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O Papel da PCBP2 nas Células Ósseas Envelhecidas

Pesquisas mostram que o PCBP2 afeta o envelhecimento nas células da medula óssea, influenciando a osteoporose.

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À medida que as pessoas envelhecem, seus ossos podem ficar mais fracos, uma condição conhecida como osteoporosis. Esse problema tá ficando mais comum no mundo todo. Uma razão pra isso é que certas células na medula óssea, chamadas de células estromais mesenquimatosas da medula óssea (BMSCs), não são tão eficazes em se reproduzir e funcionar bem com a idade. Embora a gente saiba que a idade afeta essas células negativamente, as razões exatas por trás dessa queda ainda são meio nebulosas.

O Papel do PCBP2

Uma proteína importante nesse processo se chama proteína de ligação a poli(rC) 2 (PCBP2). Essa proteína tá envolvida em como os genes são expressos, incluindo o processo de fazer RNA e como ele é usado pra criar proteínas na célula. Pesquisas mostraram que, quando o PCBP2 é removido ou eliminado em vários tipos de células, isso faz com que menos de outra proteína, a p73, seja produzida. Essa redução pode causar um aumento em moléculas prejudiciais conhecidas como espécies reativas de oxigênio (ROS), que podem acelerar o envelhecimento das células. No entanto, ainda não se sabe se o PCBP2 influencia o envelhecimento através dessas moléculas prejudiciais.

As ROS são subprodutos formados durante processos celulares normais e incluem vários tipos como superóxido, peróxido de hidrogênio e radicais hidroxila. Quando o equilíbrio dessas moléculas é perturbado, isso pode afetar muitos aspectos da função celular, como como as células crescem, morrem e até como envelhecem. Estudos preliminares mostraram que a quantidade de PCBP2 nas BMSCs mais velhas era muito menor comparada às mais jovens, sugerindo que o PCBP2 pode ter um papel em como essas células envelhecem.

Investigando os Efeitos do PCBP2

Em um estudo, os pesquisadores analisaram dados de um banco de dados de pesquisa e descobriram que, quando os níveis de PCBP2 eram reduzidos em uma linhagem celular específica, um fator de crescimento chamado fator de crescimento de fibroblastos 2 (FGF2) também diminuía. O FGF2 é importante para várias funções celulares, incluindo crescimento e como as células param de se dividir. Ele também desempenha um papel em manter as células-tronco saudáveis. A interação entre ROS e FGF2 é interessante porque as ROS podem influenciar quanto FGF2 é liberado. Essa relação levanta perguntas sobre como PCBP2, ROS e FGF2 interagem durante o processo de envelhecimento das BMSCs.

A Abordagem da Pesquisa

Pra entender melhor essas interações, os pesquisadores usaram um modelo de envelhecimento celular conhecido como modelo de Hayflick. Eles coletaram BMSCs de pessoas saudáveis que tiveram fraturas ósseas. Essas células foram cultivadas em um laboratório, onde puderam se multiplicar. Os pesquisadores notaram que, à medida que essas células cresciam, começavam a envelhecer e sua capacidade de se diferenciar em outros tipos celulares diminuía. Eles compararam células mais jovens (P3) com células mais velhas (P10) pra ver como o envelhecimento as afetava.

Eles também analisaram dados previamente publicados pra encontrar genes com expressões diferentes entre células com altos e baixos níveis de PCBP2. Usando técnicas avançadas, avaliaram proteínas, níveis de RNA e como as células respondiam quando o PCBP2 era manipulado. Isso permitiu que eles descobrissem como PCBP2, ROS e FGF2 poderiam estar ligados.

Resultados: Descobertas sobre os Níveis de PCBP2

Os pesquisadores descobriram que o PCBP2 era menor nas BMSCs mais velhas em comparação com as mais jovens. Eles criaram experimentos pra silenciar (reduzir) ou superexpressar PCBP2 nas células pra ver como essas ações influenciavam o crescimento e a saúde celular. Quando aumentaram os níveis de PCBP2, as células mostraram melhor crescimento e sinais de envelhecimento mais baixos. Em contrapartida, reduzir o PCBP2 levou a menos crescimento e mais morte celular.

Eles também verificaram que o PCBP2 desempenha um papel em como as células avançam pelo ciclo celular, que é o processo que as células passam pra crescer e se dividir. Os resultados indicaram que, quando o PCBP2 é baixo, as células tendem a ficar em um estado inativo ao invés de avançar no processo de divisão.

Impacto nas Funções Celulares

Os pesquisadores também analisaram a Apoptose, que é um tipo de morte celular programada, e descobriram que as células mais velhas tinham uma taxa maior de apoptose. Aumentar os níveis de PCBP2 reduziu essa morte celular, enquanto reduzir o PCBP2 levou a mais células morrendo. Esses achados sugerem que o PCBP2 ajuda a proteger as células contra a morte relacionada ao envelhecimento.

