Kvantitativ proteomikk avslører betydelige forskjeller mellom musehjerneformasjoner 2

Vær så snill og kontaktoscar.xiao@wecistanche.comfor mer informasjon

12. Kolinerg overføring

Acetylkolinoverføring formidles av to klasser av reseptorer: de nikotiniske reseptorene, som er acetylkolin-gatede ionekanaler for natriumkationer, og muskarine reseptorer, som er metabotropiske reseptorer koblet til aktiviteten til trimere G-proteiner.

Uventet, i vår studie, var vi ikke i stand til å oppdage peptider som utvetydig kunne tilskrives nikotinreseptorer. På den annen side bestemte vi titeren til flere medlemmer av muskarine kolinerge reseptorer. 12.1.Muskarinreseptorer——Sjarme

I hippocampus og cortex, men ikke i lillehjernen, målte vi titeren av Chrml, Chrm3 og Chrm4 (Figur 5A-C). I begge hjerneformasjonene var Chrml den mest utbredte muskarinreseptorunderenheten. Aldring reduserte nivået av Chrml og Chrm3 i hippocampus, mens konsentrasjonene av Chrm3 og Chrm4 ble redusert i cortex (Figur 5A, B).

12.2.Acetylkolinmetabolisme

Kolinacetyltransferase (Chat) er et enzym involvert i acetylkolinsyntese. Vi fant at uttrykket var 2-dobbelt økt i hippocampus til gamle dyr (figur 5A). I motsetning til Chat ble ikke titeren av acetylkolinesterase (Ache), et enzym som degraderer nevrotransmitteren, påvirket av aldring i denne hjernestrukturen (Figur 5A).

Klikk her for å vite mer

I cortex var konsentrasjonene av Chat og Ache signifikant høyere enn i hippocampus og lillehjernen; de ble imidlertid ikke påvirket av aldring (Figur 5A-C).

Vi observerte heller ikke aldersrelaterte endringer i konsentrasjonene av Chat og Ache i lillehjernen, hvor mengden av proteinene var lavest fra alle de analyserte hjerneområdene.

12.3. Vesikulær acetylkolintransportør—Slc18a3

Slc18a3 er et protein som er ansvarlig for lasting av acetylkolin i synaptiske vesikler.cistanche levetidsforlengelseVår studie viser at konsentrasjonen av Slc18a3 var den høyeste i cortex hos unge mus (tilleggstabell S1), og at aldring reduserte nivået av Slc18a3 med omtrent 80 prosent (Figur 5B). I hippocampus ble ikke proteinmengden påvirket ved aldring (Figur 5A), og i lillehjernen, ble proteinet bare påvist hos gamle dyr (tilleggstabell S1).

13. Monoaminreseptorer, signaloverføring og metabolisme

13.1.Reseptorer

Selv om vi kunne måle titeren til flere membranproteiner involvert i monoaminsignalering (f.eks. i monoamingjenopptak), oppdaget vi bare noen få medlemmer av monoaminreseptorer. Vi fant ikke peptider spesifikt tilskrevet dopaminreseptorer, og blant mange grupper av serotoninreseptorer var vi i stand til utvetydig å måle titeren til bare en serotoninreseptor (Htrla) i hippocampus til gamle dyr (tilleggstabell S1).

I hippocampus målte vi titeren til to medlemmer av alfa-adrenerge reseptorer: a2a(Adra2a) og a2c(Adra2c)(Figur 6A). Konsentrasjonen deres var lavere hos gamle dyr; endringene var imidlertid ikke statistisk signifikante. I cortex var Adra2c til stede både hos unge og gamle dyr, men AdraZa ble uttrykt kun hos unge dyr (Figur 6B). I lillehjernen var den eneste påviste alfa-adrenerge reseptoren AdraZa hos unge dyr (Figur 6C). denne studien var vi ikke i stand til entydig å tilordne noen peptider til beta-adrenerge reseptorproteiner, Adrb.

