MOTS-c 40 mg

▎ MOTS-c struktūra

▎ MOTS-c pētījums

Kāds ir MOTS-c izpētes fons?

Mitohondrijiem, kas kalpo kā šūnu 'spēks', ir izšķiroša nozīme šūnu homeostāzes uzturēšanā. Komunikācijas mehānismi starp mitohondrijiem un kodolu jau sen ir bijuši zinātnisko pētījumu uzmanības centrā. Mitohondrijiem ir neatkarīgs genoms. Papildus klasiskajiem 37 gēniem jaunākie pētījumi atklāja, ka mitohondriju DNS kodē arī bioloģiski aktīvus īsus peptīdus, no kuriem viens ir mitohondriju atvasinātais peptīds MOTS-c, ko kodē mitohondriju 12S rRNS reģions. Šis atklājums ievērojami paplašina mitohondriju ģenētikas darbības jomu, piedāvājot jaunu perspektīvu svarīgu bioloģisko procesu, piemēram, mitohondriju un kodola komunikācijas un vielmaiņas regulēšanas, noskaidrošanai.

Pašlaik daudzu sarežģītu slimību, piemēram, diabēta un hroniska B hepatīta, ārstēšana saskaras ar ievērojamiem sastrēgumiem. MOTS-c ievērojamā loma skeleta muskuļu vielmaiņas regulēšanā, piemēram, glikozes metabolisma uzlabošanā, liecina par tā potenciālu vielmaiņas traucējumu ārstēšanā. Turklāt neparasti MOTS-c līmeņi, kas novēroti dažādos slimību procesos, ir mudinājuši pētniekus izpētīt tā lomu slimības sākumā, progresēšanā un ārstēšanā, meklējot jaunus veidus, kā pārvarēt šos sarežģītos apstākļus.

Kāds ir MOTS-c darbības mehānisms?

Ar vielmaiņu saistīto signalizācijas ceļu regulēšana

AICAR-AMPK signalizācijas ceļa aktivizēšana: MOTS-c aktivizē AICAR-AMPK signālu ceļu, izjaucot intracelulāro folātu-metionīna ciklu. Aktivizētais AMPK regulē šūnu enerģijas metabolismu, piemēram, veicinot glikozes uzņemšanu un taukskābju oksidāciju. Glikozes metabolismā tas palielina glikozes transportētāja GLUT4 pārvietošanos uz šūnu membrānu, tādējādi uzlabojot šūnu glikozes uzņemšanas spēju, uzlabojot insulīna rezistenci un palīdzot novērst un ārstēt vielmaiņas slimības, piemēram, 2. tipa diabētu ^[1]..

Ietekme uz citiem ceļiem: Papildus AMPK ceļam MOTS-c iedarbojas arī uz AKT ceļu, oksidatīvā stresa ceļu un ar iekaisumu saistītajiem ceļiem. Kas attiecas uz AKT ceļu, tas var ietekmēt šūnu procesus, piemēram, augšanu, proliferāciju un izdzīvošanu, regulējot ceļa aktivitāti. Oksidatīvā stresa ceļā MOTS-C samazina intracelulāro oksidatīvā stresa līmeni, samazina reaktīvo skābekļa sugu (ROS) veidošanos un aizsargā šūnas no oksidatīviem bojājumiem. Ar iekaisumu saistītos ceļos tas nomāc iekaisuma mediatoru izdalīšanos un mazina iekaisuma reakcijas. Piemēram, iekaisuma sāpju modeļos MOTS-C samazina iekaisuma mediatoru izdalīšanos muguras smadzeņu muguras ragā, tādējādi uzlabojot sāpju simptomus ^[2].

1. attēls MOTS-C primārās fizioloģiskās funkcijas ietver insulīna rezistences samazināšanu, aptaukošanās novēršanu, muskuļu darbības uzlabošanu, kaulu metabolisma veicināšanu, imūnregulācijas uzlabošanu un novecošanās aizkavēšanu ^[1].

