|
1 zestawy (10 fiolek)
| Ilość: | |
|---|---|
▎ Struktura MOTS-c
Źródło: PubChem |
Sekwencja: MRWQEMGYIFYPRKLR Wzór cząsteczkowy: C101H152N28O22S2 Masa cząsteczkowa: 2174,6 g/mol Numer CAS: 1627580-64-6 Numer identyfikacyjny PubChem: 146675088 Synonimy: UNII-A5CV6JFB78 |
▎ Badania MOTS-c
Jakie jest tło badawcze MOTS-c?
Mitochondrium jest ważnym miejscem metabolizmu energetycznego w komórkach. Naukowcy od dawna prowadzą szeroko zakrojone i dogłębne badania nad strukturą i funkcją mitochondriów. Stopniowo uznano, że w tym procesie mitochondria nie tylko odgrywają kluczową rolę w wytwarzaniu energii, ale mogą także uczestniczyć w innych procesach fizjologicznych komórek poprzez pewne nieznane mechanizmy.
Wraz z ciągłym postępem technologii badawczych, zwłaszcza rozwojem technologii genomiki i proteomiki, możliwe stało się odkrycie nowych cząsteczek związanych z mitochondriami. MOTS-c (mitochondrialna otwarta ramka odczytu 12S rRNA-c) to peptyd pochodzący z mitochondriów, kodowany przez region 12S rRNA genomu mitochondrialnego [1].
Dzięki dogłębnej analizie genomu mitochondrialnego naukowcy odkryli kilka małych otwartych ramek odczytu (sORF), które mogą kodować niektóre peptydy o określonych funkcjach. Po dalszych badaniach i weryfikacji zidentyfikowano MOTS-c. Badania wykazały, że MOTS-c ulega ekspresji w różnych tkankach ludzi i zwierząt. Działa głównie na mięśnie szkieletowe poprzez krwioobieg, zwiększając wychwyt i wykorzystanie glukozy, poprawiając w ten sposób insulinooporność i regulując równowagę metaboliczną [2]..
Wraz z pogłębianiem badań stwierdzono, że zmiany w ekspresji MOTS-c są ściśle powiązane z występowaniem i rozwojem procesów starzenia oraz chorób z nim związanych. Przykładowo poziom MOTS-c w osoczu zmniejsza się wraz z wiekiem (Zheng Y, 2013). Jednocześnie udowodniono, że MOTS-c jest korzystny w przypadku chorób związanych z wiekiem, w tym cukrzycy, chorób układu krążenia, osteoporozy, otyłości pomenopauzalnej i choroby Alzheimera [3]..
Jaki jest mechanizm działania MOTS-c?
Regulowanie ekspresji genów:
MOTS-c może pełnić swoje funkcje fizjologiczne poprzez regulację ekspresji genów. Na przykład może regulować ekspresję genów takich jak GLUT4, STAT3 i IL-10. MOTS-c działa głównie poprzez aktywację szlaku sygnałowego AICAR-AMPK i zakłócanie cyklu folianowo-metioninowego w komórkach [4].
Poprawa insulinooporności:
MOTS-c może zmniejszać insulinooporność i zapobiegać cukrzycy typu 2. Mechanizm jego działania może być związany z hamowaniem miostatyny. Badania wykazały, że poziom MOTS-c w osoczu jest ujemnie skorelowany z poziomem miostatyny w organizmie człowieka. MOTS-c może poprawić wrażliwość na insulinę poprzez hamowanie aktywności poprzedzającego czynnika transkrypcyjnego FOXO1 i zmniejszenie poziomu miostatyny [5].
Promowanie różnicowania mięśni:
W komórkach mięśniowych MOTS-c oddziałuje ze STAT3 poprzez przypuszczalny motyw wiążący SH2 w regionie YIFY, zmniejszając aktywność transkrypcyjną STAT3, zwiększając w ten sposób tworzenie miotub. Peptyd MOTS-c typu dzikiego może zwiększać tworzenie miotubul ludzkich (LHCN-M2) i mysich (C2C12) komórek progenitorowych mięśni i chronić komórki mięśniowe przed redukcją barwienia miogeniny jądrowej indukowanej przez interleukinę-6 (IL-6) [6].
