美国国家眼科研究所(NEI)的研究人员已经确定了某些被称为缩氨酸的短蛋白质片段是如何保护眼睛后部视网膜感光层中的神经元细胞的。这种肽有一天可能被用于治疗视网膜退行性疾病，如老年性黄斑变性(AMD)。
培养中PEDF处理的无长突神经细胞和光感受器细胞。PEDF可促进无轴突的广泛生长，保护光感受器免于细胞死亡，同时促进其分化
这项研究发表在今天的《Journal of Neurochemistry》上。NEI是美国国立卫生研究院的一部分。
由NEI蛋白质结构和功能部门的负责人Patricia Becerra博士领导的团队，之前已经从一种叫做色素上皮衍生因子(PEDF)的蛋白质中获得了这些肽，PEDF是由排列在眼睛后部的视网膜色素上皮细胞产生的。
“在眼睛中，PEDF保护神经元免于死亡。它可以防止血管的入侵，防止炎症，还具有抗氧化特性——所有这些都是有益的特性。”她的研究表明，PEDF是保持眼睛健康的眼睛自然机制的一部分。PEDF可能在治疗眼病方面发挥作用。“如果我们想利用这种蛋白质进行治疗，我们就需要分离出负责其各种属性的区域，并确定每个区域是如何工作的。”
该团队使用了一种经典的细胞培养模型系统，将未成熟的视网膜细胞从新生大鼠的眼睛中分离出来，并在一个营养最低的培养皿中生长。该系统不仅包括视网膜的光感受器，还包括帮助视网膜处理视觉信息并将视觉信息传递给大脑的其他类型的神经元。
“我们的模型系统——使用从动物身上分离出来的细胞——让我们梳理出PEDF保护作用背后的个体过程和机制，”该研究的第一作者、研究生Germán Michelis说。
PEDF蛋白具有不同的功能域。Becerra实验室之前发现，每个领域都可以独立工作。其中一个区域被称为34-mer，因为它是由34个氨基酸组成的，它可以阻止血管生长。异常的血管生长是视网膜疾病如AMD和糖尿病视网膜病变的中心。第二个PEDF域，称为44-mer，为视网膜神经元提供抗死亡信号。44-mer还能刺激神经元生长神经突，这是一种帮助神经元与周围神经元交流的手指状突起。只有17个氨基酸的44-mer的短版本(17-mer)具有相同的活性。
Michelis和他的同事们在培养皿中测试了44-mer能否保护未成熟的视网膜细胞。在正常的视网膜环境中，如果没有蛋白质和其他细胞的存在，不成熟的光感受器会迅速死亡，但可以用PEDF保存。
他们发现，44-mer和17-mer能够像全长PEDF一样保存这些光感受器。
研究人员还发现，在光感受器细胞发育的某个特定时刻，PEDF活动似乎是最需要的。光探测发生在光感受器的外部部分，那里光感视蛋白集中。科学家们发现，当感光细胞刚开始形成外节时，PEDF会触发视蛋白的运动进入它所属的萌芽外节。
除了光感受器，视网膜上还有其他几种类型的神经元，它们一起工作来处理视觉信号。无突起的神经元通过神经突与细胞形成连接，称为突触，这些细胞将视觉信号转发给大脑。Becerra和他的同事们发现，PEDF可以在他们的细胞培养模型中刺激无分泌细胞形成神经突起，并且44-mer和17-mer在刺激这些连接方面至少和天然蛋白一样有效，或者更好。
此外，44-mer和17-mer的肽通过与神经元表面的蛋白受体(PEDF-R)结合而起作用。PEDF激活PEDF-R，而PEDF-R处理像二十二碳六烯酸(DHA)这样的分子，DHA是一种对婴儿发育和眼睛健康至关重要的omega-3脂肪酸。PEDF-R之前是由Becerra实验室发现的。
“我们早就知道DHA对视网膜健康很重要。我们认为PEDF信号可能是调节像DHA这样的omega-3脂肪酸的关键组成部分，无论是在眼睛发育过程中，还是在长期维持眼睛健康方面，”Becerra说。“我们希望，在不久的将来，我们可以利用这些保护作用，以一种基于肽的治疗方法。”
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