Gēnu ekspresijas regulēšana

Kodolgēnu ekspresijas regulēšana: Kad šūnas saskaras ar vielmaiņas stresu, piemēram, glikozes ierobežojumu un oksidatīvo stresu, MOTS-C pārceļas uz kodolu, lai tieši regulētu adaptīvo kodolgēnu ekspresiju, tādējādi veicinot intracelulāro homeostāzi. Piemēram, MOTS-C modulē ar metabolismu saistītu gēnu, piemēram, GLUT4, STAT3 un IL-10, ekspresiju, ietekmējot fizioloģiskos procesus, tostarp glikozes metabolismu un imūno regulējumu. Paaugstināta GLUT4 ekspresija uzlabo šūnu glikozes uzņemšanu; STAT3 piedalās šūnu proliferācijā, diferenciācijā un imūnregulācijā; IL-10, pretiekaisuma citokīns, samazina iekaisuma reakcijas, kad tā ekspresija ir paaugstināta ^[1,3].

Enerģijas vielmaiņas uzlabošana

Uzlabota glikolīze: dažādos slimību modeļos, piemēram, plaušu išēmijas-reperfūzijas bojājuma (LIRI) modelī, ko izraisa kardiopulmonālais apvedceļš (CPB), MOTS-c pirmapstrāde uzlabo glikolītisko plūsmu plaušu mikrovaskulārajās endotēlija šūnās (PMVEC). Tas mazina LIRI bojājumus, atjaunojot šūnu enerģijas homeostāzi un samazinot lipīdu peroksidāciju, regulējot galveno glikolītisko enzīmu PFKFB3. Tas parāda, ka MOTS-c modulē glikolītisko ceļu, lai nodrošinātu pietiekamu enerģiju stresa pakļautām šūnām, tādējādi saglabājot normālu šūnu darbību ^[4].

Šūnu aizsardzības efekti

Mitohondriju bojājumu mazināšana: Radiācijas pneimonīta (RP) modelī MOTS-c ievērojami samazināja plaušu audu bojājumus, iekaisumu un oksidatīvo stresu, vienlaikus mainot alveolāro epitēlija šūnu apoptozi un mitohondriju bojājumus. Šis mehānisms ietver ar kodolfaktoru E2 saistītā 2. faktora (Nrf2) līmeņa paaugstināšanu un tā kodola pārvietošanas veicināšanu. Nrf2 aktivizē virkni antioksidantu un šūnu aizsargājošu gēnu, aizsargājot mitohondriju darbību. Tas parāda, ka MOTS-c aizsargā bojātos audus, saglabājot mitohondrijus un samazinot apoptozi ^[5].

Citu šūnu aizsardzība: pētījumos par Dišēna muskuļu distrofiju (DMD) tika konstatēts, ka MOTS-c piemīt raksturīgas muskuļu mērķa īpašības. Tas uzlabo glikolītisko plūsmu un enerģijas ražošanas spēju distrofiskajos muskuļos, veicinot uzlabotu muskuļu darbību. Turklāt iekaisuma sāpju modeļos MOTS-c, ko ievada centralizēti vai perifēriski, mazina sāpju paaugstinātu jutību, nomācot iekaisuma reakcijas un neironu pārmērīgu uzbudināmību, piedāvājot neiroprotektīvu efektu ^[2,6].

Kādi ir MOTS-c pielietojumi?

Metabolisma traucējumu ārstēšana:

Insulīna rezistences uzlabošana un diabēta profilakse: MOTS-c uzlabo insulīna rezistenci, kas ir ļoti svarīga 2. tipa diabēta profilaksei. Insulīna rezistence ir galvenais faktors 2. tipa diabēta sākumā. MOTS-c var uzlabot jutību pret insulīnu, aktivizējot AICAR-AMPK signalizācijas ceļu un regulējot intracelulāro folātu-metionīna ciklu. Gao Y pētījumi liecina, ka tas veicina skeleta muskuļu glikozes uzņemšanu un izmantošanu, līdzīgi kā šūnās tiek atvērti papildu glikozes uzsūkšanās ceļi, tādējādi pazeminot glikozes līmeni asinīs ^[1].