Regulacja funkcji mitochondriów:
MOTS-c może regulować metabolizm mitochondriów. Badania wykazały, że traktowanie komórek ssaków MOTS-c może zwiększyć poziom białek markerów biogenezy mitochondriów TFAM, COX4 i NRF1, ale analiza cytometrii przepływowej pokazuje, że liczba mitochondriów gwałtownie spada po leczeniu MOTS-c. Dalsze badania wykazały, że MOTS-c może synchronicznie aktywować fuzję mitochondriów i zwiększać poziom białek dwóch GTPaz, OPA1 i MFN2, które są kluczowe dla fuzji mitochondriów ssaków. Zahamowanie tych dwóch GTPaz lub zniszczenie MFN2 przez siRNA wyeliminuje zdolność MOTS-c do promowania translokacji GLUT4 i wychwytu glukozy [7].
MOTS-c jest potencjalnym celem terapeutycznym w przypadku wielu chorób związanych ze starzeniem się, w tym neurodegeneracji, osteoporozy, chorób układu krążenia, miażdżycy, sarkopenii, cukrzycy typu 2 i otyłości.
Źródło: PubMed [8]
Jakie są zastosowania MOTS-c?
Poprawa chorób związanych z wiekiem
Związek ze starzeniem się:
MOTS-c jest peptydem pochodzącym z mitochondriów, a zmiany w jego ekspresji są ściśle powiązane z występowaniem i rozwojem procesów starzenia oraz chorób z nim związanych. Wraz z wiekiem poziom MOTS-c maleje. Badania wykazały, że ćwiczenia fizyczne mają znaczący wpływ na ekspresję MOTS-c, a MOTS-c może pośredniczyć w działaniu przeciwstarzeniowym ćwiczeń [3].
Cukrzyca:
MOTS-c może poprawić metabolizm glukozy i lipidów w organizmie, promować funkcję mitochondriów w komórkach i zmniejszać ogólnoustrojową przewlekłą odpowiedź zapalną. U chorych na cukrzycę poziom MOTS-c w osoczu maleje. MOTS-c może regulować homeostazę metaboliczną przyspieszając wychwyt glukozy i poprawiając wrażliwość na insulinę, a także korzystnie wpływa na profilaktykę cukrzycy typu 2 [8].
Choroby układu krążenia:
Przebudowa strukturalna i dysfunkcja serca są częstymi powikłaniami cukrzycy, często prowadzącymi do poważnych zdarzeń sercowo-naczyniowych. MOTS-c może poprawić funkcję śródbłonka naczyń i stanowi nowy cel terapeutyczny w leczeniu powikłań sercowo-naczyniowych cukrzycy. Badania wykazały, że MOTS-c może naprawić uszkodzenia mitochondriów mięśnia sercowego u szczurów z cukrzycą i chronić funkcje skurczowe i rozkurczowe serca [9].
Osteoporoza: MOTS-c może promować proliferację, różnicowanie i mineralizację osteoblastów, hamować genezę osteoklastów oraz regulować metabolizm kości i przebudowę kości. Ćwiczenia mogą skutecznie zwiększać ekspresję MOTS-c, ale specyficzny mechanizm, dzięki któremu ćwiczenia regulują MOTS-c w kościach, jest nadal niejasny [10].
Inne choroby
Zwłóknienie płuc:
Zwłóknienie płuc jest poważną chorobą płuc o złym rokowaniu, a jej etiologia i patogeneza są nadal niejasne. Mitochondrialna otwarta ramka odczytu 12S rRNA-c (MOTS-c) to peptyd kodowany przez genom mitochondrialny, który ma pozytywny wpływ na metabolizm glukozy i lipidów, homeostazę komórkową i mitochondrialną oraz redukcję ogólnoustrojowej odpowiedzi zapalnej i może być potencjalnym mimetykiem wysiłku fizycznego. Celem tego przeglądu jest kompleksowa analiza istniejącej literatury na temat potencjalnej roli MOTS-c w poprawie rozwoju zwłóknienia płuc i identyfikacja konkretnych celów terapeutycznych dla przyszłych strategii leczenia [11]..
Dystrofia mięśniowa Duchenne’a:
MOTS-c to bioaktywny peptyd pochodzący z mitochondriów, mający nieodłączne właściwości ukierunkowane na mięśnie, który może zwiększać przepływ glikolityczny i zdolność wytwarzania energii przez mięśnie dystroficzne in vitro i in vivo, zwiększając w ten sposób wychwyt i aktywność oligomerów morfolino fosfonodiamidytu (PMO) u myszy mdx. Długotrwałe wielokrotne podawanie MOTS-c i PMO może indukować ekspresję terapeutycznych poziomów dystrofiny w mięśniach obwodowych, poprawiać funkcję mięśni i patologię myszy mdx i nie ma oczywistej toksyczności [12].
