|
1kits (10 flesjes)
| Aantal: | |
|---|---|
▎ Motc-structuur
Bron: PubChem |
Volgorde: MRWQEMGYIFYPRKLR Molecuulformule: C101H152N28O22S2 Moleculair gewicht: 2174,6 g/mol CAS-nummer: 1627580-64-6 PubChem klantnummer: 146675088 Synoniemen: UNII-A5CV6JFB78 |
▎ Motc -onderzoek
Wat is de onderzoeksachtergrond van Motc?
Mitochondria, die dienen als de ‘krachtcentrale’ van cellen, spelen een cruciale rol bij het handhaven van cellulaire homeostase. De communicatiemechanismen tussen mitochondriën en de kern zijn lange tijd een focus van wetenschappelijk onderzoek geweest. Mitochondria bezitten een onafhankelijk genoom. Naast de klassieke 37 genen hebben recente onderzoeken aangetoond dat mitochondriaal DNA ook codeert voor biologisch actieve korte peptiden, waarvan er één het van mitochondriën afkomstige peptide Motc is, gecodeerd door het mitochondriale 12S rRNA-gebied. Deze ontdekking breidt de reikwijdte van de mitochondriale genetica aanzienlijk uit en biedt een nieuw perspectief voor het ophelderen van cruciale biologische processen zoals mitochondriale-nucleaire communicatie en metabolische regulatie.
Momenteel kampen de behandelingen voor tal van uitdagende ziekten zoals de stofwisseling en chronische hepatitis B met aanzienlijke knelpunten. De prominente rol van Motc in de metabolische regulatie van skeletspieren, zoals het verbeteren van het glucosemetabolisme, suggereert zijn potentieel bij de behandeling van metabolische stoornissen. Bovendien hebben abnormale Motc-niveaus waargenomen bij verschillende ziekteprocessen onderzoekers ertoe aangezet de rol ervan bij het ontstaan, de progressie en de behandeling van de ziekte te onderzoeken, op zoek naar nieuwe wegen om deze hardnekkige aandoeningen te overwinnen.
Wat is het werkingsmechanisme van Motc?
Reguleren van metabolismegerelateerde signaalroutes
Activering van de AICAR-AMPK-signaleringsroute: Motc activeert de AICAR-AMPK-signaleringsroute door de intracellulaire folaat-methioninecyclus te verstoren. Geactiveerd AMPK reguleert het cellulaire energiemetabolisme, zoals het bevorderen van de opname van glucose en de oxidatie van vetzuren. Bij het glucosemetabolisme verhoogt het de translocatie van de glucosetransporter GLUT4 naar het celmembraan, waardoor de cellulaire glucoseopnamecapaciteit wordt vergroot, de insulineresistentie wordt verbeterd en wordt geholpen bij de preventie en behandeling van metabolische ziekten zoals type 2-metabolisme [1]..
Effecten op andere routes: Naast de AMPK-route werkt Motc ook op de AKT-route, de oxidatieve stressroute en ontstekingsgerelateerde routes. Wat de AKT-route betreft, kan deze cellulaire processen zoals groei, proliferatie en overleving beïnvloeden door de activiteit van de route te reguleren. In de oxidatieve stressroute vermindert Motc de intracellulaire oxidatieve stressniveaus, vermindert de productie van reactieve zuurstofsoorten (ROS) en beschermt cellen tegen oxidatieve schade. In ontstekingsgerelateerde routes onderdrukt het de afgifte van ontstekingsmediatoren en verlicht het ontstekingsreacties. In modellen voor ontstekingspijn vermindert Motc bijvoorbeeld de afgifte van ontstekingsmediatoren in de dorsale hoorn van het ruggenmerg, waardoor de pijnsymptomen verbeteren [2]..
Figuur 1 De primaire fysiologische functies van Motc omvatten het verminderen van de insulineresistentie, het voorkomen van obesitas, het verbeteren van de spierfunctie, het bevorderen van het botmetabolisme, het verbeteren van de immuunregulatie en het vertragen van veroudering [1].