I motsetning til beta-adrenerge reseptorer fant vi en signifikant reduksjon i uttrykket av kinaser involvert i desensibiliseringen av disse reseptorene, Adrbkl, i hippocampus og lillehjernen (Figur 6A-C).cistanche nzDette antyder at beta-adrenerge reseptorer kan uttrykkes allestedsnærværende i hjernen, men på grunn av metodikken som ble brukt i eksperimentet vårt, kunne ikke peptidene relatert til Adrb-reseptorer ha blitt tildelt proteinene.

cistanche kan anti-aldring

13.2.Monoamingjenopptak

Konsentrasjonen av serotonintransportøren (Slc6a4) ansvarlig for nevrotransmitterens gjenopptak var til stede i alle de studerte hjernestrukturene og var praktisk talt upåvirket av aldring (Figur 6A-C). Vi observerte en statistisk signifikant økning i Slc6a4 i hippocampus til gamle mus; denne økningen var imidlertid svært lav (Figur 6A). I ​​motsetning til hippocampus fant vi omtrent en 3,5 ganger høyere titer av Slc6a4 i eldre lillehjernen, men økningen var ikke statistisk signifikant (Figur 6C).

Vi bestemte titeren til en dopamintransportør (Slc6a3) i cortex (figur 6B). Konsentrasjonen ble ikke påvirket av aldring.

14. Deaktivering av monoamin

14.1.Monoaminoksidase—Mao

Monoaminoksidase katalyserer deaminering av aminer og er involvert i nedbrytningen av monoaminer frigjort av nevroner og gliaceller. Det er to isoformer av Mao, Maoa og Maob, hvis uttrykk tilskrives henholdsvis nevroner og gliaceller [36].

Resultatene av vår studie avslører at begge Mao-isoenzymene ble uttrykt allestedsnærværende i alle hjerneformasjonene (Figur 6A-C). I hippocampus ble konsentrasjonen av Maoa redusert ved aldring, mens nivået av Maob var betydelig forhøyet i de gamle dyrene. (Figur 6A).cistanche penis størrelseDen samme trenden kunne observeres for Mao-isoformene i cortex (Figur 6B).

I lillehjernen var titeren til Maoa upåvirket av aldring, men konsentrasjonen av Maob var mer enn fire ganger høyere hos gamle dyr enn hos unge (Figur 6C). 14.2.Catechol O-Methyltransferase——Comt

Katekol O-metyltransferase katalyserer O-metylering og dermed inaktiveringen av monoaminer som adrenalin, dopamin og serotonin. I vår analyse fant vi at enzymet var relativt rikelig i alle de studerte hjerneformasjonene, og at nivået ikke ble påvirket av aldring (Figur 6A-C).

15. Monoaminsyntese

15.1.Tryptofanhydroksylase 2—Tph2

Tryptofanhydroksylase er enzymet som katalyserer det første trinnet i serotoninsyntesen. Vår studie viser at nivået av Tph2 i alle hjernestrukturene til gamle dyr var likt (Figur 6A-C). I hippocampus til unge dyr var titeren av Tph2 mye lavere enn i andre hjerneformasjoner, men aldring resulterte i en signifikant, mer enn 8- ganger økning i titeren til enzymet i denne strukturen (figur 6A). I cortex og cerebellum hadde aldring ingen effekt på uttrykket av enzymet (figur 6B,C).

15.2.Tyrosinhydroksylase—Th

Th er involvert i det første trinnet av monoamin (som dopamin, adrenalin og nora-drenalin) syntese fra tyrosin. Titeren til Th var den høyeste i cortex (Figur 6C), og tilstedeværelsen av enzymet ble ikke påvist i hippocampus (Figur 6A).cistanche pulverAldring hadde ingen effekt på uttrykket av Th i begge hjerneformasjonene (Figur 6B, C).

15.3. Aromatisk-L-aminosyredekarboksylase—Ddc

Ddc (også kjent som DOPA-dekarboksylase og AADC, og 5-hydroksytryptofandekarboksylase) deltar i nevrotransmittersyntese, og katalyserer dekarboksyleringen av forskjellige substrater som DOPA, fenylalanin, histidin og 5-hydroksytryptamin. I våre studier fant vi at Ddc var mer enn to ganger høyere i hippocampi til gamle dyr (Figur 6A), mens proteinmengden i cortex og cerebellum ikke ble signifikant modifisert av aldring (Figur 6B, C).

