|
1 souprava (10 lahviček)
| Množství: | |
|---|---|
▎ Struktura MOTS-c
Zdroj: PubChem |
Sekvence: MRWQEMGYIFYPRKLR Molekulární vzorec: C101H152N28O22S2 Molekulová hmotnost: 2174,6 g/mol Číslo CAS: 1627580-64-6 PubChem CID: 146675088 Synonyma: UNII-A5CV6JFB78 |
▎ Výzkum MOTS-c
Jaké je pozadí výzkumu MOTS-c?
Mitochondrie jsou důležitým místem pro energetický metabolismus v buňkách. Vědci již dlouhou dobu provádějí rozsáhlý a hloubkový výzkum struktury a funkce mitochondrií. V tomto procesu se postupně zjistilo, že mitochondrie hrají nejen klíčovou roli při produkci energie, ale mohou se prostřednictvím některých neznámých mechanismů podílet i na dalších fyziologických procesech buněk.
S neustálým pokrokem výzkumných technologií, zejména rozvojem technologií genomiky a proteomiky, bylo možné objevit nové molekuly související s mitochondriemi. MOTS-c (mitochondriální otevřený čtecí rámec 12S rRNA-c) je z mitochondrií odvozený peptid kódovaný oblastí 12S rRNA mitochondriálního genomu [1].
Prostřednictvím hloubkové analýzy mitochondriálního genomu vědci objevili některé malé otevřené čtecí rámce (sORF), které mohou kódovat některé peptidy se specifickými funkcemi. Po dalším výzkumu a ověření byl identifikován MOTS-c. Studie zjistily, že MOTS-c je exprimován v různých tkáních u lidí a zvířat. Působí především na kosterní svaly prostřednictvím krevního řečiště, zvyšuje vychytávání a využití glukózy, čímž zlepšuje inzulínovou rezistenci a reguluje metabolickou rovnováhu [2].
S prohlubováním výzkumu bylo zjištěno, že změny v expresi MOTS-c úzce souvisí s výskytem a rozvojem stárnutí a nemocí souvisejících s věkem. Například hladina MOTS-c v plazmě s věkem klesá (Zheng Y, 2013). Zároveň bylo prokázáno, že MOTS-c je prospěšný pro onemocnění související s věkem, včetně cukrovky, kardiovaskulárních onemocnění, osteoporózy, postmenopauzální obezity a Alzheimerovy choroby [3]..
Jaký je mechanismus účinku MOTS-c?
Regulace genové exprese:
MOTS-c může vykonávat své fyziologické funkce regulací genové exprese. Může například regulovat expresi genů, jako jsou GLUT4, STAT3 a IL-10. MOTS-c uplatňuje svůj účinek především tím, že aktivuje signální dráhu AICAR-AMPK a narušuje cyklus folát-methionin v buňkách [4].
Zlepšení inzulínové rezistence:
MOTS-c může snížit inzulínovou rezistenci a zabránit diabetu 2. Mechanismus jeho účinku může souviset s inhibicí myostatinu. Studie zjistily, že hladina MOTS-c v plazmě negativně koreluje s hladinou myostatinu v lidském těle. MOTS-c může zlepšit citlivost na inzulín inhibicí aktivity upstream transkripčního faktoru FOXO1 a snížením hladiny myostatinu [5].
Podpora svalové diferenciace:
Ve svalových buňkách MOTS-c interaguje se STAT3 prostřednictvím domnělého vazebného motivu SH2 v oblasti YIFY, čímž se snižuje transkripční aktivita STAT3, čímž se zvyšuje tvorba myotube. Divoký typ MOTS-c peptidu může zvýšit tvorbu myotube u lidských (LHCN-M2) a myších (C2C12) svalových progenitorových buněk a chránit svalové buňky před redukcí barvení jaderného myogeninu vyvolaného interleukinem-6 (IL-6) [6].
