-p21, dengan itu mempengaruhi perkembangan penuaan selular. Sesetengah peptida molekul kecil boleh berinteraksi dengan protein p53, menghalang aktivitinya dan dengan itu melambatkan penuaan selular. Kajian telah menunjukkan bahawa peptida tertentu boleh menyekat interaksi antara p53 dan MDM2 (protein yang mengawal p53 secara negatif), menstabilkan protein p53 dan mengekalkannya pada tahap yang sesuai untuk mengelakkan pengaktifan berlebihan yang membawa kepada penuaan selular.
Laluan Rb-E2F
Protein Rb adalah satu lagi protein pengawalseliaan kitaran sel penting yang mengikat faktor transkripsi E2F untuk menghalang ekspresi gen berkaitan kitaran sel. Apabila protein Rb difosforilasi dan tidak diaktifkan, E2F dibebaskan, menggalakkan kemasukan sel ke dalam fasa S untuk replikasi DNA. Semasa penuaan selular, perubahan dalam laluan Rb-E2F membawa kepada penangkapan kitaran sel. Peptida tertentu boleh mengawal penuaan selular dengan memodulasi keadaan fosforilasi protein Rb atau mempengaruhi aktiviti E2F. Sesetengah peptida boleh menghalang fosforilasi protein Rb, mengekalkan kestabilan kompleks Rb-E2F dan dengan itu melambatkan penuaan selular.
(III) Peraturan SASP
SASP terdiri daripada pelbagai sitokin, kemokin, dan protease, antara lain. Rembesannya bukan sahaja menjejaskan persekitaran mikro sel senescent itu sendiri tetapi juga mempengaruhi tisu dan sel sekeliling, menggalakkan tindak balas keradangan dan penuaan tisu. Sesetengah peptida boleh mengawal pengeluaran SASP dan mengurangkan kesan berbahayanya. Peptida terbitan tumbuhan tertentu juga didapati mengawal SASP dengan menghalang pengaktifan laluan isyarat tertentu dan mengurangkan ekspresi faktor berkaitan SASP.
Aplikasi Peptida dalam Melambatkan Penuaan Selular
(1) Aplikasi dalam Produk Penjagaan Kulit
Dengan peningkatan kebimbangan orang ramai tentang penuaan kulit, peptida telah menemui aplikasi yang meluas dalam industri penjagaan kulit. Sebagai contoh, sesetengah produk penjagaan kulit yang mengandungi peptida mendakwa mempunyai kesan anti-kedut dan menegangkan kulit. Penyelidikan menunjukkan bahawa peptida tertentu boleh menggalakkan sintesis kolagen dan meningkatkan keanjalan kulit. Peptida juga boleh mengawal metabolisme sel kulit, meningkatkan fungsi penghalang kulit, mengurangkan kerosakan sel kulit yang disebabkan oleh faktor luaran seperti sinaran UV, dan melambatkan proses penuaan kulit.
Rajah 3 Penuaan pada kulit yang lebih muda ke lebih tua.
(2) Aplikasi dalam Pembangunan Dadah
Rawatan Penyakit Neurodegeneratif
Pembangunan ubat peptida memegang janji besar untuk menangani penuaan neuron dalam penyakit neurodegeneratif. Peptida yang mengawal selia laluan isyarat intraselular, menggalakkan kemandirian neuron dan memudahkan pembaikan telah dibangunkan untuk rawatan penyakit Alzheimer dan penyakit Parkinson. Peptida tertentu boleh menghalang pengagregatan protein abnormal dalam neuron, mengurangkan keradangan saraf, dan melambatkan penuaan dan kematian neuron. Peptida bernama AC-5216 boleh menghalang pengagregatan protein β-amyloid dan meningkatkan fungsi kognitif dalam tikus model penyakit Alzheimer.
Rawatan Penyakit Kardiovaskular
Dalam rawatan penyakit kardiovaskular, ubat peptida boleh menyasarkan proses patologi seperti penuaan sel endothelial vaskular dan penuaan sel miokardium. Sebagai contoh, peptida vasoaktif tertentu boleh mengawal nada vaskular dan fungsi sel endothelial, memperbaiki keadaan penuaan sel endothelial vaskular, dan mengurangkan risiko penyakit kardiovaskular. Sesetengah peptida juga boleh menggalakkan pembaikan dan penjanaan semula sel miokardium, menawarkan aplikasi yang berpotensi dalam rawatan keadaan seperti infarksi miokardium.
Kesimpulan
Penuaan sel, sebagai proses biologi yang kompleks, mempengaruhi kesihatan dan proses penuaan badan. Peptida, sebagai kelas molekul bioaktif yang penting, memainkan peranan pelbagai rupa dalam mengawal selia penuaan sel. Melalui mengawal selia fungsi mitokondria, campur tangan dalam laluan isyarat berkaitan penuaan, dan memodulasi SASP, peptida menunjukkan keupayaan untuk melambatkan penuaan sel.
Sumber
[1] Kalidas C, Sangaranarayanan M V. Peptides[M]//Kalidas C, Sangaranarayanan M V. Kimia Biofizik: Teknik dan Aplikasi. Cham: Springer Nature Switzerland, 2023:129-141.
[2] He X, Wan F, Su W, et al. Kemajuan Penyelidikan tentang Penuaan Kulit dan Bahan Aktif[J]. Molekul, 2023,28(14},NOMBOR ARTIKEL = {5556).DOI:10.3390/molekul28145556.
[3] Altay Benetti A, Tarbox T, Benetti C. Wawasan Semasa tentang Perumusan dan Penyampaian Ejen Terapeutik dan Kosmeseutikal untuk Kulit Penuaan[J]. Kosmetik, 2023,10(2},NOMBOR ARTIKEL = {54).DOI:10.3390/kosmetik10020054.
[4] Wong P F. Editorial: Senescence Selular: Punca, Akibat dan Peluang Terapeutik[J]. Sempadan dalam Biologi Sel dan Perkembangan, 2022,10:884910.DOI:10.3389/fcell.2022.884910.
[5] Zonari A, Brace LE, Al-Katib K, et al. Peptida senoterapi mengurangkan usia biologi kulit dan meningkatkan penanda kesihatan kulit[J]. Biorxiv, 2020. https://api.semanticscholar.org/CorpusID:226263850.
[6] Kim SJ, Mehta HH, Wan J, et al. Peptida mitokondria memodulasi fungsi mitokondria semasa penuaan selular [J]. Penuaan (Albany Ny), 2018,10(6):1239-1256.DOI:10.18632/aging.101463.
[7] Garrido AM, Bennett M. Penilaian dan akibat penuaan sel dalam aterosklerosis [J]. Pendapat Semasa dalam Lipidologi, 2016,27(5):431-438.DOI:10.1097/MOL.0000000000000327.