16. Signaltransduksjon

Stimulering av flere metabotropiske reseptorer er assosiert med modifikasjon av aktiviteten til adenylatcyklase og/eller fosfolipaser og endringer i konsentrasjonen av sekundære budbringere som cAMP og inositoltrisfosfater. 16.1.Adenylyl Cyclase——Adcy

Adcy er enzymet som katalyserer dannelsen av cAMP fra ATP, og dets aktivitet reguleres etter stimulering av metabotropiske kolinerge og katekolaminerge reseptorer. Vår studie avslører at i hippocampus var Adcy2 og Adcy9 de mest tallrike isoformene av cyclase (figur 6A). Vi fant at konsentrasjonen av hovedformen av enzymet i hippocampus, Adcy9, var signifikant økt hos gamle mus, mens titeren av Adcy1, Adcy3, Adcy6 og Adcy8 sank hos gamle dyr (Figur 6A). Aldring hadde ingen effekt på overfloden av hovedformene Adcy, Adcy5 og Adcy9, i cortex, men det reduserte titeren til Adcy1, Adcy2, Adcy3 og Adcy6 (figur 6B). Vi observerte også en reduksjon i hoved-Adcy-isoformen i lillehjernen, Adcy (Figur 6C).

16.2. Fosfolipase C—Plc

Fosfolipase C (Ple), et enzym som hydrolyserer fosfolipider, er involvert i intracellulær signaloverføring etter stimulering av den muskarine kolinerge reseptoren (Chrm) og alfa-adrenerge reseptoren (Adra1) [37].

I vår studie fant vi flere medlemmer av Ple-klassen i alle de studerte hjernestrukturene (Figur 6A-C). De mest tallrike Plc-isoformene i hippocampus var Plcgl og Plch2, hvis titer ikke ble påvirket av aldring (Figur 6A). I motsetning til hippocampus, ble nesten alle Ple isoformer, bortsett fra Plcd3, nedregulert i cortex av gamle mus (Figur 6B). I lillehjernen var Plcb4 den dominerende isoformen av Plc, men titeren var upåvirket av aldring (Figur 3C). ). Den eneste Ple hvis konsentrasjon var forskjellig i lillehjernen til gamle mus var Plch2 (Figur 6C).

17.Cytomatrix Active Zone——CAZ

CAZ er en presynaptisk region involvert i frigjøring av nevrotransmitter [38]. Proteiner i denne regionen medierer, direkte og indirekte, synaptisk vesikkelfusjon med den presynaptiske membranen. Blant denne gruppen av proteiner kan det skilles ut flere funksjonelle klasser: SNARE (løselige N-etylmaleimidsensitive faktorfesteproteinreseptorer), som kan deles inn i v-SNARE (vesikkelassosierte SNARE) og t-SNARE (målmembran). -assosierte SNAREs), og proteiner involvert i kalsiummediert dokking av synaptiske vesikler [39].

I vår analyse observerte vi ikke mange signifikante aldersrelaterte endringer i konsentrasjonen av CAZ-proteiner i hippocampus og lillehjernen (Figur 7A,C). De eneste alderspåvirkede proteinene i hippocampus var Snap25 og Vap, hvis titere var lavere i gamle mus (Figur 7A).cistanche salsa ekstraktPå den annen side ble konsentrasjonen av flere CAZ-proteiner betydelig modifisert, vanligvis forhøyet, ved aldring i cortex (figur 7B). De mest fremtredende endringene var relatert til v- og t-SNARE-proteiner som syntaksiner (Stx), synap-totagmin (Syt), synaptobreviner (Vamp), synaptogyriner (Syngr) og synaptofysiner (Syp) (Figur 7B). Dette ble ledsaget av en økning i konsentrasjonene av proteiner involvert i det kalsiumavhengige maskineriet for synaptisk vesikkeldokking og forankring, som f.eks.

