|
1 komplekts (10 flakoni)
| Daudzums: | |
|---|---|
▎ MOTS-c struktūra
Avots: PubChem |
Secība: MRWQEMGYIFYPRKLR Molekulārā formula: C101H152N28O22S2 Molekulmasa: 2174,6 g/mol CAS numurs: 1627580-64-6 PubChem CID: 146675088 Sinonīmi: UNII-A5CV6JFB78 |
▎ MOTS-c pētījums
Kāds ir MOTS-c izpētes fons?
Mitohondriji ir svarīga vieta enerģijas metabolismam šūnās. Zinātnieki ilgu laiku ir veikuši plašus un padziļinātus pētījumus par mitohondriju struktūru un funkcijām. Šajā procesā pakāpeniski tika atzīts, ka mitohondrijiem ir ne tikai galvenā loma enerģijas ražošanā, bet tie var piedalīties arī citos šūnu fizioloģiskajos procesos, izmantojot dažus nezināmus mehānismus.
Ar nepārtrauktu pētniecības tehnoloģiju progresu, īpaši genomikas un proteomikas tehnoloģiju attīstību, ir kļuvis iespējams atklāt jaunas ar mitohondrijiem saistītas molekulas. MOTS-c (12S rRNS-c mitohondriju atvērtais lasīšanas rāmis) ir no mitohondrijiem atvasināts peptīds, ko kodē mitohondriju genoma 12S rRNS reģions [1].
Veicot padziļinātu mitohondriju genoma analīzi, zinātnieki ir atklājuši dažus mazus atvērtus lasīšanas rāmjus (sORF), kas var kodēt dažus peptīdus ar īpašām funkcijām. Pēc turpmākas izpētes un pārbaudes tika identificēts MOTS-c. Pētījumos atklāts, ka MOTS-c tiek ekspresēts dažādos cilvēku un dzīvnieku audos. Tas galvenokārt iedarbojas uz skeleta muskuļiem caur asinsriti, palielinot glikozes uzņemšanu un izmantošanu, tādējādi uzlabojot insulīna rezistenci un regulējot vielmaiņas līdzsvaru [2].
Padziļinot pētījumus, konstatēts, ka MOTS-c izpausmes izmaiņas ir cieši saistītas ar novecošanas un ar vecumu saistītu slimību rašanos un attīstību. Piemēram, MOTS-c līmenis plazmā samazinās līdz ar vecumu (Zheng Y, 2013). Tajā pašā laikā ir pierādīts, ka MOTS-c ir labvēlīgs ar vecumu saistītu slimību, tostarp diabēta, sirds un asinsvadu slimību, osteoporozes, pēcmenopauzes aptaukošanās un Alcheimera slimības gadījumā [3].
Kāds ir MOTS-c darbības mehānisms?
Gēnu ekspresijas regulēšana:
MOTS-c var veikt savas fizioloģiskās funkcijas, regulējot gēnu ekspresiju. Piemēram, tas var regulēt tādu gēnu ekspresiju kā GLUT4, STAT3 un IL-10. MOTS-c galvenokārt iedarbojas, aktivizējot AICAR-AMPK signalizācijas ceļu un izjaucot folātu-metionīna ciklu šūnās [4].
Insulīna rezistences uzlabošana:
MOTS-c var samazināt insulīna rezistenci un novērst 2. tipa cukura diabētu. Tās darbības mehānisms var būt saistīts ar miostatīna inhibīciju. Pētījumos atklāts, ka plazmas MOTS-c līmenis ir negatīvi korelēts ar miostatīna līmeni cilvēka organismā. MOTS-c var uzlabot jutību pret insulīnu, inhibējot augšējā transkripcijas faktora FOXO1 aktivitāti un samazinot miostatīna līmeni [5].
Muskuļu diferenciācijas veicināšana:
Muskuļu šūnās MOTS-c mijiedarbojas ar STAT3, izmantojot iespējamo SH2 saistošo motīvu YIFY reģionā, samazinot STAT3 transkripcijas aktivitāti, tādējādi uzlabojot miotubu veidošanos. Savvaļas tipa MOTS-c peptīds var palielināt cilvēka (LHCN-M2) un peles (C2C12) muskuļu cilmes šūnu veidošanos un aizsargāt muskuļu šūnas no interleikīna-6 (IL-6) izraisītās kodola miogenīna iekrāsošanās samazināšanās [6].
Mitohondriju funkcijas regulēšana:
MOTS-c var regulēt mitohondriju metabolismu. Pētījumi liecina, ka zīdītāju šūnu apstrāde ar MOTS-c var palielināt mitohondriju bioģenēzes marķieru TFAM, COX4 un NRF1 proteīnu līmeni, taču plūsmas citometrijas analīze liecina, ka pēc MOTS-c apstrādes mitohondriju skaits strauji samazinās. Turpmākajos pētījumos ir atklāts, ka MOTS-c var sinhroni aktivizēt mitohondriju saplūšanu un palielināt divu GTPāžu, OPA1 un MFN2, olbaltumvielu līmeni, kas ir ļoti svarīgi zīdītāju mitohondriju saplūšanai. Šo divu GTPāžu inhibēšana vai MFN2 notriekšana caur siRNS novērsīs MOTS-c spēju veicināt GLUT4 translokāciju un glikozes uzņemšanu [7].
