MOTS-c 10 מ'ג

▎ מבנה MOTS-c

מקור: PubChem

רצף: MRWQEMGYIFYPRKLR נוסחה מולקולרית: C101H152N28O22S2 משקל מולקולרי: 2174.6 גרם/מול מספר CAS: 1627580-64-6 PubChem CID: 146675088 מילים נרדפות: UNII-A5CV6JFB78

▎ מחקר MOTS-c

מהו הרקע המחקרי של MOTS-c?

המיטוכונדריון הוא אתר חשוב לחילוף חומרים אנרגטי בתוך התאים. במשך זמן רב ערכו מדענים מחקר מקיף ומעמיק על המבנה והתפקוד של המיטוכונדריה. בתהליך זה, הוכר בהדרגה שמיטוכונדריה לא רק ממלאת תפקיד מפתח בייצור אנרגיה אלא עשויה גם להשתתף בתהליכים פיזיולוגיים אחרים של תאים באמצעות כמה מנגנונים לא ידועים.

עם התקדמות מתמשכת של טכנולוגיות מחקר, במיוחד פיתוח טכנולוגיות גנומיקה ופרוטאומיקה, אפשר היה לגלות מולקולות חדשות הקשורות למיטוכונדריה. MOTS-c (מסגרת קריאה פתוחה במיטוכונדריה של 12S rRNA-c) הוא פפטיד שמקורו במיטוכונדריה המקודד על ידי אזור rRNA 12S של הגנום המיטוכונדריאלי ^[1].

באמצעות ניתוח מעמיק של הגנום המיטוכונדריאלי, מדענים גילו כמה מסגרות קריאה פתוחות קטנות (sORFs), שעשויות לקודד כמה פפטידים עם פונקציות ספציפיות. לאחר מחקר ואימות נוספים, זוהה MOTS-c. מחקרים מצאו כי MOTS-c מתבטא במגוון רקמות בבני אדם ובבעלי חיים. הוא פועל בעיקר על שרירי השלד דרך זרם הדם, מגביר את הספיגה והניצול של גלוקוז, ובכך משפר את העמידות לאינסולין ומווסת את האיזון המטבולי ^[2].

עם העמקת המחקר, נמצא כי שינויים בביטוי של MOTS-c קשורים קשר הדוק להתרחשות והתפתחות של הזדקנות ומחלות הקשורות לגיל. לדוגמה, רמת MOTS-c בפלזמה יורדת עם הגיל (Zheng Y, 2013). במקביל, הוכח כי MOTS-c מועיל למחלות הקשורות לגיל, כולל סוכרת, מחלות לב וכלי דם, אוסטאופורוזיס, השמנת יתר לאחר גיל המעבר ומחלת אלצהיימר ^[3].

מהו מנגנון הפעולה של MOTS-c?

ויסות ביטוי גנים: 

MOTS-c יכול להפעיל את הפונקציות הפיזיולוגיות שלו על ידי ויסות ביטוי גנים. לדוגמה, הוא יכול לווסת את הביטוי של גנים כגון GLUT4, STAT3 ו-IL-10. MOTS-c מפעיל בעיקר את השפעתו על ידי הפעלת מסלול האיתות AICAR-AMPK ושיבוש מחזור הפולאט-מתיונין בתאים ^[4].

שיפור עמידות לאינסולין: 

MOTS-c יכול להפחית תנגודת לאינסולין ולמנוע סוכרת מסוג 2. מנגנון הפעולה שלו עשוי להיות קשור לעיכוב של מיוסטטין. מחקרים מצאו כי רמת MOTS-c בפלזמה נמצאת בקורלציה שלילית לרמת המיוסטטין בגוף האדם. MOTS-c יכול לשפר את הרגישות לאינסולין על ידי עיכוב הפעילות של גורם השעתוק במעלה הזרם FOXO1 והפחתת רמת המיוסטטין ^[5].

