|
1 комплект (10 флакона)
| Количество: | |
|---|---|
▎ MOTS-c структура
Източник: PubChem |
Последователност: MRWQEMGYIFYPRKLR Молекулна формула: C101H152N28O22S2 Молекулно тегло: 2174.6g/mol CAS номер: 1627580-64-6 PubChem CID: 146675088 Синоними: UNII-A5CV6JFB78 |
▎ MOTS-c изследвания
Какъв е изследователският фон на MOTS-c?
Митохондриите, служещи като „електроцентрала“ на клетките, играят решаваща роля в поддържането на клетъчната хомеостаза. Комуникационните механизми между митохондриите и ядрото отдавна са в центъра на научните изследвания. Митохондриите притежават независим геном. Отвъд класическите 37 гена, последните проучвания разкриха, че митохондриалната ДНК също кодира биологично активни къси пептиди, един от които е митохондриалният пептид MOTS-c, кодиран от митохондриалната 12S rRNA област. Това откритие значително разширява обхвата на митохондриалната генетика, предлагайки нова перспектива за изясняване на важни биологични процеси като митохондриално-ядрена комуникация и метаболитна регулация.
Понастоящем лечението на множество предизвикателни заболявания като диабет и хроничен хепатит В е изправено пред значителни затруднения. Видната роля на MOTS-c в метаболитната регулация на скелетните мускули, като например подобряване на метаболизма на глюкозата, предполага неговия потенциал при лечение на метаболитни нарушения. Освен това, анормалните нива на MOTS-c, наблюдавани при различни болестни процеси, подтикнаха изследователите да изследват ролята му в началото, прогресията и лечението на заболяването, търсейки нови пътища за преодоляване на тези неразрешими условия.
Какъв е механизмът на действие на MOTS-c?
Регулиране на свързаните с метаболизма сигнални пътища
Активиране на сигналния път AICAR-AMPK: MOTS-c активира сигналния път AICAR-AMPK чрез прекъсване на вътреклетъчния цикъл на фолат-метионин. Активираният AMPK регулира клетъчния енергиен метаболизъм, като насърчава усвояването на глюкоза и окисляването на мастни киселини. При метаболизма на глюкозата той увеличава транслокацията на глюкозния транспортер GLUT4 към клетъчната мембрана, като по този начин повишава капацитета за усвояване на глюкоза от клетките, подобрява инсулиновата резистентност и подпомага превенцията и лечението на метаболитни заболявания като диабет тип 2 [1].
Ефекти върху други пътища: Отвъд пътя на AMPK, MOTS-c също действа върху пътя на AKT, пътя на оксидативния стрес и пътищата, свързани с възпалението. По отношение на пътя на AKT, той може да повлияе на клетъчните процеси като растеж, пролиферация и оцеляване чрез регулиране на активността на пътя. В пътя на оксидативния стрес MOTS-C намалява нивата на вътреклетъчния оксидативен стрес, намалява производството на реактивни кислородни видове (ROS) и предпазва клетките от оксидативно увреждане. В пътищата, свързани с възпалението, той потиска освобождаването на възпалителни медиатори и облекчава възпалителните реакции. Например, при модели на възпалителна болка, MOTS-C намалява освобождаването на възпалителни медиатори в дорзалния рог на гръбначния мозък, като по този начин подобрява симптомите на болка [2].
Фигура 1 Основните физиологични функции на MOTS-C включват намаляване на инсулиновата резистентност, предотвратяване на затлъстяването, подобряване на мускулната функция, насърчаване на костния метаболизъм, подобряване на имунната регулация и забавяне на стареенето [1].
Регулиране на генната експресия
Регулиране на експресията на ядрени гени: Когато клетките се сблъскат с метаболитен стрес, като ограничаване на глюкозата и оксидативен стрес, MOTS-C се премества в ядрото, за да регулира директно адаптивната експресия на ядрени гени, като по този начин насърчава вътреклетъчната хомеостаза. Например, MOTS-C модулира експресията на свързани с метаболизма гени като GLUT4, STAT3 и IL-10, влияейки върху физиологичните процеси, включително метаболизма на глюкозата и имунната регулация. Повишената експресия на GLUT4 подобрява усвояването на клетъчната глюкоза; STAT3 участва в клетъчната пролиферация, диференциация и имунна регулация; IL-10, противовъзпалителен цитокин, намалява възпалителните реакции, когато експресията му е повишена [1,3].
Подобряване на енергийния метаболизъм
Подобрена гликолиза: При различни модели на заболяване, като например модел на белодробно исхемично-реперфузионно увреждане (LIRI), индуциран от кардиопулмонален байпас (CPB), предварителната обработка с MOTS-c усилва гликолитичния поток в белодробните микроваскуларни ендотелни клетки (PMVECs). Той смекчава увреждането на LIRI чрез възстановяване на клетъчната енергийна хомеостаза и намаляване на липидната пероксидация чрез регулиране на ключовия гликолитичен ензим PFKFB3. Това показва, че MOTS-c модулира гликолитичния път, за да достави достатъчно енергия за клетките под стрес, като по този начин поддържа нормалната клетъчна функция [4].
Клетъчни защитни ефекти
Намаляване на увреждането на митохондриите: В модел на радиационен пневмонит (RP), MOTS-c значително намалява увреждането на белодробната тъкан, възпалението и оксидативния стрес, като същевременно обръща апоптозата на алвеоларните епителни клетки и увреждането на митохондриите. Този механизъм включва повишаване на нивата на фактор 2 (Nrf2), свързан с ядрен фактор Е2, и насърчаване на неговата ядрена транслокация. Nrf2 активира серия от антиоксидантни и клетъчно-защитни гени, като защитава митохондриалната функция. Това показва, че MOTS-c защитава увредените тъкани чрез запазване на митохондриите и намаляване на апоптозата [5].
