Количественный протеомный анализ белков субвентрикулярной зоны, связанных с возрастом и сопутствующих нейродегенеративным заболеваниям

Разработчики

Ксянли Ванг, Чуанминг Донг, Ликсин Сан, Джинфу Чжанг, Джун Ксу и др.

Описание технологии

Старение характеризуется прогрессирующим снижением функции тканей взрослого организма, которое может привести к нейродегенеративным расстройствам. Тем не менее, о корреляции между изменениями белка в субвентрикулярной зоне и возрастными нейродегенеративными заболеваниями известно немного.

В данной технологии для установления таких корреляций использовался протеомный анализ. Из субвентрикулярной зоны головного мозга были получены нервные стволовые клетки новорожденных мышей в возрасте 7 дней, одномесячных и 12-тимесячных мышей. По мере взросления/старения, нервные стволовые клетки демонстрировали возрастающую активность связанной со старением бета-галактозидазы (SA-β-gal) и снижение пролиферации и размера своего пула в субвентрикулярной зоне, что было связано с повышением уровня воспалительных хемокинов и цитокинов. Затем был использован количественный протеомный анализ и интерпретация полученных данных с помощью программного обеспечения Ingenuity Pathway Analysis для оценки значительных возрастных изменений в специфических белках и их функциях. Функционально эти белки в основном были связаны с неврологическими заболеваниями, липидным обменом и биохимией малых молекул. Важно отметить, что паттерны сниженной экспрессии этих белков имели высокую корреляцию с потерей протеостаза и такими нейродегенеративными заболеваниями, как болезнь Паркинсона и болезнь Альцгеймера. Например, содержание протеасомной субъединицы альфа типа 1 (PSMA1), протеасомной субъединицы альфа типа 3 (PSMA3), белков PSMC2, PSMD11 и UCHL1 уменьшалось с возрастом, что соответствовало потере протеостаза и старению нервных стволовых клеток. С другой стороны, содержание белков TPI1, ALDH2, DPYSL2, и ApoE также уменьшалось с возрастом, что согласуется с их участием в процессах нейродегенерации.

Взятые вместе, эти результаты составили ценную информацию о клеточных и молекулярных процессах, лежащих в основе возрастного снижения нейрогенеза в субвентрикулярной зоне.

Практическое применение

Эта технология может быть перспективна для раннего выявления различий в экспрессии генов и установления потенциального риска неврологических заболеваний. Она может принести пользу в исследовании и профилактике этих заболеваний, а также важна для раннего начала их лечения.

Лаборатории

• East Hospital, Tongji University School of Medicine, Shanghai (China)
• Department of Anatomy, Nantong University, Nantong, Jiangsu (China)
• Department of Neuroscience, Sheffield Institute for Translational Neuroscience (SITraN), University of Sheffield, Sheffield (UK)
• Department of Urology, Shanghai Tongren Hospital, Shanghai Jiao Tong University School of Medicine, Shanghai (China)

Ссылки

Публикации

• Wang, X. et al. «Quantitative proteomic analysis of age-related subventricular zone proteins associated with neurodegenerative disease." 6 Scientific Reports, (2016): 37443.
• Dong, C. M. et al. «A stress-induced cellular aging model with postnatal neural stem cells." 5 Cell Death Dis, (201 $): e1116.