קידום התמיינות שרירים: 

בתאי שריר, MOTS-c מקיים אינטראקציה עם STAT3 באמצעות מוטיב מחייב SH2 באזור YIFY, מפחית את פעילות התעתיק של STAT3, ובכך משפר את היווצרות myotube. הפפטיד MOTS-c מסוג פרא יכול להגביר את היווצרות המיוטובה של תאי אבות שרירים אנושיים (LHCN-M2) ועכברים (C2C12) ולהגן על תאי שריר מפני הפחתה של צביעת מיאוגנין גרעיני המושרה על ידי אינטרלויקין-6 (IL-6) ^[6].

ויסות תפקוד המיטוכונדריה: 

MOTS-c יכול לווסת את חילוף החומרים במיטוכונדריה. מחקרים הראו שטיפול בתאי יונקים עם MOTS-c יכול להעלות את רמות החלבון של סמני ביוגנזה של המיטוכונדריה TFAM, COX4 ו-NRF1, אך ניתוח ציטומטריית זרימה מראה שמספר המיטוכונדריות יורד בחדות לאחר טיפול ב-MOTS-c. מחקר נוסף מצא כי MOTS-c עשוי להפעיל סינכרוני היתוך מיטוכונדריאלי ולהגביר את רמות החלבון של שני GTPases, OPA1 ו-MFN2, שהם חיוניים לאיחוי המיטוכונדריה של יונקים. עיכוב שני GTPases אלה או הפלה של MFN2 באמצעות siRNA יבטל את היכולת של MOTS-c לקדם טרנסלוקציה של GLUT4 וספיגת גלוקוז ^[7].

MOTS-c הוא יעד טיפולי פוטנציאלי למחלות מרובות הקשורות להזדקנות, כולל ניוון עצבי, אוסטיאופורוזיס, מחלות לב וכלי דם, טרשת עורקים, סרקופניה, סוכרת מסוג 2 והשמנת יתר.

מקור:PubMed ^[8]

מהם היישומים של MOTS-c?

שיפור מחלות הקשורות לגיל

קשר להזדקנות: 

MOTS-c הוא פפטיד שמקורו במיטוכונדריה, ושינויים בביטוי שלו קשורים קשר הדוק להתרחשות והתפתחות של הזדקנות ומחלות הקשורות לגיל. ככל שאנשים מתבגרים, רמת ה-MOTS-c יורדת. מחקרים מצאו שלפעילות גופנית יש השפעה משמעותית על הביטוי של MOTS-c, ו-MOTS-c עשוי לתווך את השפעת האנטי-אייג'ינג של פעילות גופנית ^[3].

סוּכֶּרֶת: 

MOTS-c יכול לשפר את חילוף החומרים של הגלוקוז והשומנים בגוף, לקדם את תפקוד המיטוכונדריה בתאים ולהפחית את התגובה הדלקתית הכרונית המערכתית. עבור חולי סוכרת, רמת MOTS-c בפלזמה יורדת. MOTS-c יכול לווסת הומאוסטזיס מטבולי על ידי האצת ספיגת הגלוקוז ושיפור הרגישות לאינסולין, ויש לו השפעה חיובית על מניעת סוכרת מסוג 2 ^[8].

מחלות לב וכלי דם: 

שיפוץ מבני הלב ותפקוד לקוי הם סיבוכים נפוצים של סוכרת, המובילים לעתים קרובות לאירועים קרדיווסקולריים חמורים. MOTS-c יכול לשפר את תפקוד האנדותל של כלי הדם ומהווה יעד טיפולי חדש לסיבוכים קרדיווסקולריים של סוכרת. מחקרים הראו כי MOTS-c יכול לתקן נזקים במיטוכונדריאלי שריר הלב בחולדות סוכרתיות ולהגן על תפקודים סיסטוליים ודיאסטוליים של הלב ^[9].