Regulatie van genexpressie
Nucleaire genexpressieregulatie: Wanneer cellen metabolische stress tegenkomen, zoals glucosebeperking en oxidatieve stress, verplaatst Motc zich naar de kern om adaptieve nucleaire genexpressie direct te reguleren, waardoor de intracellulaire homeostase wordt bevorderd. Motc moduleert bijvoorbeeld de expressie van metabolismegerelateerde genen zoals GLUT4, STAT3 en IL-10, waardoor fysiologische processen worden beïnvloed, waaronder het glucosemetabolisme en de immuunregulatie. Verhoogde GLUT4-expressie verbetert de cellulaire glucoseopname; STAT3 neemt deel aan celproliferatie, differentiatie en immuunregulatie; IL-10, een ontstekingsremmend cytokine, vermindert ontstekingsreacties wanneer de expressie ervan verhoogd is [1,3].
Verbetering van het energiemetabolisme
Verbeterde glycolyse: In verschillende ziektemodellen, zoals het longischemie-reperfusieletsel (LIRI)-model geïnduceerd door cardiopulmonale bypass (CPB), verbetert Motc-voorbehandeling de glycolytische flux in pulmonale microvasculaire endotheelcellen (PMVEC's). Het verzacht LIRI-letsel door de homeostase van de cellulaire energie te herstellen en de peroxidatie van lipiden te verminderen door het opreguleren van het belangrijkste glycolytische enzym PFKFB3. Dit toont aan dat Motc de glycolytische route moduleert om voldoende energie te leveren aan cellen onder stress, waardoor de normale cellulaire functie behouden blijft [4]..
Cellulaire beschermingseffecten
Beperking van mitochondriale schade: In een stralingspneumonitis (RP)-model verminderde Motc longweefselbeschadiging, ontsteking en oxidatieve stress aanzienlijk, terwijl apoptose van alveolaire epitheelcellen en mitochondriale schade werden omgekeerd. Dit mechanisme omvat het verhogen van de nucleaire factor E2-gerelateerde factor 2 (Nrf2)-niveaus en het bevorderen van de nucleaire translocatie ervan. Nrf2 activeert een reeks antioxidanten en celbeschermende genen, waardoor de mitochondriale functie wordt beschermd. Dit toont aan dat Motc beschadigde weefsels beschermt door de mitochondriën te behouden en apoptose te verminderen [5]..
Bescherming van andere cellen: Uit onderzoek naar de spierdystrofie van Duchenne (DMD) bleek dat Motc intrinsieke spiergerichte eigenschappen bezit. Het verbetert de glycolytische flux en de energieproductiecapaciteit in dystrofische spieren, wat bijdraagt aan een verbeterde spierfunctie. Bovendien verlicht Motc, centraal of perifeer toegediend, in ontstekingspijnmodellen de overgevoeligheid voor pijn door ontstekingsreacties en neuronale hyperexciteerbaarheid te onderdrukken, wat neuroprotectieve effecten biedt [2,6]..
Wat zijn de toepassingen van Motc?
Behandeling van stofwisselingsstoornissen:
Verbetering van de insulineresistentie en het voorkomen van metabolisme: Motc verbetert de insulineresistentie, wat cruciaal is voor het voorkomen van type 2-metabolisme. Insulineresistentie is een sleutelfactor bij het ontstaan van type 2-metabolisme. Motc kan de insulinegevoeligheid verbeteren door de AICAR-AMPK-signaalroute te activeren en de intracellulaire folaat-methioninecyclus te reguleren. Onderzoek door Gao Y geeft aan dat het de opname en het gebruik van glucose in de skeletspieren bevordert, vergelijkbaar met het openen van extra glucose-absorptieroutes in cellen, waardoor de bloedsuikerspiegel wordt verlaagd [1].
Regulering van het lipidenmetabolisme en bestrijding van obesitas: Wat het lipidenmetabolisme betreft, verhoogt Motc de thermogenese van bruin vet en bevordert het bruin worden van wit vet. Bruin vet verbruikt energie door middel van thermogenese, terwijl het bruin worden van wit vet de transformatie betekent van energieopslagend wit vet in energieverbruikend bruin vet. Dit proces helpt het lichaam zich aan te passen aan de kou en, nog belangrijker, het voorkomt obesitas en stoornissen in het lipidenmetabolisme, wat nieuwe inzichten biedt voor de preventie en behandeling van obesitas [1].