Lipīdu metabolisma regulēšana un aptaukošanās apkarošana: attiecībā uz lipīdu metabolismu MOTS-c palielina brūno tauku termoģenēzi un veicina balto tauku brūnināšanu. Brūnie tauki patērē enerģiju termoģenēzes ceļā, savukārt balto tauku brūnināšana nozīmē enerģiju uzkrājošo balto tauku pārvēršanos enerģiju patērējošos brūnos taukos. Šis process palīdz organismam pielāgoties aukstumam un, vēl svarīgāk, novērš aptaukošanos un lipīdu vielmaiņas traucējumus, piedāvājot jaunus ieskatus aptaukošanās profilaksē un ārstēšanā ^[1].

Ar muskuļiem saistītu slimību profilakse un ārstēšana:

Muskuļu diferenciācijas veicināšana: In vitro pētījumi liecina, ka savvaļas tipa MOTS-c peptīds uzlabo miotubulāro veidošanos cilvēka (LHCN-M2) un peles (C2C12) muskuļu cilmes šūnās, turpretim Y8F mutantam peptīdam šī efekta nav. Turpmākie pētījumi atklāja, ka MOTS-c uzlabo miotubuloģenēzi, mijiedarbojoties ar IL-6/Janus kināzes/signāla devēju un transkripcijas 3 (STAT3) ceļa aktivatoru, tādējādi samazinot STAT3 transkripcijas aktivitāti ^[7].

Muskuļu atrofijas profilakse: MOTS-c līmenis plazmā negatīvi korelē ar miostatīna līmeni. MOTS-c novērš palmitāta izraisītu miotube atrofiju diferencētās C2C12 šūnās un samazina miostatīna līmeni plazmā uztura izraisītām aptaukošanās pelēm. Tas novērš muskuļu atrofiju, pastiprinot AKT fosforilāciju, inhibējot FOXO1 aktivitāti — miostatīna un citu muskuļu atrofijas gēnu augšējo transkripcijas faktoru —, vienlaikus regulējot mTORC2 un PTEN aktivitāti un palielinot CK2 aktivitāti, lai nomāktu PTEN ^[8].

Pretnovecošanās iedarbība: MOTS-c izteiksmes izmaiņas ir cieši saistītas ar novecošanos, un tai piemīt pretnovecošanās īpašības. Tas tiek panākts, izmantojot vairākus mehānismus, tostarp uzlabojot glikozes un lipīdu metabolismu, uzlabojot šūnu mitohondriju funkciju un samazinot sistēmisku hronisku iekaisumu. Pētījums, ko veica Gao Y et al. norāda, ka uzlabota vielmaiņa nodrošina šūnām bagātīgāku un stabilāku enerģijas piegādi. Mitohondriju funkcijas uzlabošana līdzinās šūnas 'enerģijas rūpnīcas' uzlabošanai, savukārt iekaisuma reakciju samazināšana samazina šūnu iekaisuma bojājumus ^[1].

Secinājums

Kā no mitohondriju atvasināts peptīds MOTS-c aktivizē signalizācijas ceļus, piemēram, AMPK, lai regulētu glikozes un lipīdu metabolismu, veicinātu balto uz brūno tauku pārveidi un uzlabotu insulīna rezistenci un aptaukošanos, piedāvājot jaunus terapeitiskus virzienus vielmaiņas traucējumiem. Tas uzlabo osteoblastu diferenciāciju, nomāc osteoklastu veidošanos, līdzsvaro kaulu vielmaiņu un atbalsta skeleta veselības uzturēšanu. Tas regulē muskuļu diferenciāciju un novērš atrofiju, saglabājot potenciālu iejaukšanās ar muskuļiem saistītos traucējumos. MOTS-c ir spēcīgas ar vingrinājumiem saistītas asociācijas: vingrinājumi pārregulē tā izpausmi un veicina vingrinājumu izraisītus ieguvumus veselībai. MOTS-c ir arī nozīme novecošanās un saistīto procesu aizkavēšanā.

Par Autoru

Visus iepriekš minētos materiālus pēta, rediģē un apkopo Cocer Peptides.