Otyłość i zanik mięśni:
Otyłość i cukrzyca typu 2 to choroby metaboliczne, którym często towarzyszy sarkopenia i dysfunkcja mięśni. MOTS-c, jako hormon ogólnoustrojowy, uczestniczy w homeostazie metabolicznej. Badania wykazały, że poziom MOTS-c w osoczu jest ujemnie skorelowany z poziomem miostatyny w organizmie człowieka. MOTS-c może zapobiegać wywołanej kwasem palmitynowym atrofii zróżnicowanych miotubul C2C12 i zmniejszać poziom miostatyny w osoczu otyłych myszy wywołanych dietą. Hamując miostatynę, MOTS-c może być potencjalnym lekiem na atrofię mięśni szkieletowych spowodowaną insulinoopornością i innymi fenotypami atrofii mięśni, w tym sarkopenią [5].
Ryzyko chorób metabolicznych u osób, które przeżyły raka piersi:
Kobiety, które przeszły leczenie raka piersi, są narażone na zwiększone ryzyko chorób sercowo-naczyniowych, cukrzycy i otyłości, a ćwiczenia fizyczne mogą złagodzić te skutki uboczne. MOTS-c ma działanie naśladujące ćwiczenia i ma korzystny wpływ na metabolizm i wydolność wysiłkową. Badania wykazały, że 16-tygodniowa interwencja aerobowa i ćwiczenia oporowe może zwiększyć poziom MOTS-c u osób, które nie są Latynosami, które przeżyły raka piersi, ale nie ma znaczącego wpływu na osoby, które przeżyły raka piersi, pochodzenia latynoskiego. Wzrost poziomu MOTS-c wywołany wysiłkiem fizycznym u kobiet, które nie były Latynosami po raku piersi, może wiązać się z poprawą wrażliwości na insulinę, a tym samym zmniejszeniem ryzyka chorób współistniejących [13].
Podsumowując, jako 16-aminokwasowy polipeptyd kodowany przez genom mitochondrialny, MOTS-c odgrywa kluczową rolę w regulacji metabolizmu organizmu, obronie przed stresem oraz zapobieganiu i leczeniu chorób. Może znacznie poprawić homeostazę metabolizmu glukozy i lipidów, zwiększyć wrażliwość na insulinę i hamować ekspresję miostatyny, skutecznie łagodząc cukrzycę typu 2, otyłość i powiązany zanik mięśni. Jednocześnie regulując biogenezę i fuzję mitochondriów, MOTS-c zwiększa zdolność antyoksydacyjną komórki i hamuje reakcję zapalną, wykazując potencjał terapeutyczny w przypadku chorób przewlekłych, takich jak choroby układu krążenia, osteoporoza i zwłóknienie płuc. Co szczególnie ważne, jako kluczowy mediator komunikacji mitochondria-jądro, MOTS-c może symulować efekty ćwiczeń i opóźniać proces starzenia. Jego poziom jest ujemnie skorelowany z chorobami związanymi z wiekiem, a egzogenna suplementacja może odwrócić zaburzenia metaboliczne i zahamować replikację wirusa. Nazywa się go „hormonem mitochondrialnym”.
O Autorze
Wszystkie wyżej wymienione materiały zostały zbadane, zredagowane i opracowane przez Cocer Peptides.
Autor czasopisma naukowego
Dieli-Conwright CM jest naukowcem o znaczącym wpływie na interdyscyplinarną dziedzinę onkologii i ćwiczeń fizycznych. Obecnie pracuje jako profesor nadzwyczajny medycyny w Harvard Medical School i Dana-Farber Cancer Institute oraz zajmuje stanowisko stowarzyszone na wydziale żywienia w Harvard TH Chan School of Public Health. Badania dr Dieli-Conwright koncentrują się na badaniu wpływu ćwiczeń na pacjentów chorych na raka, zwłaszcza na tym, jak ćwiczenia mogą poprawić funkcje fizjologiczne, zdrowie kości i jakość życia pacjentów chorych na raka. Jej wykształcenie akademickie obejmuje wiele dziedzin, takich jak biologia, kinezjologia, zdrowie publiczne i biokinezjologia. Ukończyła studia w takich instytucjach jak California State University, Northridge i University of Southern California, a badania podoktorskie odbyła w City of Hope National Medical Center. Osiągnięcia badawcze dr Dieli-Conwright były szeroko publikowane w różnych czasopismach akademickich, a jej prace obejmują wiele dyscyplin, takich jak zdrowie publiczne, żywienie, układ sercowo-naczyniowy i kardiologia, dostarczając ważnych dowodów naukowych w zakresie rehabilitacji i leczenia pacjentów chorych na nowotwory. Dieli-Conwright CM jest wymieniona w odnośniku cytowania [13].
