|
1 súpravy (10 liekoviek)
| množstvo: | |
|---|---|
▎ Štruktúra MOTS-c
Zdroj: PubChem |
Sekvencia: MRWQEMGYIFYPRKLR Molekulový vzorec: C101H152N28O22S2 Molekulová hmotnosť: 2174,6 g/mol Číslo CAS: 1627580-64-6 PubChem CID: 146675088 Synonymá: UNII-A5CV6JFB78 |
▎ Výskum MOTS-c
Aké je pozadie výskumu MOTS-c?
Mitochondrie sú dôležitým miestom pre energetický metabolizmus v bunkách. Vedci už dlhú dobu viedli rozsiahly a hĺbkový výskum štruktúry a funkcie mitochondrií. V tomto procese sa postupne zistilo, že mitochondrie zohrávajú nielen kľúčovú úlohu pri produkcii energie, ale môžu sa prostredníctvom niektorých neznámych mechanizmov podieľať aj na iných fyziologických procesoch buniek.
S neustálym pokrokom výskumných technológií, najmä s rozvojom genomických a proteomických technológií, je možné objaviť nové molekuly súvisiace s mitochondriami. MOTS-c (mitochondriálny otvorený čítací rámec 12S rRNA-c) je z mitochondrií odvodený peptid kódovaný oblasťou 12S rRNA mitochondriálneho genómu [1].
Prostredníctvom hĺbkovej analýzy mitochondriálneho genómu vedci objavili niekoľko malých otvorených čítacích rámcov (sORF), ktoré môžu kódovať niektoré peptidy so špecifickými funkciami. Po ďalšom výskume a overovaní bol identifikovaný MOTS-c. Štúdie zistili, že MOTS-c je exprimovaný v rôznych tkanivách u ľudí a zvierat. Pôsobí hlavne na kostrové svaly prostredníctvom krvného obehu, čím zvyšuje príjem a využitie glukózy, čím zlepšuje inzulínovú rezistenciu a reguluje metabolickú rovnováhu [2].
S prehlbovaním výskumu sa zistilo, že zmeny v expresii MOTS-c úzko súvisia s výskytom a rozvojom starnutia a chorôb súvisiacich s vekom. Napríklad hladina MOTS-c v plazme s vekom klesá (Zheng Y, 2013). Zároveň sa preukázalo, že MOTS-c je prospešný pri chorobách súvisiacich s vekom, vrátane cukrovky, kardiovaskulárnych chorôb, osteoporózy, postmenopauzálnej obezity a Alzheimerovej choroby [3]..
Aký je mechanizmus účinku MOTS-c?
Regulácia génovej expresie:
MOTS-c môže vykonávať svoje fyziologické funkcie reguláciou génovej expresie. Napríklad môže regulovať expresiu génov, ako sú GLUT4, STAT3 a IL-10. MOTS-c uplatňuje svoj účinok hlavne aktiváciou signálnej dráhy AICAR-AMPK a narušením cyklu folát-metionín v bunkách [4].
Zlepšenie inzulínovej rezistencie:
MOTS-c môže znížiť inzulínovú rezistenciu a zabrániť cukrovke 2. typu. Mechanizmus jeho účinku môže súvisieť s inhibíciou myostatínu. Štúdie zistili, že hladina MOTS-c v plazme negatívne koreluje s hladinou myostatínu v ľudskom tele. MOTS-c môže zlepšiť citlivosť na inzulín inhibíciou aktivity upstream transkripčného faktora FOXO1 a znížením hladiny myostatínu [5].
Podpora svalovej diferenciácie:
Vo svalových bunkách MOTS-c interaguje so STAT3 prostredníctvom predpokladaného väzbového motívu SH2 v oblasti YIFY, čím sa znižuje transkripčná aktivita STAT3, čím sa zvyšuje tvorba myotrubíc. Divoký typ MOTS-c peptidu môže zvýšiť tvorbu myotrubíc ľudských (LHCN-M2) a myších (C2C12) svalových progenitorových buniek a chrániť svalové bunky pred redukciou farbenia jadrového myogenínu vyvolaného interleukínom-6 (IL-6) [6].