אוסטאופורוזיס: MOTS-c יכול לקדם שגשוג, בידול ומינרליזציה של אוסטאובלסטים, לעכב את יצירת אוסטאוקלסטים ולווסת את חילוף החומרים של העצם ועיצוב העצם מחדש. פעילות גופנית יכולה למעשה להגביר את הביטוי של MOTS-c, אך המנגנון הספציפי שבאמצעותו פעילות גופנית מווסתת MOTS-c בעצמות עדיין לא ברור ^[10].

מחלות אחרות

פיברוזיס ריאתי: 

פיברוזיס ריאתי היא מחלת ריאות חמורה עם פרוגנוזה גרועה, והאטיולוגיה והפתוגנזה שלה עדיין לא ברורות. מסגרת הקריאה הפתוחה של המיטוכונדריה של 12S rRNA-c (MOTS-c) היא פפטיד המקודד על ידי הגנום המיטוכונדריאלי, בעל השפעה חיובית על חילוף החומרים של גלוקוז ושומנים, הומאוסטזיס תאי ומיטוכונדריאלי, והפחתת התגובה הדלקתית המערכתית, והוא עשוי להיות חיקוי פוטנציאלי של פעילות גופנית. סקירה זו שואפת לנתח באופן מקיף את הספרות הקיימת על התפקיד הפוטנציאלי של MOTS-c בשיפור התפתחות פיברוזיס ריאתי ולזהות מטרות טיפוליות ספציפיות לאסטרטגיות טיפול עתידיות ^[11].

ניוון שרירים של דושן: 

MOTS-c הוא פפטיד ביו-אקטיבי שמקורו במיטוכונדריה עם תכונות מכוונות שרירים אינהרנטיות, שיכול להגביר את השטף הגליקוליטי ויכולת ייצור האנרגיה של שרירים דיסטרופיים במבחנה וב-in vivo, ובכך לשפר את הספיגה והפעילות של phosphonodiamidite morpholino oligomers (PMO) ב-mdx m.m. מתן חוזר ארוך טווח של MOTS-c ו-PMO יכול לגרום לביטוי של רמות טיפוליות של דיסטרופין בשרירים היקפיים, לשפר את תפקוד השרירים והפתולוגיה של עכברי mdx, ואין לו רעילות ברורה ^[12].

השמנת יתר וניוון שרירים: 

השמנת יתר וסוכרת מסוג 2 הן מחלות מטבוליות הקשורות לעיתים קרובות עם סרקופניה וחוסר תפקוד שרירים. MOTS-c, כהורמון מערכתי, משתתף בהומאוסטזיס מטבולי. מחקרים מצאו כי רמת MOTS-c בפלזמה נמצאת בקורלציה שלילית לרמת המיוסטטין בגוף האדם. MOTS-c יכול למנוע ניוון המושרה על ידי חומצה פלמיטית של myotubes מובחנים C2C12 ולהפחית את רמת המיוסטטין בפלזמה של עכברים שמנים כתוצאה מתזונה. על ידי עיכוב מיוסטטין, MOTS-c עשוי להיות טיפול פוטנציאלי לניוון שרירי השלד הנגרמת על ידי תנגודת לאינסולין ופנוטיפים אחרים של ניוון שרירים כולל סרקופניה ^[5].

סיכון למחלות מטבוליות בקרב חולות סרטן השד: 

נשים שקיבלו טיפול בסרטן השד נמצאות בסיכון מוגבר למחלות לב וכלי דם, סוכרת והשמנה, ופעילות גופנית יכולה להקל על תופעות הלוואי הללו. ל-MOTS-c פעילות מחקה פעילות גופנית ויש לה השפעות מועילות על חילוף החומרים ויכולת הפעילות הגופנית. מחקרים מצאו שהתערבות של 16 שבועות בפעילות אירובית והתנגדות יכולה להעלות את רמת ה-MOTS-c בקרב ניצולי סרטן שד שאינם היספנים, אך אין לה השפעה משמעותית על ניצולי סרטן שד היספנים. העלייה ברמת ה-MOTS-c הנגרמת מפעילות גופנית בקרב ניצולי סרטן שד שאינם היספנים עשויה להיות קשורה לשיפור הרגישות לאינסולין, ובכך להפחית את הסיכון למחלות נלוות ^[13].