18.Postsynaptisk tetthet——PSD

Den postsynaptiske tettheten er den proteinrike regionen festet til den postsynaptiske membranen der proteiner involvert i signalmottak og overføring, samt modulering av synaptisk plastisitet, er lokalisert [40]. I vår studie fant vi flere medlemmer av PSD-proteiner i alle de studerte hjernestrukturene (tilleggstabell S1), og endringer i titerne til noen av dem (reseptorer, proteiner involvert i syntesen av sekundære budbringere, etc.) er beskrevet i tidligere deler av avisen. Konsentrasjonen av PSD-proteiner i lillehjernen ble ikke signifikant endret ved aldring. Psd og Shank3 var de eneste unntakene: titeren deres ble henholdsvis redusert og forhøyet hos gamle dyr (Figur 7C). I motsetning til lillehjernen reduserte aldring konsentrasjonen av flere medlemmer av PSD-proteiner i cortex og hippocampus signifikant (Figur 7A, B). Blant dem var slike proteiner viktige for synaptisk plastisitet som Dlg4/Psd95, Syngap1, Shankl og Shank2 i cortex (Figur 7B), og Psd, Dlg, Dlgap og Shank i hippocampus (Figur 7A). En detaljert liste over disse endringene er gitt i tilleggstabell S1.

19. Transsynaptiske celleadhesjonsmolekyler – CAM-er

Transsynaptiske celleadhesjonsmolekyler regulerer synaptisk plastisitet via organiseringen av den synaptiske forbindelsen, kontrollerer synapsemorfologi og regulerer reseptorfunksjoner [41]

Vi målte kvantitativt titerne til nesten 140 proteiner annotert til de transsynaptiske celleadhesjonsmolekylene (tilleggstabell S1). Totalt sett ble nivået av de fleste av CAM-ene påvirket av aldring i hippocampus og cortex (Figur 8A, B), men relativt små endringer ble observert i lillehjernen (Figur 8C). Vi observerte en signifikant reduksjon i konsentrasjonen av flere celleadhesjonsmolekyler som cadheriner (Cdh), cateniner (Ctnn), efriner (Eph), reseptortype tyrosin-proteinfosfatase (Ptpr), neurexins (Nrxn) og Lin7-proteinet, både i hippocampus og i cortex av gamle dyr (figur 8A,B). Hele settet med proteiner presentert i figur 8 er beskrevet i tabell 1, og titeren til ulike isoformer av Cdh, Ctnn, Eph og Nrxn er presentert i Tilleggstabell S1.

De mest signifikante endringene i lillehjernen var assosiert med uttrykket av Lgi, hvis konsentrasjon var mer enn to ganger høyere hos gamle mus (Figur 8C). Lgis er utskilte proteiner som regulerer reseptorfordeling og cellulære interaksjoner i nervesystemet [73]. Selv om titeren til de fleste celleadhesjonsproteinene i lillehjernen var upåvirket av aldring, ble titeren til noen av dem som efriner (Eph), liprin-alfa (Ppfia) og neurexins (Nrxn) redusert (Figur 8C). Vi fant også en betydelig økning i Lgi-proteinet i hippocampus og cortex (figur 8A-C). Rollene til individuelle CAM-er er oppsummert i tabell 1.

20. Ekstracellulær matrise (ECM) perineuronal nett (proteiner

PNN-er er ekstracellulære matrisestrukturer som dekker overflaten av nevroncellekroppen og fremspring i sentralnervesystemet og stabiliserer synapser i voksne hjerner. PNN-er består hovedsakelig av kondroitinsulfatproteoglykaner [74].

