산화 스트레스는 인간 iPSC의 혈관 신생 인자의 정점 및 기저 측 분비에 차별적으로 영향을 미칩니다

Aug 23, 2023

Scientific Reports 12권, 기사 번호: 12694(2022) 이 기사 인용

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망막색소상피(RPE)는 정점에서는 망막을 향해, 기저측에서는 맥락막을 향해 성장인자와 사이토카인을 분비하는 극성 단층입니다. 수많은 RPE 분비 단백질이 연령 관련 황반변성(AMD)의 발병과 연관되어 있습니다. 이 연구의 목적은 RPE 세포의 차등적인 정점 및 기저측 분비체와 AMD 및 혈관신생과 관련된 단백질의 방향성 분비에 대한 산화 스트레스의 영향을 결정하는 것이었습니다. 직렬 질량 태그 분광법을 사용하여 인간 iPSC-RPE 정점 및 기저측 조정 배지에서 단백질을 프로파일링했습니다. H2O2 또는 tBH에 의해 유발된 산화 스트레스 후 분비의 변화를 ELISA 및 Western 분석을 통해 조사했습니다. 926개의 차별적으로 분비된 단백질 중 890개(96%)가 더 정점에 위치했습니다. 산화 스트레스는 AMD 및 혈관신생과 관련된 여러 인자의 분비를 변화시키고 혈관신생 촉진 분자(VEGF, PTN 및 CRYAB)의 분비를 증가시키고 항혈관신생 분자(PEDF 및 CFH)의 분비를 감소시킴으로써 혈관신생 촉진 미세환경을 촉진했습니다. ). PEDF, CRYAB 및 CFH의 경우 정점 분비가 기저측보다 더 많은 영향을 받은 반면, 기저측 분비는 VEGF의 경우 더 많은 영향을 받았는데, 이는 맥락막 혈관신생에 영향을 미칠 수 있습니다. 이 연구는 AMD 및 기타 맥락망막 퇴행성 장애에서 기능 장애 RPE 극성 단백질 분비를 조사하기 위한 토대를 마련합니다.

치료법의 발전에도 불구하고, AMD는 미국에서 651세 이상 성인의 실명의 주요 원인으로 남아 있습니다. AMD의 주요 병태 메커니즘에 대해서는 논란이 있지만, 이 질병은 세포 수준에서 RPE 기능 장애 및 대사 스트레스, 하위 RPE 침착물, 상부 광수용체 사멸, 하부 맥락막 내피 세포 사멸 및 그에 따른 맥락막 얇아짐. 망막 색소 상피(RPE)는 정점 측의 광수용체와 기저측 측의 맥락막 혈관계를 향해 극성화된 방식으로 성장 인자 및 사이토카인을 많이 분비합니다. RPE 방향성 단백질 분비의 장애는 AMD2를 포함한 맥락망막 변성과 관련이 있습니다. 이러한 이전 연구에서는 RPE 세포가 혈관 신생을 촉진하는 혈관 내피 성장 인자(VEGF)를 맥락막 쪽으로 분비하고, 혈관 신생을 억제하는 색소 상피 유래 인자(PEDF)를 광수용체 쪽으로 분비한다는 사실이 밝혀졌습니다3. 보체 인자 H 및 피불린 5와 같은 AMD 위험 대립유전자를 가진 추가 단백질도 RPE 세포에서 방향적으로 분비됩니다2,4. 또한, RPE는 각각 Sorsby 황반 이영양증 및 Doyne 벌집 황반 이영양증을 유발하는 TIMP3 및 EFEMP1과 같은 Mendelian 질병 유전자에 의해 코딩된 단백질의 방향성 분비를 보여줍니다5,6.

RPE 세포의 극성 분비물은 완전히 문서화되지 않았으며, 어떤 추가 RPE 분비 단백질이 망막 및 맥락막 건강에 영향을 미칠 수 있는지는 아직 알려지지 않았습니다. RPE 분비물에 대한 이전의 많은 연구에서는 플라스틱 웰에서 기존의 세포 배양을 사용하여 정점 조절 배지만 조사했으며 기저측 분비 단백질을 포착하지 못했습니다. 이는 맥락막 혈관신생 및 지리학적 위축의 맥락막 변성에 모두 영향을 미칠 수 있습니다. 보다 최근의 연구에서는 RPE 세포의 차등 극성 분비체를 이해하는 것이 AMD 및 기타 맥락망막 퇴행성 질환에서 기능 장애 단백질 분비를 조사하는 데 기초가 되므로 정점 및 기저측 단백질 분비를 모두 조사했습니다. 이 연구의 목적은 RPE 단백질의 방향성 분비와 산화 스트레스가 AMD에서 중요한 단백질의 극성 분비에 어떻게 영향을 미칠 수 있는지를 추가로 조사하는 것입니다. 인간 유도 만능 줄기 세포(iPSC) 유래 RPE 계통은 투과성 지지대에서 성장하여 분비된 단백질의 정점 및 기저측 프로필을 모두 평가할 수 있으며, 특히 세포 외에서 기능하는 것으로 알려진 단백질에 초점을 맞춰 인접한 광수용체와 맥락막에 잠재적으로 영향을 줄 수 있습니다. 혈관계. H2O2 및 tBH(tert-부틸 하이드로퍼옥사이드) 산화 스트레스 모델을 사용하여 신생혈관 형성에 기여할 수 있는 RPE 단백질의 방향성 분비 변화를 보여줍니다.