환원 스트레스로 인한 심장병 동안 단백질 시그니처 변화
날짜:
2022년 8월 3일
원천:
버밍엄 앨라배마 대학교
요약:
연구원들은 환원 스트레스로 인한 변화를 보고하여 쥐의 심장 세포 프로테옴의 변화를 설명하고 환원 스트레스 심근병증에 대한 프로테옴 시그니처를 공개합니다. 프로테옴은 세포나 조직에서 발현되는 단백질의 보체입니다. 심부전 환자 6명 중 1명은 환원 스트레스를 보입니다.
2년 전 University of Alabama at Birmingham 연구원과 동료들은 환원 스트레스(정상적인 산화/환원 또는 산화환원, 항상성의 불균형)가 마우스 모델에서 심부전과 관련된 병리학적 변화를 유발했다고 보고했습니다. 이것은 6명 중 1명의 심부전 환자가 환원적 스트레스를 보인다는 2018년 임상 연구의 후속 조치였습니다.
이제 그들은 환원 스트레스로 인한 변화에 대한 설명을 확장하여 쥐의 심장 세포 프로테옴의 변화를 설명함으로써 환원 스트레스 심근병증에 대한 프로테옴 시그니처 가능성을 공개했습니다. 프로테옴은 세포나 조직에서 발현되는 단백질의 보체입니다.
분자 및 세포 병리학의 UAB 병리학과 부교수인 Rajasekaran Namakkal-Soorappan 박사가 이끄는 연구원들은 직렬 질량 분석기를 사용하여 마우스에서 대조군 심장과 환원 스트레스 심장 사이의 차등 단백질 발현을 관찰했습니다. 만성 환원 스트레스 모델.
그들은 약 560개의 단백질이 차등적으로 발현되고 32개의 단백질이 크게 변경되었음을 발견했습니다. 20개는 상향 조절되고 12개는 하향 조절됩니다. 환원 스트레스 마우스 모델은 세포에서 산화 환원 항상성을 유지하는 산화 환원 센서인 구성적으로 활성인 NRF2에 의해 발생합니다.
유전자 온톨로지 및 경로 분석을 통해 연구자들은 차별적으로 발현되는 단백질의 대부분이 항산화제, NADPH, 단백질 품질 관리 등과 같은 스트레스 관련 경로에 관여한다는 것을 발견했습니다. 미토콘드리아 호흡, lipophagy 및 심장 리듬과 관련된 단백질은 환원 스트레스 심장에서 극적으로 감소했습니다.
단백질의 가장 크게 변경된 부분집합은 글루타티온 계열에 있었습니다. 글루타티온은 산화환원 항상성에 활성인 항산화제로서 환원되거나 산화된 형태로 존재할 수 있습니다.
놀랍게도, 104개의 변경된 단백질 중 약 절반의 수준이 리보솜이 단백질을 만들기 위해 읽는 유전자 메시지인 전령 RNA의 수준과 상관관계가 없는 것으로 밝혀졌습니다. 이 비동기의 이유는 알려져 있지 않습니다.
변경된 프로테옴과 관련하여 환원 스트레스 생쥐는 병적 심장 리모델링을 나타냈다. 이 심근병증은 심장이 혈액을 펌프질하는 것을 더 어렵게 만들고 심부전으로 이어질 수 있습니다. 연구원들은 또한 환원 스트레스 심장에서 산화, N-에틸말레이미드, 메티오닌 손실 및 아세틸화와 같은 번역 후 변형을 발견했습니다.
Namakkal-Soorappan은 "환원적 스트레스 하에서 우리는 시간이 지남에 따라 환원적 스트레스 심근병증과 관련된 여러 심근 적응 또는 구조 경로의 하향 조절과 병태생리학적 과정의 상향 조절을 관찰했습니다."라고 말했습니다. "따라서 우리의 결과는 인간의 환원 스트레스 매개 프로테옴 변경을 피하기 위해 개인화 된 항산화 치료 전략을 개발하는 근거를 제공합니다."