|
1 sett (10 hetteglass)
| Mengde: | |
|---|---|
▎ MOTS-c struktur
Kilde: PubChem |
Sekvens: MRWQEMGYIFYPRKLR Molekylformel: C101H152N28O22S2 Molekylvekt: 2174,6 g/mol CAS-nummer: 1627580-64-6 PubChem CID: 146675088 Synonymer: UNII-A5CV6JFB78 |
▎ MOTS-c Forskning
Hva er forskningsbakgrunnen til MOTS-c?
Mitokondrier, som fungerer som cellenes 'kraftverk', spiller en avgjørende rolle for å opprettholde cellulær homeostase. Kommunikasjonsmekanismene mellom mitokondrier og kjernen har lenge vært et fokus for vitenskapelig forskning. Mitokondrier har et uavhengig genom. Utover de klassiske 37 genene, har nyere studier avslørt at mitokondrielt DNA også koder for biologisk aktive korte peptider, hvorav ett er det mitokondrieavledede peptidet MOTS-c, kodet av mitokondriell 12S rRNA-region. Denne oppdagelsen utvider omfanget av mitokondriell genetikk betydelig, og tilbyr et nytt perspektiv for å belyse viktige biologiske prosesser som mitokondriell-kjernefysisk kommunikasjon og metabolsk regulering.
For tiden møter behandlinger for en rekke utfordrende sykdommer som diabetes og kronisk hepatitt B betydelige flaskehalser. MOTS-c sin fremtredende rolle i metabolsk regulering av skjelettmuskulaturen, for eksempel å forbedre glukosemetabolismen, antyder potensialet i behandlingen av metabolske forstyrrelser. Videre har unormale MOTS-c-nivåer observert i forskjellige sykdomsprosesser fått forskere til å undersøke dens rolle i sykdomsutbrudd, progresjon og behandling, og søker nye veier for å overvinne disse vanskelige forholdene.
Hva er virkningsmekanismen for MOTS-c?
Regulering av metabolisme-relaterte signalveier
Aktivering av AICAR-AMPK-signalveien: MOTS-c aktiverer AICAR-AMPK-signalveien ved å forstyrre den intracellulære folat-metionin-syklusen. Aktivert AMPK regulerer cellulær energimetabolisme, som å fremme glukoseopptak og fettsyreoksidasjon. I glukosemetabolisme øker det translokasjonen av glukosetransportøren GLUT4 til cellemembranen, og øker dermed cellulær glukoseopptakskapasitet, forbedrer insulinresistens og hjelper til med forebygging og behandling av metabolske sykdommer som type 2 diabetes [1].
Effekter på andre veier: Utover AMPK-banen, virker MOTS-c også på AKT-banen, oksidativt stress-veien og betennelsesrelaterte veier. Når det gjelder AKT-banen, kan den påvirke cellulære prosesser som vekst, spredning og overlevelse ved å regulere banens aktivitet. I den oksidative stressveien reduserer MOTS-C nivåer av intracellulært oksidativt stress, reduserer produksjonen av reaktive oksygenarter (ROS) og beskytter cellene mot oksidativ skade. I betennelsesrelaterte veier undertrykker den frigjøringen av inflammatoriske mediatorer og lindrer inflammatoriske responser. For eksempel, i modeller for inflammatorisk smerte, reduserer MOTS-C frigjøring av inflammatoriske mediatorer i ryggmargens dorsale horn, og forbedrer dermed smertesymptomer [2].
Figur 1 De primære fysiologiske funksjonene til MOTS-C inkluderer å redusere insulinresistens, forebygge overvekt, forbedre muskelfunksjonen, fremme benmetabolisme, forbedre immunforsvaret og forsinke aldring [1].
Regulering av genuttrykk
Regulering av nukleært genuttrykk: Når celler møter metabolsk stress, som glukosestriksjon og oksidativt stress, translokerer MOTS-C til kjernen for direkte å regulere adaptivt kjernefysisk genuttrykk, og fremmer derved intracellulær homeostase. For eksempel modulerer MOTS-C uttrykket av metabolismerelaterte gener som GLUT4, STAT3 og IL-10, og påvirker fysiologiske prosesser inkludert glukosemetabolisme og immunregulering. Økt GLUT4-ekspresjon forbedrer cellulært glukoseopptak; STAT3 deltar i celleproliferasjon, differensiering og immunregulering; IL-10, et antiinflammatorisk cytokin, reduserer inflammatoriske responser når uttrykket er forhøyet [1,3].
Forbedring av energimetabolismen
Forbedret glykolyse: I ulike sykdomsmodeller, som lungeiskemi-reperfusjonsskade (LIRI)-modellen indusert av kardiopulmonal bypass (CPB), øker MOTS-c-forbehandling glykolytisk fluks i lungemikrovaskulære endotelceller (PMVEC). Det reduserer LIRI-skader ved å gjenopprette cellulær energihomeostase og redusere lipidperoksidasjon gjennom å oppregulere det glykolytiske nøkkelenzymet PFKFB3. Dette demonstrerer at MOTS-c modulerer den glykolytiske banen for å levere tilstrekkelig energi til celler under stress, og dermed opprettholde normal cellulær funksjon [4].
Mobilbeskyttelseseffekter
Redusering av mitokondriell skade: I en strålingspneumonitt (RP)-modell reduserte MOTS-c signifikant lungevevsskade, betennelse og oksidativt stress mens den reverserte alveolær epitelcelle-apoptose og mitokondriell skade. Denne mekanismen innebærer å øke nivåene av nukleær faktor E2-relatert faktor 2 (Nrf2) og fremme dens nukleære translokasjon. Nrf2 aktiverer en serie antioksidant- og cellebeskyttende gener, og sikrer mitokondriell funksjon. Dette viser at MOTS-c beskytter skadet vev ved å bevare mitokondrier og redusere apoptose [5].