Vi fant mer enn 70 medlemmer av PNN-ene i unge og gamle murine hjernestrukturer (tilleggstabell S1). Generelt observerte vi forhøyede nivåer av PNN-proteiner i gamle hjerner, og disse økningene ble hovedsakelig tilskrevet en enorm økning i Hapln (hyaluronan og proteoglykan-koblingsprotein), hovedkomponenten i PNN-er (Figur 9A-C). Bortsett fra Japan, ble titeren av kollagener (Col) økt i hippocampus og lillehjernen, og lamininer (Lam) ble forhøyet i alle de studerte hjernestrukturene (Figur 9A-C). Uventet fant vi at noen av PNN-proteinene ble nedregulert i gamle mus, for eksempel konsentrasjonene av talin-2(TIn2) og semaforiner (Sema) i hippocampus og cortex (figur 9A,B).

Ved å analysere ECM-proteinet fant vi en interessant avhengighet: titrene til de fleste store proteoglykaner (som Agrn, Ncan, Vcan og Bcan) ble betydelig økt i hippocampus og lillehjernen til gamle dyr, men ikke i cortex (Figur 9A- C). Cortex ser også ut til å være den mest stabile hjerneformasjonen i sammenheng med uttrykket av ECM-remodelleringsenzymer. Vi fant flere medlemmer av ADAM-proteaser i alle de studerte hjernestrukturene. Bare ADAM23-konsentrasjonen ble forhøyet ved aldring i cortex (Figur 9B), ADAM10, ADAM11 ADAM22 og ADAM23 ble økt i hippocampus til gamle mus, mens titerne til ADAM22 og ADAM23 ble forhøyet i cortex (Figur 9A,C) .

Blant metalloproteinaser kunne vi måle konsentrasjonen av bare Mmp17, og den ble litt redusert ved aldring i hippocampus og lillehjernen (Figur 9A-C). Rollene til CAM-proteingruppene er oppsummert i tabell 2.

21. Diskusjon

Aldringsassosierte endringer i proteinsammensetningen i hjerneformasjoner er fortsatt langt fra godt forstått. Flere verdifulle data er levert av studier ved bruk av immuncytokjemiske og immunhistokjemiske teknikker. De demonstrerte et mangfoldig uttrykk av flere proteiner i forskjellige hjernestrukturer, og til og med i forskjellige populasjoner av nevroner [97-99]. På grunn av de metodologiske begrensningene har imidlertid slike studier vært begrenset til et lite antall proteiner, og de kunne bare levere semi-kvantitative data om proteinuttrykk. De kunne heller ikke levere den virkelige konsentrasjonen av proteiner, gitt i absolutte verdier (f.eks. i mol/g protein), i de studerte prøvene.

I denne artikkelen brukte vi en massespektrometribasert teknikk, den merkefrie totalproteintilnærmingsmetoden, for å kvantitativt beskrive proteiner involvert i signaloverføring i hippocampus, hjernebarken og lillehjernen til unge og gamle mus. Alle hjerneformasjoner er heterogene strukturer sammensatt av forskjellige celler, blant hvilke nevroner og astrocytter er de mest tallrike. På grunn av det kan ikke resultatene som presenteres i denne artikkelen utvetydig kommenteres til nevroner eller gliaceller. I flere tilfeller er imidlertid uttrykket av de analyserte proteinene kjent for å være relatert nesten utelukkende til én type celle, for eksempel GABA-syntetiserende enzymer i hippocampus, som hovedsakelig er assosiert med interneuroner (for gjennomgang, se [100]) .

Vår analyse viste at det molekylære maskineriet involvert i den eksitatoriske og hemmende overføringen (henholdsvis glutamatergisk og GABAergisk) i hippocampus og cortex ble betydelig endret (redusert) ved aldring. I sin tur var uttrykket av glutamat- og GABA-reseptorer i lillehjernen praktisk talt uendret; Imidlertid var titeren av GADs (enzymene involvert i GABA-syntese) sterkt forhøyet hos gamle mus.

Den reduserte konsentrasjonen av proteiner involvert i glutamatergisk og GABAergisk overføring kan indikere en redusert nevronal plastisitet av hippocampus og cortex hos gamle dyr.