לסיכום, כפוליפפטיד בן 16 חומצות אמינו המקודד על ידי הגנום המיטוכונדריאלי, MOTS-c ממלא תפקיד מרכזי בוויסות המטבולי של הגוף, הגנת מתח ומניעת מחלות וטיפול. זה יכול לשפר באופן משמעותי את ההומאוסטזיס של חילוף החומרים של גלוקוז ושומנים, לשפר את הרגישות לאינסולין ולעכב את הביטוי של מיוסטטין, ומקל ביעילות על סוכרת מסוג 2, השמנת יתר וניוון שרירים קשור. במקביל, על ידי ויסות ביוגנזה והיתוך של המיטוכונדריה, MOTS-c משפר את היכולת נוגדת החמצון של התא ומעכב את התגובה הדלקתית, מראה פוטנציאל טיפולי למחלות כרוניות כגון מחלות לב וכלי דם, אוסטאופורוזיס ופיברוזיס ריאתי. חשוב במיוחד, כמתווך מרכזי של תקשורת מיטוכונדריה-גרעין, MOTS-c יכול לדמות את ההשפעות של פעילות גופנית ולדחות את תהליך ההזדקנות. רמתו נמצאת בקורלציה שלילית עם מחלות הקשורות לגיל, ותוסף אקסוגני יכול להפוך הפרעות מטבוליות ולעכב שכפול ויראלי. זה ידוע בתור 'הורמון המיטוכונדריאלי'.

אודות המחבר

החומרים הנ'ל נחקרים, נערכים ומקובצים על ידי Cocer Peptides.

מחבר כתב עת מדעי

Dieli-Conwright CM היא חוקרת בעלת השפעה משמעותית בתחום הבין-תחומי של אונקולוגיה ומדעי הפעילות הגופנית. כיום היא משמשת כפרופסור חבר לרפואה בבית הספר לרפואה של הרווארד ובמכון הסרטן דנה-פרבר ומחזיקה בתפקיד סגל עמית במחלקה לתזונה בבית הספר לבריאות הציבור של הרווארד TH Chan. המחקר של ד'ר דילי-קונרייט מתמקד בחקירת ההשפעה של פעילות גופנית על חולי סרטן, במיוחד כיצד פעילות גופנית יכולה לשפר את התפקוד הפיזיולוגי, את בריאות העצם ואיכות החיים של חולי סרטן. הרקע האקדמי שלה מכסה תחומים רבים כמו ביולוגיה, קינסיולוגיה, בריאות הציבור וביו-קינסיולוגיה. היא השלימה את לימודיה במוסדות כמו אוניברסיטת קליפורניה סטייט, נורת'רידג' ואוניברסיטת דרום קליפורניה והשלימה את מחקר הפוסט-דוקטורט שלה במרכז הרפואי הלאומי סיטי אוף הופ. הישגי המחקר של ד'ר דילי-קונרייט פורסמו בהרחבה בכתבי עת אקדמיים שונים, ועבודתה מערבת דיסציפלינות מרובות כגון בריאות הציבור, תזונה, מערכת הלב וכלי הדם והקרדיולוגיה, ומספקות ראיות מדעיות חשובות לשיקום ולניהול בריאותי של חולי סרטן. Dieli-Conwright CM רשום בהפניה לציטוט [13].

▎ ציטוטים רלוונטיים

[1] Zheng Y, Wei Z, Wang T. MOTS-c: פפטיד מבטיח שמקורו במיטוכונדריה לניצול טיפולי[J]. Frontiers in Endocrinology, 2023,14.DOI:10.3389/fendo.2023.1120533.

[2] Boyu Y. פעילות גופנית ו-MOTS-c מגבירים את ביטוי הפפטיד MOTS-c שמקורו במיטוכונדריה ומשפרים את העמידות לאינסולין באמצעות מסלול AMPK/PGC-1α[D]. האוניברסיטה לרפואה, 2019.10.27652/d.cnki.gzyku.2019.001531.