Beskyttelse av andre celler: I studier på Duchenne muskeldystrofi (DMD) ble MOTS-c funnet å ha iboende muskelmålrettingsegenskaper. Det forbedrer glykolytisk fluks og energiproduksjonskapasitet i dystrofiske muskler, og bidrar til forbedret muskelfunksjon. Videre, i inflammatoriske smertemodeller, lindrer MOTS-c administrert sentralt eller perifert smerteoverfølsomhet ved å undertrykke inflammatoriske responser og neuronal hypereksitabilitet, og tilbyr nevrobeskyttende effekter [2,6].
Hva er bruksområdene til MOTS-c?
Behandling av metabolske forstyrrelser:
Forbedring av insulinresistens og forebygging av diabetes: MOTS-c forbedrer insulinresistens, noe som er avgjørende for å forebygge type 2 diabetes. Insulinresistens er en nøkkelfaktor i utbruddet av type 2 diabetes. MOTS-c kan forbedre insulinfølsomheten ved å aktivere AICAR-AMPK-signalveien og regulere den intracellulære folat-metionin-syklusen. Forskning fra Gao Y indikerer at det fremmer opptak og utnyttelse av glukose i skjelettmuskulaturen, på linje med å åpne ytterligere glukoseabsorpsjonsveier i cellene, og dermed senke blodsukkernivået [1].
Regulering av lipidmetabolisme og bekjempelse av fedme: Når det gjelder lipidmetabolisme, øker MOTS-c brunt fett termogenese og fremmer bruning av hvitt fett. Brunt fett forbruker energi gjennom termogenese, mens bruning av hvitt fett betyr transformasjonen av energilagrende hvitt fett til energikrevende brunt fett. Denne prosessen hjelper kroppen med å tilpasse seg kulde og, enda viktigere, forhindrer fedme- og lipidmetabolismeforstyrrelser, og gir ny innsikt for forebygging og behandling av fedme [1].
Forebygging og behandling av muskelrelaterte sykdommer:
Fremme av muskeldifferensiering: In vitro-studier viser at villtype MOTS-c-peptid forbedrer myotubulær dannelse i humane (LHCN-M2) og muse- (C2C12) muskelprogenitorceller, mens Y8F-mutantpeptidet mangler denne effekten. Ytterligere studier avslørte at MOTS-c forbedrer myotubulogenese ved å interagere med IL-6/Janus kinase/signaltransduseren og aktivatoren av transkripsjon 3 (STAT3)-veien, og reduserer derved STAT3-transkripsjonell aktivitet [7].
Forebygging av muskelatrofi: Plasma MOTS-c-nivåer korrelerer negativt med myostatinnivåer. MOTS-c forhindrer palmitatindusert myotubeatrofi i differensierte C2C12-celler og reduserer plasmamyostatinnivåer i diettinduserte overvektige mus. Den forhindrer muskelatrofi ved å forsterke AKT-fosforylering, hemmer aktiviteten til FOXO1 - en oppstrøms transkripsjonsfaktor av myostatin og andre muskelatrofigener - mens den regulerer mTORC2- og PTEN-aktivitet og øker CK2-aktiviteten for å undertrykke PTEN [8].
Antialdringseffekter: MOTS-c uttrykksendringer er nært knyttet til aldring, og den viser antialdringsegenskaper. Dette oppnås gjennom flere mekanismer, inkludert forbedring av glukose- og lipidmetabolisme, forbedring av cellulær mitokondriell funksjon og reduksjon av systemisk kronisk betennelse. Forskning av Gao Y et al. indikerer at forbedret metabolisme gir cellene mer rikelig og stabil energiforsyning. Å forbedre mitokondriell funksjon er beslektet med å oppgradere cellens «energifabrikk», mens reduksjon av inflammatoriske responser minimerer inflammatorisk skade på celler [1].
Konklusjon
Som et mitokondrie-avledet peptid aktiverer MOTS-c signalveier som AMPK for å regulere glukose- og lipidmetabolismen, fremme hvit-til-brunt fettkonvertering og forbedre insulinresistens og fedme, og tilbyr nye terapeutiske retninger for metabolske forstyrrelser. Det forbedrer osteoblastdifferensiering, undertrykker osteoklastdannelse, balanserer benmetabolismen og støtter vedlikehold av skjeletthelsen. Det regulerer muskeldifferensiering og forhindrer atrofi, og gir mulighet for intervensjon i muskelrelaterte lidelser. MOTS-c viser sterke treningsrelaterte assosiasjoner: trening oppregulerer dets uttrykk, og det medierer treningsinduserte helsefordeler. MOTS-c spiller også en rolle i å forsinke aldring og relaterte prosesser.
Om forfatteren
De ovennevnte materialene er alle undersøkt, redigert og kompilert av Cocer Peptides.
Forfatter av vitenskapelig tidsskrift
Ning Ran er en forsker tilknyttet Carlson College of Veterinary Medicine ved Oregon State University. Hans akademiske arbeid spenner over molekylærbiologi og translasjonsmedisin, med fokus på terapeutiske strategier for nevromuskulære sykdommer. Ran har vært medforfatter av en rekke publikasjoner i fagfellevurderte tidsskrifter, og har bidratt til forståelsen av molekylære intervensjoner i sykdomsmodeller. Hans forskningsinteresser inkluderer utvikling og anvendelse av peptidkonjugerte oligonukleotider, samt å utforske det terapeutiske potensialet til mitokondrie-avledede peptider. Ning Ran er oppført i referansen til sitat [6].
