科学家揭示了一种保护视力的生长因子的功能

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多肽的短蛋白质片段如何保护眼睛后部感光视网膜层中的神经元细胞。这种多肽有朝一日可能被用于治疗退行性视网膜疾病，如老年性黄斑变性(AMD)。这项研究今天发表在神经化学杂志．

由Patricia Becerra博士领导的团队，NEI蛋白质结构和功能部门的负责人，之前已经从一种蛋白质中提取了这些肽蛋白质被称为色素上皮细胞-衍生因子(PEDF)，由视网膜色素产生上皮细胞眼睛后面的那条线。

“在眼睛中，PEDF保护神经元不死亡。它可以防止血管的入侵，防止炎症，具有抗氧化的特性——所有这些都是有益的特性，”该研究的资深作者Becerra说。她的研究表明，PEDF是眼睛维持眼睛健康的自然机制的一部分。PEDF可能对治疗眼疾有作用。如果我们想将这种蛋白质用于治疗，我们需要分离出负责其各种特性的区域，并确定它们各自的工作原理。”

该团队使用了一种著名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，并在营养最低的培养皿中生长。该系统不仅包括视网膜的感光感光细胞，还包括帮助视网膜处理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蛋白具有功能上不同的结构域。贝塞拉实验室此前发现，每个域都可以独立工作。其中一个区域被称为34-mer，因为它是由34个氨基酸组成的，可以阻止血管生长。血管生长异常是视网膜疾病如AMD和糖尿病视网膜病变的核心。第二个PEDF结构域称为44-mer，向视网膜神经元提供抗死亡信号。44-mer还可以刺激神经元生长神经突，这是一种手指状的突起，帮助神经元与相邻神经元进行交流。44-mer的短版只有17个氨基酸(17-mer)具有相同的活性。

米开利斯和他的同事们在培养皿中测试了44-mer是否能保护未成熟的视网膜细胞。在通常的视网膜环境中，没有蛋白质和其他细胞的存在，未成熟的光感受器很快死亡，但可以用PEDF保存。

他们发现44-mer和17-mer都能像全长PEDF一样保存这些感光细胞。

研究人员还发现，在光感受器细胞发育的特定时刻，似乎最需要PEDF活性。光检测发生在被称为外节段的光感受器的一部分，这里是光感视蛋白集中的地方。科学家们发现，当光感受器细胞刚刚开始形成它的外节段时，PEDF就会触发视蛋白的运动，进入它所属的萌芽外节段。

除了光感受器，视网膜上还有其他几种类型的神经元，它们共同作用处理视觉信号。通过神经突，无分泌神经元与将视觉信号传递给大脑的细胞形成了连接，称为突触。Becerra和同事们发现PEDF刺激无分泌细胞在他们的细胞培养模型中发展神经突，发现44-mer和17-mer在刺激这些连接方面至少和原生蛋白质一样有效，甚至更好。

此外，44-mer和17-mer多肽通过与表面的蛋白质受体(PEDF-R)结合而起作用神经元．PEDF激活PEDF- r，它处理像二十二碳六烯酸(DHA)这样的分子，这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先前是由贝塞拉实验室发现的。

“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omega-3脂肪酸(如DHA)的关键成分，无论是在眼睛发育过程中，还是在长期保持眼睛健康的过程中，”Becerra说。“我们希望在不久的将来，我们可以在基于肽的治疗方法中利用这些保护作用。”

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