[3] Mohtashami Z, Singh MK, Salimiaghdam N, et al. MOTS-c, הפפטיד הנגזר מהמיטוכונדריאלי האחרון בהזדקנות האדם ומחלות הקשורות לגיל[J]. International Journal of Molecular Sciences, 2022,23(19).DOI:10.3390/ijms231911991.

[4] Gao Y, Wei X, Wei P, et al. MOTS-c מונע פונקציונלי הפרעות מטבוליות[J]. Metabolites, 2023,13(1).DOI:10.3390/metabo13010125.

[5] Kumagai H, Coelho AR, Wan J, et al. MOTS-c מפחית איתות של מיוסטטין וניוון שרירים[J]. American Journal of Physiology-Endocrinology and Metabolism, 2021,320(4):E680-E690.DOI:10.1152/ajpendo.00275.2020.

[6] Garcia Benlloch S, Francisco RR, Rafael Blesa J, et al. MOTS-c מקדם התמיינות שרירים במבחנה[J]. Peptides, 2022,155.DOI:10.1016/j.peptides.2022.170840.

[7] Bhullar KS, Shang N, Kerek E, et al. נדרשת מיטופוזיה עבור טרנסלוקציה של GLUT4 המושרה על ידי MOTS-c[J]. דוחות מדעיים, 2021,11(1).DOI:10.1038/s41598-021-93735-2.

[8] Kong BS, Lee C, Cho Y M. פפטיד מקודד מיטוכונדריאלי MOTS-c, סוכרת ומחלות הקשורות להזדקנות[J]. Diabetes & Metabolism Journal, 2023,47(3):315-324.DOI:10.4093/dmj.2022.0333.

[9] Wang M, Wang G, Pang X, et al. MOTS-c מתקן נזקים לשריר הלב על ידי עיכוב מסלול CCN1/ERK1/2/EGR1 בחולדות סוכרתיות[J]. Frontiers in Nutrition, 2023,9.DOI:10.3389/fnut.2022.1060684.

[10] Yi X, Hu G, Yang Y, et al. תפקידו של MOTS-c בוויסות חילוף החומרים של העצם [J]. Frontiers in Physiology, 2023,14.DOI:10.3389/fphys.2023.1149120.

[11] Zhang Z, Chen D, Du K, et al. MOTS-c: גורם פוטנציאלי נגד פיברוזיס ריאתי הנגזר על ידי מיטוכונדריה[J]. מיטוכונדריון, 2023,71:76-82.DOI:10.1016/j.mito.2023.06.002.

[12] Ran N, Lin C, Leng L, et al. MOTS-c מקדם ספיגה ויעילות של אוליגומר phosphorodiamidate מורפולינו בעכברים דיסטרופיים [J]. Embo Molecular Medicine, 2021,13(2).DOI:10.15252/emmm.202012993.

[13] Dieli-Conwright CM, Nathalie S, KNM, et al. השפעת פעילות אירובית והתנגדות על הפפטיד המיטוכונדריאלי MOTSc בשורדי סרטן שד היספנים ולא היספנים.[J]. חקר הסרטן, 2021,81(13).

כל המאמרים ומידע המוצר המסופקים באתר אינטרנט זה מיועדים אך ורק להפצת מידע ולמטרות חינוכיות.  

המוצרים המסופקים באתר זה מיועדים אך ורק למחקר במבחנה. מחקר במבחנה (בלטינית: *בזכוכית*, כלומר בכלי זכוכית) מתבצע מחוץ לגוף האדם. מוצרים אלה אינם תרופות, לא אושרו על ידי מנהל המזון והתרופות האמריקאי (FDA), ואסור להשתמש בהם כדי למנוע, לטפל או לרפא כל מצב רפואי, מחלה או מחלה. חל איסור מוחלט על פי חוק להחדיר מוצרים אלו לגוף האדם או החיה בכל צורה שהיא.