Regulácia mitochondriálnej funkcie:
MOTS-c môže regulovať mitochondriálny metabolizmus. Štúdie ukázali, že ošetrenie buniek cicavcov pomocou MOTS-c môže zvýšiť hladiny proteínov markerov mitochondriálnej biogenézy TFAM, COX4 a NRF1, ale analýza prietokovou cytometriou ukazuje, že počet mitochondrií po liečbe MOTS-c prudko klesá. Ďalší výskum zistil, že MOTS-c môže synchrónne aktivovať mitochondriálnu fúziu a zvýšiť hladiny proteínov dvoch GTPáz, OPA1 a MFN2, ktoré sú kľúčové pre fúziu mitochondrií cicavcov. Inhibícia týchto dvoch GTPáz alebo zníženie MFN2 prostredníctvom siRNA eliminuje schopnosť MOTS-c podporovať translokáciu GLUT4 a vychytávanie glukózy [7].
MOTS-c je potenciálnym terapeutickým cieľom pre viaceré ochorenia súvisiace so starnutím, vrátane neurodegenerácie, osteoporózy, kardiovaskulárnych ochorení, aterosklerózy, sarkopénie, diabetes mellitus 2. typu a obezity.
Zdroj:PubMed [8]
Aké sú aplikácie MOTS-c?
Zlepšenie chorôb súvisiacich s vekom
Vzťah k starnutiu:
MOTS-c je peptid odvodený z mitochondrií a zmeny v jeho expresii úzko súvisia s výskytom a rozvojom starnutia a chorôb súvisiacich s vekom. Ako ľudia starnú, hladina MOTS-c klesá. Štúdie zistili, že cvičenie má významný vplyv na expresiu MOTS-c a MOTS-c môže sprostredkovať účinok cvičenia proti starnutiu [3]..
cukrovka:
MOTS-c môže zlepšiť metabolizmus glukózy a lipidov v tele, podporiť mitochondriálnu funkciu v bunkách a znížiť systémovú chronickú zápalovú odpoveď. U diabetických pacientov hladina MOTS-c v plazme klesá. MOTS-c môže regulovať metabolickú homeostázu zrýchlením vychytávania glukózy a zlepšením citlivosti na inzulín a má pozitívny vplyv na prevenciu cukrovky 2. typu [8].
Kardiovaskulárne ochorenia:
Srdcová štrukturálna remodelácia a dysfunkcia sú bežné komplikácie diabetu, ktoré často vedú k závažným kardiovaskulárnym príhodám. MOTS-c môže zlepšiť funkciu cievneho endotelu a je novým terapeutickým cieľom pre kardiovaskulárne komplikácie diabetu. Štúdie ukázali, že MOTS-c môže opraviť poškodenie mitochondrií myokardu u diabetických potkanov a chrániť srdcové systolické a diastolické funkcie [9]..
Osteoporóza: MOTS-c môže podporovať proliferáciu, diferenciáciu a mineralizáciu osteoblastov, inhibovať vznik osteoklastov a regulovať metabolizmus kostí a prestavbu kostí. Cvičenie môže účinne upregulovať expresiu MOTS-c, ale špecifický mechanizmus, ktorým cvičenie reguluje MOTS-c v kostiach, je stále nejasný [10].
Iné choroby
Pľúcna fibróza:
Pľúcna fibróza je závažné pľúcne ochorenie so zlou prognózou a jeho etiológia a patogenéza sú stále nejasné. Mitochondriálny otvorený čítací rámec 12S rRNA-c (MOTS-c) je peptid kódovaný mitochondriálnym genómom, ktorý má pozitívny vplyv na metabolizmus glukózy a lipidov, bunkovú a mitochondriálnu homeostázu a zníženie systémovej zápalovej reakcie a môže byť potenciálnym mimetikom cvičenia. Cieľom tohto prehľadu je komplexne analyzovať existujúcu literatúru o potenciálnej úlohe MOTS-c pri zlepšovaní rozvoja pľúcnej fibrózy a identifikovať špecifické terapeutické ciele pre budúce liečebné stratégie [11]..
Duchennova svalová dystrofia:
MOTS-c je bioaktívny peptid odvodený z mitochondrií s inherentnými vlastnosťami zacielenia na svaly, ktorý môže zvýšiť glykolytický tok a kapacitu produkcie energie dystrofických svalov in vitro a in vivo, čím sa zvýši príjem a aktivita fosfonodiamiditových morfolínových oligomérov (PMO) u mdx myší. Dlhodobé opakované podávanie MOTS-c a PMO môže vyvolať expresiu terapeutických hladín dystrofínu v periférnych svaloch, zlepšiť svalovú funkciu a patológiu mdx myší a nemá zjavnú toxicitu [12].
