根據美國國家眼科研究所（NEI）最近對小鼠的研究，保護視網膜支持細胞的蛋白質色素上皮衍生因子（PEDF）的缺失可能會促進視網膜中與年齡有關的變化。與年齡有關的視網膜疾病，如老年性黃斑變性（AMD），可導致失明，因為視網膜是眼睛背面的感光組織。新的信息可能有助於開發藥物來阻止AMD和其他視網膜老化的情況。這項研究發表在《國際分子科學雜誌》上。
人們稱PEDF為“年輕”蛋白質，因為它在年輕的視網膜中含量豐富，但在衰老過程中卻會下降，NEI蛋白質結構和功能科主任、該研究的資深作者Patricia Becerra博士說：“這項研究首次表明，僅僅去除PEDF就會導致一系列模擬視網膜老化的基因變化。”
視網膜是由多層細胞組成的，它們一起工作以識別和解釋光信號，大腦利用這些信號來產生視覺。視網膜的光感光器位於一層稱為視網膜色素上皮（RPE）的支持細胞之上。當光感受器探測到光線時，RPE會滋養它們並回收 “外段”，每次光感受器探測到光線時，“外段”就會被用完，其尖端就會脫落。
如果RPE不能將舊的外段尖端的回收成分提供給光感受器細胞，那麼光感受器細胞就會失去創造新“外段”的能力，並隨後失去檢測光線的能力。而如果沒有RPE提供的營養物質，光感受器細胞就會死亡。視網膜中的RPE細胞的衰老（老化）或死亡會導致患有AMD或某些類型的視網膜萎縮症的人視力下降。
Becerra團隊和其他小組先前的研究表明，PEDF能保護視網膜細胞，防止細胞損傷和視網膜上的異常血管生長。RPE細胞產生並分泌PEDF蛋白。該蛋白隨後與其受體PEDF-R結合，後者也由RPE細胞表達。PEDF的結合刺激PEDF-R分解脂質分子，這是包圍光感受器外段和其他細胞區的細胞膜的關鍵成分。
這個分解步驟是外段回收過程的一個關鍵部分。雖然研究人員已經知道PEDF的水平在老化過程中在視網膜中下降，但不清楚PEDF的這種損失是導致視網膜中與年齡有關的變化，還是僅僅與之相關。
為了研究PEDF的視網膜作用，Becerra及其同事研究了一個缺乏PEDF基因（Serpin1）的小鼠模型。研究人員檢查了小鼠模型中視網膜的細胞結構，發現RPE細胞核增大，這可能表明細胞的DNA包裝方式發生了變化。
RPE細胞還開啟了四個與老化和細胞衰老有關的基因，而且PEDF受體的水平明顯低於正常水平。最後，未加工的脂質和其他光感受器外段成分已在視網膜的RPE層中積累。基因表達的類似變化和RPE代謝的缺陷在老化的視網膜中也被發現。
該研究的主要作者、Becerra實驗室的科學家Ivan Rebustini博士說：“最引人注目的事情之一是缺乏PEDF蛋白的小鼠RPE細胞表面的PEDF受體的減少。似乎有某種涉及PEDF的反饋環，維持PEDF-R的水平和RPE的脂質代謝。”
雖然乍一看，這些PEDF陰性小鼠的視網膜似乎是正常的，但這些新發現表明，PEDF正在發揮保護作用，幫助視網膜經受創傷和衰老相關的磨損。
“我們一直想知道PEDF的缺失是由衰老驅動的，還是正在驅動衰老，”Becerra說。“這項研究，特別是與脂質代謝和基因表達改變的明確聯繫，表明PEDF的缺失是視網膜衰老相關變化的驅動因素。”