MOTS-c ir potenciāls terapeitiskais mērķis vairākām ar novecošanos saistītām slimībām, tostarp neirodeģenerācijai, osteoporozei, sirds un asinsvadu slimībām, aterosklerozei, sarkopēnijai, 2. tipa cukura diabētu un aptaukošanos.
Avots: PubMed [8]
Kādi ir MOTS-c pielietojumi?
Ar vecumu saistītu slimību uzlabošana
Saistība ar novecošanu:
MOTS-c ir no mitohondrijiem iegūts peptīds, un tā ekspresijas izmaiņas ir cieši saistītas ar novecošanas un ar vecumu saistītu slimību rašanos un attīstību. Cilvēkiem novecojot, MOTS-c līmenis samazinās. Pētījumi ir atklājuši, ka vingrinājumi būtiski ietekmē MOTS-c izpausmi, un MOTS-c var būt starpnieks vingrojumu pretnovecošanās efektā [3].
Diabēts:
MOTS-c var uzlabot ķermeņa glikozes un lipīdu metabolismu, veicināt mitohondriju darbību šūnās un samazināt sistēmisku hronisku iekaisuma reakciju. Pacientiem ar cukura diabētu MOTS-c līmenis plazmā samazinās. MOTS-c var regulēt vielmaiņas homeostāzi, paātrinot glikozes uzņemšanu un uzlabojot jutību pret insulīnu, un tam ir pozitīva ietekme uz 2. tipa diabēta profilaksi [8].
Sirds un asinsvadu slimības:
Sirds struktūras pārveidošana un disfunkcija ir bieži sastopamas diabēta komplikācijas, kas bieži izraisa nopietnus kardiovaskulārus notikumus. MOTS-c var uzlabot asinsvadu endotēlija funkciju un ir jauns terapeitiskais mērķis diabēta sirds un asinsvadu komplikācijām. Pētījumi liecina, ka MOTS-c var labot miokarda mitohondriju bojājumus žurkām ar diabētu un aizsargāt sirds sistoliskās un diastoliskās funkcijas [9].
Osteoporoze: MOTS-c var veicināt osteoblastu proliferāciju, diferenciāciju un mineralizāciju, kavēt osteoklastu ģenēzi un regulēt kaulu vielmaiņu un kaulu remodelāciju. Vingrinājumi var efektīvi regulēt MOTS-c ekspresiju, bet specifiskais mehānisms, ar kuru vingrinājumi regulē MOTS-c kaulos, joprojām nav skaidrs [10].
Citas slimības
Plaušu fibroze:
Plaušu fibroze ir nopietna plaušu slimība ar sliktu prognozi, un tās etioloģija un patoģenēze joprojām nav skaidra. 12S rRNS-c (MOTS-c) mitohondriju atvērtais nolasīšanas rāmis ir mitohondriju genoma kodēts peptīds, kam ir pozitīva ietekme uz glikozes un lipīdu metabolismu, šūnu un mitohondriju homeostāzi un sistēmiskās iekaisuma reakcijas samazināšanos, un tas var būt potenciāls vingrinājumu mimētisks līdzeklis. Šī pārskata mērķis ir vispusīgi analizēt esošo literatūru par MOTS-c iespējamo lomu plaušu fibrozes attīstības uzlabošanā un noteikt konkrētus terapeitiskos mērķus turpmākajām ārstēšanas stratēģijām [11]..
Dišēna muskuļu distrofija:
MOTS-c ir no mitohondrijiem iegūts bioaktīvs peptīds ar raksturīgām muskuļu mērķa īpašībām, kas var palielināt distrofisko muskuļu glikolītisko plūsmu un enerģijas ražošanas spēju in vitro un in vivo, tādējādi uzlabojot fosfonodiamidīta morfolino oligomēru (PMO) uzņemšanu un aktivitāti mdx mice. Ilgstoša atkārtota MOTS-c un PMO ievadīšana var izraisīt distrofīna terapeitiskā līmeņa ekspresiju perifērajos muskuļos, uzlabot mdx peļu muskuļu darbību un patoloģiju, un tai nav acīmredzamas toksicitātes [12].