Através de testes, ficou claro que o aumento da produção de ROS estava intimamente ligado aos baixos níveis de PCBP2. Quando o PCBP2 foi silenciado, os níveis de ROS aumentaram, o que foi prejudicial para as células. Quando os pesquisadores adicionaram um antioxidante, uma substância que poderia neutralizar as ROS, isso melhorou o crescimento celular e reduziu a morte celular.

Entendendo a Relação entre ROS e FGF2

O próximo passo foi olhar de perto a relação entre ROS e FGF2. Os pesquisadores descobriram que reduzir o PCBP2 estava ligado ao aumento do FGF2. Quando silenciaram o PCBP2, descobriram que os níveis de FGF2 subiram, e quando adicionaram o antioxidante, o aumento no FGF2 foi interrompido.

O FGF2 é essencial pra manter as funções celulares saudáveis. Ele trabalha com um grupo de proteínas dentro da célula e afeta vários processos vitais. Ao confirmar que o PCBP2 mantém os níveis de FGF2 sob controle, os pesquisadores puderam ver como a diminuição do PCBP2 devido ao envelhecimento poderia levar a resultados ruins pras BMSCs.

Revertendo os Efeitos do Baixo PCBP2

Pra ver se os efeitos prejudiciais do baixo PCBP2 poderiam ser revertidos, os pesquisadores conduziram mais testes. Eles notaram que, quando os níveis de FGF2 eram restaurados artificialmente, isso impactava significativamente como as células cresciam e sobreviviam. Enquanto aumentar o PCBP2 melhorou a função nas células mais jovens, nas células mais velhas, a presença de FGF2 reverteu em grande parte os efeitos positivos do PCBP2.

Isso destacou que, enquanto o PCBP2 desempenha um papel crítico no controle do envelhecimento celular, a presença do FGF2 pode impactar significativamente os resultados pra essas células.

Conclusão e Direções Futuras

Resumindo, a pesquisa apontou o PCBP2 como um fator importante no envelhecimento celular, especialmente nas BMSCs. Essa proteína afeta como as células crescem, sobrevivem e progridem pelo ciclo celular. Quando os níveis de PCBP2 caem, moléculas prejudiciais como ROS aumentam, e fatores benéficos como FGF2 ficam desregulados. Esse desequilíbrio leva ao envelhecimento das células, diminuição da função e aumento da morte celular.

Compreender essas relações pode fornecer insights essenciais pro tratamento de doenças ósseas relacionadas à idade, como a osteoporosis. Pesquisas futuras podem focar em como o PCBP2 trabalha com ROS e FGF2 e se outros fatores estão envolvidos no envelhecimento das BMSCs. Encontrar maneiras de manter ou aumentar os níveis de PCBP2 pode abrir novas avenidas pra intervenções que visem melhorar a saúde óssea na população idosa.

Fonte original

Título: PCBP2 as an intrinsic aging factor regulates the senescence of hBMSCs through the ROS-FGF2 signaling axis

Resumo: BackgroundIt has been reported that loss of PCBP2 led to increased reactive oxygen species (ROS) production and accelerated cell aging. Knockdown of PCBP2 in HCT116 cells leads to significant down-regulation of fibroblast growth factor 2 (FGF2). Here, we tried to elucidate the intrinsic factors and potential mechanisms of BMSCs aging from the interactions among PCBP2, ROS and FGF2. MethodsUnlabeled quantitative proteomics were performed to show differentially expressed proteins in the replicative senescent human-derived bone marrow stromal cells (RS-hBMSCs). ROS and FGF2 were detected in the loss-and-gain cell function experiments of PCBP2. The function recovery experiments were performed to verify whether PCBP2 regulates cell function through ROS/FGF2-dependent ways. ResultsPCBP2 expression was significantly lower in P10-hBMSCs. Knocking down the expression of PCBP2 inhibited the proliferation while accentuated the apoptosis and cell arrest of RS-hBMSCs. PCBP2 silence could increase the production of ROS. On the contrary, overexpression of PCBP2 increased the viability of both P3-hBMSCs and P10-hBMSCs significantly. Meanwhile, over-expression of PCBP2 led to significantly reduced expression of FGF2. Overexpression of FGF2 significantly offset the effect of PCBP2 overexpression in P10-hBMSCs, leading to decreased cell proliferation, increased apoptosis and reduced G0/G1 phase ratio of the cells. ConclusionThis study initially elucidates that PCBP2 as an intrinsic aging factor regulates the replicative senescence of hBMSCs through the ROS-FGF2 signaling axis.

Autores: Xinfeng Zheng, P. Chen, B. Li, Z. Lu, Q. Xu, S. Jiang, L. Jiang

Última atualização: 2023-10-14 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.10.13.23297014

Fonte PDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.10.13.23297014.full.pdf

Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.

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