Защита на други клетки: В проучвания върху мускулната дистрофия на Дюшен (DMD), беше установено, че MOTS-c притежава присъщи свойства за насочване към мускулите. Той подобрява гликолитичния поток и капацитета за производство на енергия в дистрофичните мускули, като допринася за подобрена мускулна функция. Освен това, при модели на възпалителна болка, MOTS-c, приложен централно или периферно, облекчава свръхчувствителността към болка чрез потискане на възпалителните реакции и свръхвъзбудимостта на невроните, предлагайки невропротективни ефекти [2,6].
Какви са приложенията на MOTS-c?
Лечение на метаболитни нарушения:
Подобряване на инсулиновата резистентност и предотвратяване на диабет: MOTS-c повишава инсулиновата резистентност, което е от решаващо значение за предотвратяване на диабет тип 2. Инсулиновата резистентност е ключов фактор за появата на диабет тип 2. MOTS-c може да подобри инсулиновата чувствителност чрез активиране на сигналния път AICAR-AMPK и регулиране на вътреклетъчния фолиево-метионинов цикъл. Изследване на Gao Y показва, че той насърчава усвояването и използването на глюкоза от скелетните мускули, подобно на отварянето на допълнителни пътища за усвояване на глюкоза в клетките, като по този начин понижава нивата на кръвната захар [1].
Регулиране на липидния метаболизъм и борба със затлъстяването: По отношение на липидния метаболизъм, MOTS-c повишава термогенезата на кафявата мазнина и насърчава покафеняването на бялата мазнина. Кафявата мазнина консумира енергия чрез термогенеза, докато покафеняването на бялата мазнина означава трансформацията на съхраняващата енергия бяла мазнина в енергоемка кафява мазнина. Този процес помага на тялото да се адаптира към студа и, което е по-важно, предотвратява затлъстяването и нарушенията на липидния метаболизъм, предлагайки нови прозрения за превенция и лечение на затлъстяването [1].
Профилактика и лечение на заболявания, свързани с мускулите:
Насърчаване на мускулната диференциация: In vitro проучванията показват, че дивият тип MOTS-c пептид подобрява миотубулното образуване в човешки (LHCN-M2) и миши (C2C12) мускулни прогениторни клетки, докато Y8F мутантният пептид няма този ефект. Допълнителни проучвания разкриват, че MOTS-c подобрява миотубулогенезата чрез взаимодействие с IL-6/Янус киназа/сигнален трансдюсер и активатор на транскрипция 3 (STAT3) пътя, като по този начин намалява STAT3 транскрипционната активност [7].
Предотвратяване на мускулна атрофия: Плазмените нива на MOTS-c корелират отрицателно с нивата на миостатин. MOTS-c предотвратява индуцираната от палмитат миотубна атрофия в диференцирани C2C12 клетки и намалява плазмените нива на миостатин при индуцирани от диета затлъстели мишки. Предотвратява мускулна атрофия чрез засилване на AKT фосфорилирането, инхибиране на активността на FOXO1 - транскрипционен фактор нагоре по веригата на миостатина и други гени за мускулна атрофия - като същевременно регулира активността на mTORC2 и PTEN и повишава активността на CK2 за потискане на PTEN [8].
Ефекти против стареене: Промените в експресията на MOTS-c са тясно свързани със стареенето и той проявява свойства против стареене. Това се постига чрез множество механизми, включително подобряване на метаболизма на глюкозата и липидите, подобряване на клетъчната митохондриална функция и намаляване на системното хронично възпаление. Изследване на Gao Y et al. показва, че подобреният метаболизъм осигурява на клетките по-обилно и стабилно енергийно снабдяване. Подобряването на функцията на митохондриите е подобно на надграждане на 'енергийната фабрика' на клетката, докато намаляването на възпалителните реакции минимизира възпалителното увреждане на клетките [1].
Заключение
Като пептид, получен от митохондриите, MOTS-c активира сигнални пътища като AMPK за регулиране на метаболизма на глюкозата и липидите, насърчаване на превръщането на бели в кафяви мазнини и подобряване на инсулиновата резистентност и затлъстяването, предлагайки нови терапевтични насоки за метаболитни нарушения. Подобрява диференциацията на остеобластите, потиска образуването на остеокласти, балансира костния метаболизъм и поддържа здравето на скелета. Той регулира мускулната диференциация и предотвратява атрофията, като има потенциал за интервенция при свързани с мускулите нарушения. MOTS-c проявява силни асоциации, свързани с упражненията: упражненията регулират експресията си и медиират предизвиканите от упражнения ползи за здравето. MOTS-c също играе роля в забавянето на стареенето и свързаните с него процеси.
За автора
Всички горепосочени материали са проучени, редактирани и компилирани от Cocer Peptides.
Автор на научното списание
Нинг Ран е изследовател, свързан с Колежа по ветеринарна медицина Карлсън към Държавния университет на Орегон. Неговата академична работа обхваща молекулярната биология и транслационната медицина, с фокус върху терапевтичните стратегии за невромускулни заболявания. Ран е съавтор на множество публикации в рецензирани списания, допринасяйки за разбирането на молекулярните интервенции в модели на болести. Неговите изследователски интереси включват разработването и приложението на пептидно-конюгирани олигонуклеотиди, както и изследване на терапевтичния потенциал на пептиди, получени от митохондриите. Ning Ran е посочен в референтния цитат [6].
