Протеомска анализа открива путање старења у 13 људских органа

Међународни тим истраживача предвођен Кинеском академијом наука креирао је протеомски атлас људског старења заснован на 13 органа, идентификујући ткивно специфичне биолошке сатове, неусклађеност транскриптома и протеома и секретоване протеине који могу убрзати системски пад.

Позадина: Зашто је ово важно?

Старење органа је кључни фактор у подложности хроничним болестима. Раније је фокус био на протеинима плазме и метилацији ДНК, али систематско мапирање старења протеина у органима није урађено. Нови протеомски атлас попуњава ову празнину.

Шта су истраживачи урадили

• У раду „Свеобухватни профили људског протеома током 50-годишњег животног века откривају путање и потписе старења“ ( Cell journal), научници су спровели протеомску анализу више ткива која обухвата пет деценија одраслог живота.
• Анализирани су узорци од 76 особа старости од 14 до 68 година: укупно 516 узорака ткива + плазма.
• Коришћено је профилисање масеном спектрометријом високе прецизности и паралелна транскриптомска анализа.

Кључни резултати

Квантитативни подаци:

• Мерено је више од 12.700 протеина из кардиоваскуларног, дигестивног, имуног, ендокриног, респираторног, кожног и мишићно-скелетног система.
• Нуклеарни и митохондријални протеини су били доминантни, посебно у ткивима са високом метаболичком активношћу.

Прекид везе између РНК и протеина:

• У свим органима се са годинама примећује смањење корелације између нивоа мРНК и протеина, посебно у слезини, лимфним чворовима и мишићима.
• Протеини одговорни за синтезу, савијање и коришћење такође су се смањили: рибозомске подјединице, шаперони итд.

Протеинска тријада старења:

• Откривена је акумулација амилоидних протеина (SAA1, SAA2), имуноглобулина и фактора комплемента.
• Аутори су описали осу амилоид-имуноглобулин-комплемент која покреће упалу и указује на колапс контроле квалитета протеина унутар ћелија и његову везу са системским проблемима.

Биолошки сат и старење специфично за органе

• Конструисан је протеомски сат за процену биолошке старости различитих ткива (коришћењем еластичне мрежне регресије).
• Тачност прогнозе: Спирманови коефицијенти од 0,74 до 0,95.
• ТИМП3 (инхибитор металопротеиназа) - био је укључен у 9 органо-специфичних модела.
• Најизраженије промене су на аорти, посебно између 45. и 55. године живота.

Секретовани протеини и интерорганске интеракције

• Идентификовани су протеини који убрзавају старење на системском нивоу.
• CXCL12, хемокин повезан са SASP (сенсцентни секреторни фенотип), био је појачан у 9 ткива.
• Аорта, слезина и надбубрежне жлезде су се са годинама појавиле као главни извори међуорганске комуникације.

„Сенохаб“ је извор сигнала старења:

• Идентификовано је 24 пара лиганд-рецептор плазме повезаних са старећим ћелијама.
• Аорта је названа „сенохуб“ - централни чвор који покреће међуорганско старење.

Примери молекула иницијатора

• GAS6 (лиганд TAM рецептора):

• Са годинама се акумулира у плазми и аорти.
• Изазива старење ендотелних и глатких мишићних ћелија, упалу и поремећај ангиогенезе.
• Мишеви којима је убризган GAS6 показали су васкуларну упалу, смањену физичку активност и дегенерацију ткива.

• ГПНМБ:

• Такође је изазвало маркере старења, упале и смањену миграцију ћелија и способност ангиогенезе.
• Код мишева је погоршао моторичку функцију и повећао васкуларну упалу.

Додатна запажања

• Општа епигенетска нестабилност;
• Координирано опадање митохондријалне функције;
• Ремоделирање протеинских комплекса;
• Рани сигнал старења долази из надбубрежних жлезда.

Закључак

Студија показује да васкуларна ткива делују као сензори и предајници старења, а секретовани протеини (као што су GAS6 и GPNMB) функционишу као молекуларни агенси међуорганског старења.

Добијени протеомски атлас старења је ресурс који може довести до нових приступа у дијагнози биолошке старости, превенцији и терапији болести повезаних са старењем.