浙江大学JBC发表生化研究新发现

　　

生物通报道  来自浙江大学的研究人员在视网膜中鉴别出了一个新型的脂褐素成分iisoA2E，并确定了它在视网膜色素上皮细胞中的效应。相关研究成果发表在10月29日的《生物化学杂志》（JBC）上。

文章的通讯作者是浙江大学药物院的特聘研究员吴亚林（Yalin Wu）博士，其主要研究方向有黄斑变性疾病的致病机理及治疗方式研究 ；视觉信号转导过程中向心配位体与受体蛋白相互作用研究；针对疾病(主要是眼底黄斑变性)靶向治疗的天然药物研究和开发。

视觉依赖于由感光蛋白视蛋白构成的生物色素附着到生色团上。大多数脊椎动物视蛋白的视觉生色团是11-顺-视黄醛(11-cis-retinal)。在通过视蛋白色素捕获到图像后，1-顺-视黄醛结合视蛋白的第296位赖氨酸，异构化为全-反式-视黄醛（all-trans-retinal）。恢复对漂白视蛋白色素的感光性涉及到通过一种叫做视循环的酶过程，使得全-反式-视黄醛再度异构化为11-顺-视黄醛。

大多数的视循环步骤都发生在视网膜色素上皮（RPE）细胞中。视循环生成了大量的类视色素，可以导致有毒类视色素中间体，尤其是全-反式-视黄醛水平增高，引起光感受器退化。有研究指出，双类视黄醇的前体——全-反式-视黄醛可以触发caspase激活和线粒体相关的细胞死亡，与Stargardt病和年龄相关黄斑变性（AMD）复杂的发病机制相关。

RPE细胞的另一个功能是吞噬光感受器外段（POS）末端，感光细胞每日都脱落末端POS。基于这些功能，RPE对于维持光感受器活性至关重要。末端POS不断地脱落和吞噬作用导致了荧光类视黄醇、脂类和脂褐素在RPE吞噬溶酶体中逐渐累积。脂褐素在眼中有害累积被视作是视网膜病，尤其是AMD和Stargardt病患者失明的致病因素。

A2E是第一个描述的RPE脂褐素成分，它是一种吡啶双类视黄醇。以往的研究揭示，A2E在REP细胞中过量累积会介导细胞膜上去垢剂样效应，导致溶酶体碱化，促凋亡蛋白与线粒体分离。此外，有研究确定在没有光接触的情况下，11-顺-视黄醛是脂褐素成分的主要来源。了解RPE脂褐素成分以及这些复合物形成的生物合成信号通路，有助于认识由于有毒脂褐素过量导致的视网膜病。

在这篇文章中，研究人员发现了一个过去未知的PRE脂褐素成分。通过一维和二维NMR技术与质谱法，研究人员证实了这一化合物是一类新的吡啶双类视黄醇，其具有一种不同寻常的结构。这一色素是isoA2E的一个光诱导异型体，称作为iisoA2E。这一色素是一种荧光脂褐素化合物，在人类、猪、小鼠和牛眼中检测到的最大吸光度在~430和352nm。

研究发现iisoA2E形成于全-反式-视黄醛和乙醇胺的反应混合物中。这一加成化合物在RPE细胞中过量累积导致了细胞活力显著丧失，引起了膜损伤。此外，新研究还揭示了iisoA2E的生物合成途径，以及isoA2E通过光线转变为这一异型体的机制。

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

Identification of a Novel Lipofuscin Pigment (iisoA2E) in Retina and Its Effects in the Retinal Pigment Epithelial Cells

Lipofuscin accumulation in retinal pigment epithelial (RPE) cells of the eye implicates the etiologies of Stargardt's disease and age-related macular degeneration, a leading cause of blindness in the elderly. Here, we have identified a previously unknown RPE lipofuscin component. By 1D- and 2D-NMR techniques and mass spectrometry, we confirmed that this compound is a new type of pyridinium bisretinoid presenting an unusual structure, in which two polyenic side-chains are attached to adjacent carbons of a pyridinium ring. This pigment is a light-induced isomer of isoA2E, rather than A2E, referred to as iisoA2E. This pigment is a fluorescent lipofuscin compound with absorbance maxima at ~430 and 352 nm detected in human, pig, mouse, and bovine eyes. Formation of iisoA2E was found in reaction mixtures of all-trans-retinal and ethanolamine. Excess intracellular accumulation of this adduct in RPE cells in vitro leads to a significant loss of cell viability and caused membrane damage. Phospholipase D-mediated phosphodiester cleavage of A2PE series generated isoA2E and iisoA2E, in addition to A2E, thus corroborating the presence of isoA2PE and iisoA2PE that may serve as biosynthetic precursors of isoA2E and iisoA2E