Preventie en behandeling van spiergerelateerde ziekten:
Bevordering van spierdifferentiatie: In vitro-onderzoeken tonen aan dat wildtype Motc-peptide de myotubulaire vorming in menselijke (LHCN-M2) en muis (C2C12) spiervoorlopercellen verbetert, terwijl het Y8F-mutante peptide dit effect mist. Uit verdere onderzoeken is gebleken dat Motc de myotubulogenese verbetert door interactie met de IL-6/Janus kinase/signaaltransducer en activator of transcription 3 (STAT3)-route, waardoor de transcriptionele activiteit van STAT3 wordt verminderd [7]..
Preventie van spieratrofie: Plasma Motc-niveaus correleren negatief met myostatineniveaus. Motc voorkomt door palmitaat geïnduceerde myotube-atrofie in gedifferentieerde C2C12-cellen en verlaagt de plasma-myostatineniveaus bij door voeding geïnduceerde zwaarlijvige muizen. Het voorkomt spieratrofie door de AKT-fosforylering te versterken, waardoor de activiteit van FOXO1 wordt geremd – een stroomopwaartse transcriptiefactor van myostatine en andere spieratrofiegenen – terwijl de mTORC2- en PTEN-activiteit wordt gereguleerd en de CK2-activiteit wordt verhoogd om PTEN te onderdrukken [8]..
Anti-verouderingseffecten: Veranderingen in de expressie van Motc zijn nauw verbonden met veroudering en vertonen anti-verouderingseigenschappen. Dit wordt bereikt via meerdere mechanismen, waaronder het verbeteren van het glucose- en lipidenmetabolisme, het verbeteren van de cellulaire mitochondriale functie en het verminderen van systemische chronische ontstekingen. Onderzoek door Gao Y et al. geeft aan dat een verbeterd metabolisme cellen voorziet van een overvloedigere en stabielere energievoorziening. Het verbeteren van de mitochondriale functie is vergelijkbaar met het upgraden van de ‘energiefabriek’ van de cel, terwijl het verminderen van ontstekingsreacties ontstekingsschade aan cellen minimaliseert [1].
Conclusie
Als een van de mitochondriën afgeleid peptide activeert Motc signaalroutes zoals AMPK om het glucose- en lipidenmetabolisme te reguleren, de omzetting van wit naar bruin vet te bevorderen en de insulineresistentie en obesitas te verbeteren, wat nieuwe therapeutische richtingen biedt voor metabolische stoornissen. Het verbetert de differentiatie van osteoblasten, onderdrukt de vorming van osteoclasten, brengt het botmetabolisme in evenwicht en ondersteunt het behoud van de gezondheid van het skelet. Het reguleert de spierdifferentiatie en voorkomt atrofie, waardoor interventie mogelijk is bij spiergerelateerde aandoeningen. Motc vertoont sterke associaties die verband houden met beweging: beweging reguleert de expressie ervan en bemiddelt door inspanning geïnduceerde gezondheidsvoordelen. Motc speelt ook een rol bij het vertragen van veroudering en aanverwante processen.
Over de auteur
De bovengenoemde materialen zijn allemaal onderzocht, geredigeerd en samengesteld door Cocer Peptides.
Auteur van wetenschappelijk tijdschrift
Ning Ran is een onderzoeker verbonden aan het Carlson College of Veterinary Medicine van de Oregon State University. Zijn academische werk omvat moleculaire biologie en translationele geneeskunde, met een focus op therapeutische strategieën voor neuromusculaire ziekten. Ran is co-auteur van talrijke publicaties in peer-reviewed tijdschriften, die bijdragen aan het begrip van moleculaire interventies in ziektemodellen. Zijn onderzoeksinteresses omvatten de ontwikkeling en toepassing van peptide-geconjugeerde oligonucleotiden, evenals het onderzoeken van het therapeutische potentieel van van mitochondriën afkomstige peptiden. Ning Ran wordt vermeld in de referentie van citaat [6].
