Deficiency of SPP1 induces Senescence of Melanocytes

Abstract

This study investigates the role of Secreted Phosphoprotein 1 (SPP1) in the senescence of melanocytes. Cellular senescence is a natural phenomenon characterized by functional changes, decreased metabolic activity, and cell death. Factors such as oxidative stress and UV exposure can accelerate this process. Senescence-associated secretory phenotypes (SASPs) are bioactive substances secreted by aged cells that influence surrounding cells and the environment. This study established a model of UVB-induced senescent melanocytes (UVSM) and identified significant gene expression changes through RNA sequencing, highlighting SPP1 as a potential (SASPs). The research demonstrated that SPP1 deficiency induces senescence in melanocytes, as evidenced by increased expression of senescence markers p16INK4a and p21waf1, increased SA-β-gal staining, and elevated Reactive Oxygen Species(ROS) production. Conversely, over expression of SPP1 did not significantly delay senescence, although it restored melanosome transport function. The study suggests that while SPP1 deficiency clearly induces melanocyte aging, over expression alone is insufficient to reverse this process, potentially due to impaired CD44 variant 9 (CD44v9) function and inadequate regulation of intracellular ROS.|본 연구는 멜라닌 세포의 노화에 있어 SPP1 (Secreted Phosphoprotein 1)와의 상관관계를 파악하는 데에 중점을 둔다. 세포 노화는 기능 변화, 대사 활동 감소, 세포 사멸을 특징으로 하는 자연 현상이며, 산화 스트레스와 자외선 노출과 같은 요인은 이 과정을 가속화할 수 있다. 노화 관련 분비 표현형(SASPs)은 노화된 세포가 분비하는 생리 활성 물질로, 주변 세포와 환경에 영향을 미친다. 본 연구는 자외선 B에 의해 유도된 노화 멜라닌 세포(UVSM) 모델을 확립하고 RNA 시퀀싱을 통해 유의미한 유전자 발현 변화를 확인하여 SPP1을 잠재적인 노화 관련 유전자로 선정하고 이 유전자의 발현을 조절하여 멜라닌 세포의 노화를 조절한다._x000D_ <br> 연구 결과, SPP1 결핍이 멜라닌 세포의 노화를 유도함을 확인했다. 노화 지표로 알려진 p16INK4a와 p21waf1의 mRNA 수준에서 발현이 증가하고 SA-β-gal 염색 정도의 증가, 또 활성산소 생성이 증가한 것을 통해 알 수 있었다. 또한 sh-SPP1을 이용하여 SPP1이 억제된 멜라닌 세포는 대조군에 비해 증식 비율이 낮은 것을 확인했다. SPP1이 억제된 멜라닌 세포는 멜라노좀을 핵 주변에서 수지상 돌기 쪽으로 이동시키는 멜라노좀 수송 연관 유전자들의 발현이 대조군에 비해 감소된 것을 확인하였고 이로 인해 SPP1이 결핍된 멜라닌 세포에서의 멜라닌 함량은 증가하는 것을 알 수 있다.