Den reduserte titeren til Camk4 kan være den neste markøren for den lavere synaptiske plastisiteten til gamle dyr, da Camk4 er et protein som er uunnværlig for dannelsen av langtidshukommelse [101]. Vi observerte ikke bare en signifikant reduksjon i Cam4 i alle de studerte hjerneformasjonene, men også et svært høyt nivå av denne kinasen i lillehjernen, som er i tråd med studier som viser den betydelige rollen til aktiv Camk4 for cerebellar langtidsdepresjon, mht. være hovedformen for synaptisk plastisitet i denne hjernestrukturen[102-104]. Vi fant ingen aldersrelaterte forskjeller i titeren til Camk2, som er kjent for å være direkte involvert i synaptisk forbedring. Imidlertid er Camk2 et protein uttrykt på et veldig høyt nivå og involvert i en rekke cellulære hendelser, og derfor er mangelen på statistisk signifikante endringer i hele strukturene ikke uventet.

Vi observerte ikke mange endringer i konsentrasjonen av andre kinaser involvert i synaptisk overføring og plastisitet, slik som PKA og Mark. Imidlertid fant vi at konsentrasjonen av Prkac, en katalytisk underenhet av PKA, reduseres betydelig ved aldring i hippocampus. Dette kan tyde på lavere eksitatorisk overføring og plastisitet av eldre hippocampi fordi PKA-avhengig fosforylering av AMPA-underenhetene direkte kontrollerer den synaptiske inkorporeringen av AMPA-reseptorer [105].

Uventet klarte vi ikke å måle titrene til nikotiniske acetylkolinreseptorer (så vel som dopamin- og serotoninreseptorer, bortsett fra Htrla). Siden vi identifiserte flere andre membranproteiner, er mangelen på disse reseptorene i vår analyse ikke en effekt av prøveprepareringsmetoden, men skyldes et faktisk fravær av unike peptider som utvetydig kan kommenteres til disse reseptorene.

I motsetning til nikotinreseptorer, identifiserte vi muskarine acetylkolinreseptorer (Chrm) i hippocampus og cortex, og vi fant at titeren deres ble betydelig redusert hos gamle dyr. Interessant nok ble konsentrasjonen av enzymet Chat involvert i acetylkolinsyntese betydelig økt i hippocampus og lillehjernen, og lillehjernen var den eneste hjernestrukturen der vi ikke var i stand til å måle Chrm-konsentrasjonen.

Den mest uttalte forskjellen mellom unge og gamle dyr med hensyn til adrenerg overføring var den svært høye økningen i titeren av monoaminoksidase b, et enzym som er ansvarlig for deaktivering av aminer. Dette kan tyde på at adrenerg overføring og totalt sett den katekolaminerge signaleringen er redusert hos gamle dyr. Imidlertid fant vi også en betydelig aldringsassosiert reduksjon i Adrbkl-konsentrasjonen, en kinase som er involvert i desensibilisering av adrenerge reseptorer. Nedreguleringen av Adrbkl bør føre til en økning i sensitiviteten til adrenerge reseptorer – en tilpasning til reduserte mengder nevrotransmittere forårsaket av en sterkt økt aktivitet av Moab.

Kapasiteten til å frigjøre nevrotransmittere avhenger også av tilstedeværelsen av proteiner involvert i synaptisk vesikkelhandel. Vår studie viser at konsentrasjonen av proteiner som er involvert i frigjøring av nevrotransmitter, slik som v-SNAREs, t-SNAREs og eksocytoseassosierte proteiner, var relativt konstant under aldring i hippocampus og cerebel-lum. I motsetning til dette var titeren av proteiner involvert i frigjøring av nevrotransmitter betydelig forhøyet i gamle cortex, noe som kan tyde på at mengden aktive synapser i gamle cortex er høyere enn i unge cortex. apparatet i cortex var ikke korrelert med en økning i de postsynaptiske proteinene som danner maskineriet for signalmottak og overføring. Vi observerte en signifikant reduksjon i titeren til disse proteinene både i cortex og i hippocampus.

