衰老的大脑：蛋白质组图谱带来了新见解

慕尼黑大学的研究人员近日对小鼠脑内皮细胞开展蛋白质组学分析，并将结果发表在《Nature Aging》杂志上。

　　

为了让大脑中的神经元顺利工作并处理信息，中枢神经系统需要一个严格调控的环境。这需要由血脑屏障来维持，血管内壁的特化脑内皮细胞（BEC）调节循环系统和神经系统之间的分子交换。

早期的研究表明，依赖于这些细胞的各种功能会随着年龄的增长而逐渐衰退，比如血脑屏障的完整性或对大脑供血的调节。这种失调会导致脑血管功能障碍，从而成为中风和痴呆等疾病的主要诱因。

然而，哪些分子变化导致了这种功能丧失，在很大程度上仍不清楚。为了加深对分子机制的了解，研究人员绘制了脑内皮细胞的全面转录组图谱，以探索细胞内的不同组分，并将研究结果收集到大型数据库中。

慕尼黑大学的Martin Dichgans教授表示：“转录组——也就是内皮细胞中含有的RNA——已经被相当全面地绘制出来了。目前缺乏的是对应的细胞中整套蛋白质的数据，即蛋白质组。”

Dichgans领导的研究团队近日对小鼠脑内皮细胞开展蛋白质组学分析，并将结果发表在《Nature Aging》杂志上。

在这项研究中，研究团队开发出一种基于磁珠细胞分选的小鼠脑内皮细胞富集方案，与蛋白质组学分析兼容。他们解析了衰老过程中蛋白质丰度的变化图谱。

利用无监督（计算机辅助）聚类分析，研究人员将这些蛋白质动态与生物功能联系起来，包括囊泡介导的转运下调。“我们的研究结果表明，参与内吞、受体再循环和溶酶体降解的关键调控因子出现失调（最主要是Arf6），” Dichgans教授说。

最显著的变化之一是参与囊泡运输的蛋白质减少了。他们发现了囊泡货物和受体配体（包括Apoe）的积累，这是转录组学研究未发现的。此外，研究还提供了证据，表明载脂蛋白E的缺乏会加速小鼠的衰老。

“这些结果补充并扩展了衰老过程中脑内皮细胞RNA测序的研究结果，” Dichgans总结道。“我们的蛋白质组学方法捕获了在RNA水平上无法检测到的过程。”

总的来说，这项研究为了解衰老过程中重要的内皮信号通路提供了一个框架，并为未来分析脑内皮功能奠定了数据基础。研究人员将小鼠内皮细胞的蛋白质丰度数据放在一个可公开访问的数据库中，以供进一步使用。