Regulace mitochondriálních funkcí:
MOTS-c může regulovat mitochondriální metabolismus. Studie ukázaly, že ošetření savčích buněk pomocí MOTS-c může zvýšit hladiny proteinů markerů mitochondriální biogeneze TFAM, COX4 a NRF1, ale analýza průtokovou cytometrií ukazuje, že počet mitochondrií po ošetření MOTS-c prudce klesá. Další výzkum zjistil, že MOTS-c může synchronně aktivovat mitochondriální fúzi a zvýšit hladiny proteinů dvou GTPáz, OPA1 a MFN2, které jsou klíčové pro fúzi savčích mitochondrií. Inhibice těchto dvou GTPáz nebo sražení MFN2 prostřednictvím siRNA odstraní schopnost MOTS-c podporovat translokaci GLUT4 a vychytávání glukózy [7].
MOTS-c je potenciálním terapeutickým cílem pro mnohočetná onemocnění související se stárnutím, včetně neurodegenerace, osteoporózy, kardiovaskulárních onemocnění, aterosklerózy, sarkopenie, diabetes mellitus 2. typu a obezity.
Zdroj:PubMed [8]
Jaké jsou aplikace MOTS-c?
Zlepšení nemocí souvisejících s věkem
Souvislost se stárnutím:
MOTS-c je peptid odvozený z mitochondrií a změny v jeho expresi úzce souvisí s výskytem a rozvojem stárnutí a nemocí souvisejících s věkem. Jak lidé stárnou, hladina MOTS-c klesá. Studie zjistily, že cvičení má významný dopad na expresi MOTS-c a MOTS-c může zprostředkovat anti-aging efekt cvičení [3].
Diabetes:
MOTS-c může zlepšit metabolismus glukózy a lipidů v těle, podpořit mitochondriální funkci v buňkách a snížit systémovou chronickou zánětlivou odpověď. U diabetických pacientů hladina MOTS-c v plazmě klesá. MOTS-c může regulovat metabolickou homeostázu urychlením vychytávání glukózy a zlepšením citlivosti na inzulín a má pozitivní vliv na prevenci diabetu 2. typu [8].
Kardiovaskulární onemocnění:
Strukturální remodelace a dysfunkce srdce jsou běžnými komplikacemi diabetu, které často vedou k závažným kardiovaskulárním příhodám. MOTS-c může zlepšit vaskulární endoteliální funkci a je novým terapeutickým cílem pro kardiovaskulární komplikace diabetu. Studie ukázaly, že MOTS-c může opravit poškození mitochondrií myokardu u diabetických potkanů a chránit srdeční systolické a diastolické funkce [9].
Osteoporóza: MOTS-c může podporovat proliferaci, diferenciaci a mineralizaci osteoblastů, inhibovat genezi osteoklastů a regulovat metabolismus kostí a přestavbu kostí. Cvičení může účinně upregulovat expresi MOTS-c, ale konkrétní mechanismus, kterým cvičení reguluje MOTS-c v kostech, je stále nejasný [10].
Jiné nemoci
Plicní fibróza:
Plicní fibróza je závažné plicní onemocnění se špatnou prognózou a jeho etiologie a patogeneze jsou stále nejasné. Mitochondriální otevřený čtecí rámec 12S rRNA-c (MOTS-c) je peptid kódovaný mitochondriálním genomem, který má pozitivní vliv na metabolismus glukózy a lipidů, buněčnou a mitochondriální homeostázu a snížení systémové zánětlivé reakce a může být potenciálním mimetikem cvičení. Tento přehled si klade za cíl komplexně analyzovat existující literaturu o potenciální roli MOTS-c při zlepšování rozvoje plicní fibrózy a identifikovat konkrétní terapeutické cíle pro budoucí léčebné strategie [11].
Duchennova svalová dystrofie:
MOTS-c je bioaktivní peptid odvozený z mitochondrií s vlastními vlastnostmi zaměřenými na svaly, který může zvýšit glykolytický tok a kapacitu produkce energie dystrofických svalů in vitro a in vivo, čímž se zvýší příjem a aktivita fosfonodiamiditových morfolino oligomerů (PMO) u mdx myší. Dlouhodobé opakované podávání MOTS-c a PMO může vyvolat expresi terapeutických hladin dystrofinu v periferních svalech, zlepšit svalovou funkci a patologii mdx myší a nemá zjevnou toxicitu [12].