Zinātniskā žurnāla autors

Ning Ran ir pētnieks, kas saistīts ar Oregonas Valsts universitātes Karlsona Veterinārmedicīnas koledžu. Viņa akadēmiskais darbs aptver molekulāro bioloģiju un translācijas medicīnu, koncentrējoties uz neiromuskulāro slimību terapeitiskajām stratēģijām. Ran ir līdzautors daudzām publikācijām recenzētos žurnālos, palīdzot izprast molekulāro iejaukšanos slimību modeļos. Viņa pētnieciskās intereses ietver peptīdu konjugētu oligonukleotīdu izstrādi un pielietojumu, kā arī mitohondriju izcelsmes peptīdu terapeitiskā potenciāla izpēti. Ning Ran ir norādīts atsaucē uz atsauci [6].

▎ Attiecīgie citāti

[1] Gao Y, Wei X, Wei P u.c. MOTS-c funkcionāli novērš vielmaiņas traucējumus. Metabolīti 2023; 13(1).DOI: 10.3390/metabo13010125.

[2] Wang Z, Yang L, Xu L, Liao J, Lu P, Jiang J. MOTS-c centrālais un perifērais mehānisms mazina sāpju paaugstinātu jutību peļu iekaisuma sāpju modelī. Neiroloģiskie pētījumi 2024; 46(2): 165-177.DOI: 10.1080/01616412.2023.2258584.

[3] Benayoun BA, Lee C. MOTS-c: Mitohondriju kodēts kodola regulators. Bioesejas 2019; 41(9): e1900046.DOI: 10.1002/bies.201900046.

[4] Shen Z, Lu P, Jin W u.c. MOTS-c veicina glikolīzi, izmantojot AMPK-HIF-1α-PFKFB3 ceļu, lai uzlabotu CPB izraisītu plaušu bojājumu. American Journal of Respiratory Cell and Molecular Biology 2025. 10.1165/rcmb.2024-0533OC.

[5] Zhang Y, Huang J, Zhang Y u.c. No mitohondriju iegūtais peptīds MOTS-c mazina radiācijas pneimonitu, izmantojot no Nrf2 atkarīgu mehānismu. Antioksidanti 2024; 13. https://api.semanticscholar.org/CorpusID:269876125.

[6] Ran N, Lin C, Leng L u.c. MOTS-c veicina fosforodiamidāta morfolino oligomēru uzņemšanu un efektivitāti distrofiskām pelēm. Embo molekulārā medicīna 2021; 13(2): e12993.DOI: 10.15252/emmm.202012993.

[7] García-Benlloch S, Revert-Ros F, Blesa JR, Alis R. MOTS-c veicina muskuļu diferenciāciju in vitro. Peptīdi 2022; 155: 170840.DOI: 10.1016/j.peptīdi.2022.170840.

[8] Kumagai H, Coelho AR, Wan J u.c. MOTS-c samazina miostatīna un muskuļu atrofijas signālus. American Journal of Physiology-Endocrinology and Metabolism 2021; 320(4): E680-E690.DOI: 10.1152/ajpendo.00275.2020.

VISI IZSTRĀDĀJUMI UN PRODUKTU INFORMĀCIJA ŠAJĀ VIETNE IR TIKAI INFORMĀCIJAS IZPLATĪŠANAI UN IZGLĪTĪBAS NOLŪKĀ.  

Šajā tīmekļa vietnē sniegtie produkti ir paredzēti tikai in vitro pētījumiem. In vitro pētījumi (latīņu: *glāzē*, kas nozīmē stikla traukos) tiek veikti ārpus cilvēka ķermeņa. Šie produkti nav farmaceitiski izstrādājumi, tos nav apstiprinājusi ASV Pārtikas un zāļu pārvalde (FDA), un tos nedrīkst izmantot, lai novērstu, ārstētu vai izārstētu jebkādu medicīnisku stāvokli, slimības vai kaites. Ar likumu ir stingri aizliegts jebkādā veidā ievadīt šos produktus cilvēka vai dzīvnieka organismā.