Aptaukošanās un muskuļu atrofija:
Aptaukošanās un 2. tipa diabēts ir vielmaiņas slimības, kas bieži saistītas ar sarkopēniju un muskuļu disfunkciju. MOTS-c kā sistēmisks hormons piedalās vielmaiņas homeostāzē. Pētījumos atklāts, ka plazmas MOTS-c līmenis ir negatīvi korelēts ar miostatīna līmeni cilvēka organismā. MOTS-c var novērst palmitīnskābes izraisītu diferencētu C2C12 miotubu atrofiju un samazināt miostatīna līmeni diētas izraisītu aptaukošanās peļu plazmā. Inhibējot miostatīnu, MOTS-c var būt potenciāls līdzeklis skeleta muskuļu atrofijas ārstēšanai, ko izraisa insulīna rezistence un citi muskuļu atrofijas fenotipi, tostarp sarkopēnija [5].
Metabolisma slimību risks krūts vēža slimniekiem:
Sievietēm, kuras ir saņēmušas krūts vēža ārstēšanu, ir paaugstināts sirds un asinsvadu slimību, diabēta un aptaukošanās risks, un fiziskās aktivitātes var mazināt šīs blakusparādības. MOTS-c ir vingrojumu imitējoša darbība, un tai ir labvēlīga ietekme uz vielmaiņu un fiziskās slodzes spēju. Pētījumi atklāja, ka 16 nedēļu aerobikas un pretestības vingrinājumu iejaukšanās var paaugstināt MOTS-c līmeni tiem, kas nav izdzīvojuši no spāņu valodas krūts vēzi, taču tam nav būtiskas ietekmes uz spāņu izcelsmes krūts vēzi izdzīvojušajiem. MOTS-c līmeņa paaugstināšanās, ko izraisa vingrošana pacientiem, kas nav izdzīvojuši no krūts vēža, var būt saistīti ar insulīna jutības uzlabošanos, tādējādi samazinot blakusslimību risku [13]..
Visbeidzot, kā 16 aminoskābju polipeptīds, ko kodē mitohondriju genoms, MOTS-c ir galvenā loma organisma vielmaiņas regulēšanā, stresa aizsardzībā un slimību profilaksē un ārstēšanā. Tas var ievērojami uzlabot glikozes un lipīdu metabolisma homeostāzi, uzlabot jutību pret insulīnu un kavēt miostatīna ekspresiju, efektīvi atvieglojot 2. tipa diabētu, aptaukošanos un ar to saistīto muskuļu atrofiju. Tajā pašā laikā, regulējot mitohondriju bioģenēzi un saplūšanu, MOTS-c uzlabo šūnu antioksidantu spēju un kavē iekaisuma reakciju, parādot terapeitisko potenciālu tādām hroniskām slimībām kā sirds un asinsvadu slimības, osteoporoze un plaušu fibroze. Īpaši svarīgi ir tas, ka MOTS-c kā galvenais mitohondriju un kodolu komunikācijas starpnieks var simulēt vingrinājumu ietekmi un aizkavēt novecošanās procesu. Tās līmenis ir negatīvi korelēts ar ar vecumu saistītām slimībām, un eksogēna papildināšana var mainīt vielmaiņas traucējumus un kavēt vīrusu replikāciju. Tas ir pazīstams kā 'mitohondriju hormons'.
Par Autoru
Visus iepriekš minētos materiālus pēta, rediģē un apkopo Cocer Peptides.
Zinātniskā žurnāla autors
Dieli-Conwright CM ir zinātnieks ar ievērojamu ietekmi starpdisciplinārajā onkoloģijas un vingrojumu zinātnes jomā. Pašlaik viņa strādā par medicīnas asociēto profesoru Hārvardas Medicīnas skolā un Dana-Farber Cancer Institute, kā arī ieņem asociētās fakultātes amatu Harvardas TH Chan Sabiedrības veselības skolas Uztura nodaļā. Dr. Dieli-Conwright pētījumi ir vērsti uz vingrojumu ietekmes uz vēža slimniekiem izpēti, jo īpaši uz to, kā vingrinājumi var uzlabot vēža pacientu fizioloģisko funkciju, kaulu veselību un dzīves kvalitāti. Viņas akadēmiskā pieredze aptver vairākas jomas, piemēram, bioloģiju, kinezioloģiju, sabiedrības veselību un biokinezioloģiju. Viņa pabeidza studijas tādās iestādēs kā Kalifornijas štata universitāte, Northridge un Dienvidkalifornijas universitāte, kā arī pabeidza pēcdoktorantūras pētījumu Cerības pilsētas Nacionālajā medicīnas centrā. Dr. Dieli-Conwright pētniecības sasniegumi ir plaši publicēti dažādos akadēmiskajos žurnālos, un viņas darbs ir saistīts ar vairākām disciplīnām, piemēram, sabiedrības veselību, uzturu, sirds un asinsvadu sistēmu un kardioloģiju, sniedzot svarīgus zinātniskus pierādījumus vēža pacientu rehabilitācijai un veselības pārvaldībai. Dieli-Conwright CM ir norādīts atsaucē uz atsauci [13].