Obezita a svalová atrofie:
Obezita a diabetes 2. typu jsou metabolická onemocnění často spojená se sarkopenií a svalovou dysfunkcí. MOTS-c se jako systémový hormon podílí na metabolické homeostáze. Studie zjistily, že hladina MOTS-c v plazmě negativně koreluje s hladinou myostatinu v lidském těle. MOTS-c může zabránit atrofii diferencovaných C2C12 myotubusů vyvolané kyselinou palmitovou a snížit hladinu myostatinu v plazmě obézních myší vyvolaných dietou. Inhibicí myostatinu může být MOTS-c potenciální léčbou atrofie kosterního svalstva způsobené inzulínovou rezistencí a dalšími fenotypy svalové atrofie včetně sarkopenie [5]..
Riziko metabolických onemocnění u pacientů, kteří přežili rakovinu prsu:
Ženy, které podstoupily léčbu rakoviny prsu, jsou vystaveny zvýšenému riziku kardiovaskulárních onemocnění, cukrovky a obezity a cvičení může tyto vedlejší účinky zmírnit. MOTS-c má aktivitu napodobující cvičení a má příznivé účinky na metabolismus a kapacitu cvičení. Studie zjistily, že 16týdenní aerobní a odporové cvičení může zvýšit hladinu MOTS-c u nehispánských pacientů, kteří přežili rakovinu prsu, ale nemá žádný významný účinek na přeživší hispánskou rakovinu prsu. Zvýšení hladiny MOTS-c vyvolané cvičením u nehispánských pacientů s rakovinou prsu může souviset se zlepšením citlivosti na inzulín, čímž se snižuje riziko komorbidit [13]..
Závěrem lze říci, že jako 16-aminokyselinový polypeptid kódovaný mitochondriálním genomem hraje MOTS-c klíčovou roli v metabolické regulaci těla, obraně proti stresu a prevenci a léčbě nemocí. Může významně zlepšit homeostázu metabolismu glukózy a lipidů, zvýšit citlivost na inzulín a inhibovat expresi myostatinu, čímž účinně zmírňuje diabetes 2. typu, obezitu a související svalovou atrofii. Současně tím, že reguluje mitochondriální biogenezi a fúzi, MOTS-c zvyšuje antioxidační kapacitu buňky a inhibuje zánětlivou odpověď, což ukazuje terapeutický potenciál pro chronická onemocnění, jako jsou kardiovaskulární onemocnění, osteoporóza a plicní fibróza. Zvláště důležité je, že MOTS-c jako klíčový zprostředkovatel komunikace mitochondrie-nucleus může simulovat účinky cvičení a oddálit proces stárnutí. Jeho hladina negativně koreluje s onemocněními souvisejícími s věkem a exogenní suplementace může zvrátit metabolické poruchy a inhibovat replikaci viru. Je známý jako 'mitochondriální hormon'.
O autorovi
Všechny výše uvedené materiály jsou zkoumány, upravovány a sestavovány společností Cocer Peptides.
Autor vědeckého časopisu
Dieli-Conwright CM je vědec s významným vlivem v interdisciplinární oblasti onkologie a cvičení. V současnosti působí jako docentka medicíny na Harvard Medical School a Dana-Farber Cancer Institute a zastává funkci přidružené fakulty na katedře výživy na Harvard TH Chan School of Public Health. Výzkum doktora Dieli-Conwrighta se zaměřuje na zkoumání vlivu cvičení na pacienty s rakovinou, zejména na to, jak může cvičení zlepšit fyziologické funkce, zdraví kostí a kvalitu života pacientů s rakovinou. Její akademické zázemí pokrývá několik oborů, jako je biologie, kineziologie, veřejné zdraví a biokineziologie. Svá studia dokončila na institucích jako California State University, Northridge a University of Southern California a svůj postdoktorský výzkum dokončila v City of Hope National Medical Center. Výzkumné úspěchy Dr. Dieli-Conwright byly široce publikovány v různých akademických časopisech a její práce zahrnuje různé obory, jako je veřejné zdraví, výživa, kardiovaskulární systém a kardiologie, a poskytuje důležité vědecké důkazy pro rehabilitaci a zdravotní management pacientů s rakovinou. Dieli-Conwright CM je uveden v odkazu na citaci [13].
