Nová zjištění v oblasti buněčného stárnutí a proteinu PTCHD4
Výzkumný tým se zaměřil na roli proteinu PTCHD4 v procesu buněčného stárnutí. Tento protein byl v dosavadní odborné literatuře popsán pouze okrajově, především v souvislosti s jeho strukturní podobností s proteinem PTCH1, který ovlivňuje signální dráhu Hedgehog. Specifická funkce PTCHD4 však dosud nebyla známa.
Analýza distribuce a výskytu proteinu
V běžných podmínkách je přítomnost PTCHD4 v buňkách zanedbatelná. Experimenty však ukázaly, že hladina tohoto proteinu stoupá při vystavení buněk genotoxickému stresu, jako je působení bleomycinu. K tomuto nárůstu dochází v různých typech buněk, včetně lidských fetálních plicních fibroblastů, embryonálních fibroblastů myší a buněk plicního epitelu. Data z projektu Aging Atlas a databází NCBI potvrzují zvýšenou expresi tohoto proteinu v souvislosti s chorobnými stavy a procesem stárnutí.
Pozorování prokázala korelaci mezi hladinou PTCHD4 a známými biomarkery buněčného stárnutí. U starých jedinců a jedinců s projevy předčasného stárnutí byl výskyt PTCHD4 v tkáních vyšší. Obdobné výsledky byly zaznamenány u pacientů s idiopatickou plicní fibrózou, kde vyšší koncentrace PTCHD4 v plicní tkáni odpovídala zvýšené expresi markerů senescence.
Vliv PTCHD4 na proces stárnutí buněk
Experimenty na embryonálních fibroblastech myší ukázaly, že absence PTCHD4 zpomaluje nástup buněčného stárnutí. Zatímco běžné buňky vykazovaly známky senescence, jako je aktivita beta-galaktosidázy, dříve, buňky s eliminovaným genem pro PTCHD4 dosahovaly stejného stavu po delší době. Naopak umělé zvýšení hladiny PTCHD4 vedlo k předčasnému nástupu markerů stárnutí a zánětlivých biomarkerů, jako jsou interleukiny IL6 a IL8.
Testy na zvířecích modelech potvrdily, že jedinci bez exprese PTCHD4 vykazují vyšší odolnost vůči faktorům vyvolávajícím symptomy stárnutí, jako je D-galaktóza. U přirozeně stárnoucích myší bez tohoto proteinu byla pozorována delší délka života a absence změn pigmentace srsti, které jsou typické pro přirozený proces stárnutí u kontrolní skupiny. V modelech plicní fibrózy vykazovaly subjekty bez PTCHD4 mírnější poškození tkání a lepší plicní funkce.
Mechanismus účinku a další výzkum
Studie naznačuje, že vliv PTCHD4 na procesy stárnutí nesouvisí se signální dráhou Hedgehog, ale s aktivací signální dráhy AKT. Aktivace dráhy AKT obvykle s věkem roste, přičemž absence PTCHD4 tento vzestup tlumí. Pokud byl protein AKT do buněk bez PTCHD4 vpraven uměle, ochranný efekt plynoucí z absence PTCHD4 se neprojevil.
Zjištěné skutečnosti naznačují, že PTCHD4 by mohl být potenciálním cílem pro intervence zaměřené na stárnutí či na nemoci spojené s fibrózou. Aktuálně jde o počáteční výzkum, který vyžaduje další verifikaci, objasnění vztahu mezi PTCHD4 a AKT a určení možných vedlejších účinků případné suprese tohoto proteinu u organismů.