Siden synaptisk plastisitet også avhenger av uttrykket av proteiner som organiserer synapsemorfologi, sjekket vi konsentrasjonen av de transsynaptiske celleadhesjonsmolekylene og ekstracellulære matriseproteiner som danner perineuronale nett.

Vi fant at titerne til de fleste CAM-er ble redusert i eldre hippocampi og cortex, mens konsentrasjonene av disse proteinene i lillehjernen var relativt stabile. Selv om uttrykket til flere medlemmer av CAM-er har blitt studert i sammenheng med Alzheimers sykdom [106-108], gir analysen vår det første globale bildet av aldersavhengige endringer i CAM-uttrykk. I motsetning til nesten alle andre CAM-er fant vi en signifikant økning i Lgi-proteinnivået. Lgi-proteiner er kjent for å delta i synapsedannelse og modning, men også i myeliniseringsprosessen (for gjennomgang, se [42]). Avgjørende Lgi-bindingspartnere i synapseutvikling er ADAM-proteiner som ADAM11, ADAM22 og ADAM23 [42]. I våre studier oppdaget vi betydelige økninger i konsentrasjonene av alle disse ADAM-isoformene i hippocampus. Dette funnet antyder et høyere antall modne, stabile synapser i eldre hippocampi enn hos unge hippocampi.

Derimot fant vi at flertallet av de perineuronale nettoproteinene var mer rikelig i de gamle hjerneformasjonene. Forskjellene var mest uttalt for Hapln-, Acan- og Bgn-proteinene, hvis titere var forhøyet i alle hjernestrukturene.

Dessuten observerte vi også en betydelig økning i proteoglykaner i hippocampus og lillehjernen. Dette er tilsynelatende i motsetning til tidligere immunhistokjemiske studier som antydet at i musehjernen, endres ikke kondroitinsulfatproteoglykaner som hovedsakelig består av Hapln-proteinet med aldring [109]. Denne motsetningen kan skyldes ulik alder på de unge dyrene som ble brukt i denne (1-måned gamle) og den forrige studien (4 måneder gamle)[109]. En slik tolkning er omtrent i tråd med observasjoner om at uttrykket av enkelte proteoglykaner øker jevnt og trutt i rottehjernen opp til 5 måneders alder, men da synker titeren til noen proteiner (for gjennomgang, se [110]).

Selv om vi fant ut at noen proteiner eller proteingruppekonsentrasjoner ble påvirket av aldring på lignende måte i alle de studerte hjerneformasjonene, synes ikke samtidig aldring å være en regel. Vi observerte at cerebellarproteomet viste det minste antallet endringer under aldring , mens de hippocampale og kortikale proteomene var ustabile.

Avslutningsvis er analysen vår den første dyptgående og omfattende kvantitative proteomiske studien som beskriver endringer i konsentrasjonen av proteiner som er kritiske for signaloverføring og synaptisk plastisitet i hippocampus, cortex og lillehjernen til unge og gamle mus. Dataene som presenteres her gir et generelt bilde av effekten av fysiologisk aldring på synaptisk plastisitet og kan foreslå potensielle medikamentmål for antialdringsterapier.

22. Konklusjoner

Aldring er kjent for å endre hjernefunksjoner, og våre studier viser at disse endringene er relatert til et endret uttrykk for flere reseptorer, signaltransduksjonsproteiner og strukturelle proteiner involvert i synapsedannelse. Aldringsrelaterte endringer i proteomet ble observert i alle de undersøkte hjernestrukturene, for eksempel i hippocampus, cerebral cortex og cerebellum. Med aldring er den mest stabile hjernestrukturen lillehjernen, mens hippocampus og cortex viser en tilsvarende mengde differensielt uttrykte proteiner involvert i nevrotransmisjon og nevroplastisitet. Vår studie avslører at det ikke er noe enkelt universelt mønster av aldringsrelaterte endringer i proteomer; i stedet representerer hver av de analyserte hjerneformasjonene sin egen endringsmåte.

Denne artikkelen er hentet fra Cells 2021, 10, 2021. https://doi.org/10.3390/cells10082021 https://www.mdpi.com/journal/cells