Obezita a svalová atrofia:
Obezita a diabetes typu 2 sú metabolické ochorenia často spojené so sarkopéniou a svalovou dysfunkciou. MOTS-c ako systémový hormón sa podieľa na metabolickej homeostáze. Štúdie zistili, že hladina MOTS-c v plazme negatívne koreluje s hladinou myostatínu v ľudskom tele. MOTS-c môže zabrániť atrofii diferencovaných myotrubíc C2C12 vyvolanej kyselinou palmitovou a znížiť hladinu myostatínu v plazme obéznych myší vyvolaných diétou. Inhibíciou myostatínu môže byť MOTS-c potenciálnou liečbou atrofie kostrového svalstva spôsobenej inzulínovou rezistenciou a inými fenotypmi svalovej atrofie vrátane sarkopénie [5]..
Riziko metabolických ochorení u pacientov, ktorí prežili rakovinu prsníka:
Ženy, ktoré podstúpili liečbu rakoviny prsníka, sú vystavené zvýšenému riziku kardiovaskulárnych ochorení, cukrovky a obezity a cvičenie môže tieto vedľajšie účinky zmierniť. MOTS-c má aktivitu napodobňujúcu cvičenie a má priaznivé účinky na metabolizmus a cvičebnú kapacitu. Štúdie zistili, že 16-týždňová aeróbna a odporová cvičebná intervencia môže zvýšiť hladinu MOTS-c u nehispánskych pacientov, ktorí prežili rakovinu prsníka, ale nemá významný vplyv na pacientov, ktorí prežili hispánsky karcinóm prsníka. Zvýšenie hladiny MOTS-c vyvolané cvičením u pacientov, ktorí prežili nehispánsky karcinóm prsníka, môže súvisieť so zlepšením citlivosti na inzulín, čím sa znižuje riziko komorbidít [13]..
Na záver, ako 16-aminokyselinový polypeptid kódovaný mitochondriálnym genómom hrá MOTS-c kľúčovú úlohu v metabolickej regulácii tela, obrane proti stresu a prevencii a liečbe chorôb. Môže výrazne zlepšiť homeostázu metabolizmu glukózy a lipidov, zvýšiť citlivosť na inzulín a inhibovať expresiu myostatínu, čím účinne zmierňuje diabetes typu 2, obezitu a súvisiacu svalovú atrofiu. Súčasne, reguláciou mitochondriálnej biogenézy a fúzie, MOTS-c zvyšuje antioxidačnú kapacitu bunky a inhibuje zápalovú odpoveď, čo ukazuje terapeutický potenciál pre chronické ochorenia, ako sú kardiovaskulárne ochorenia, osteoporóza a pľúcna fibróza. Obzvlášť dôležité je, že ako kľúčový sprostredkovateľ komunikácie mitochondrie-jadro môže MOTS-c simulovať účinky cvičenia a oddialiť proces starnutia. Jeho hladina negatívne koreluje s chorobami súvisiacimi s vekom a exogénna suplementácia môže zvrátiť metabolické poruchy a inhibovať replikáciu vírusu. Je známy ako 'mitochondriálny hormón'.
O autorovi
Všetky vyššie uvedené materiály sú preskúmané, upravené a zostavené spoločnosťou Cocer Peptides.
Autor vedeckého časopisu
Dieli-Conwright CM je vedec s významným vplyvom v interdisciplinárnej oblasti onkológie a vedy o cvičení. V súčasnosti pôsobí ako docentka medicíny na Harvard Medical School a Dana-Farber Cancer Institute a zastáva pozíciu pridruženej fakulty na Katedre výživy na Harvard TH Chan School of Public Health. Výskum doktora Dieli-Conwrighta sa zameriava na skúmanie vplyvu cvičenia na pacientov s rakovinou, najmä na to, ako môže cvičenie zlepšiť fyziologické funkcie, zdravie kostí a kvalitu života pacientov s rakovinou. Jej akademické zázemie zahŕňa viaceré oblasti, ako je biológia, kineziológia, verejné zdravie a biokineziológia. Štúdium ukončila na inštitúciách ako California State University, Northridge a University of Southern California a ukončila postdoktorandský výskum v City of Hope National Medical Center. Výskumné úspechy doktorky Dieli-Conwright boli široko publikované v rôznych akademických časopisoch a jej práca zahŕňa viaceré disciplíny, ako je verejné zdravie, výživa, kardiovaskulárny systém a kardiológia, pričom poskytuje dôležité vedecké dôkazy pre rehabilitáciu a manažment zdravia pacientov s rakovinou. Dieli-Conwright CM je uvedený v citácii [13].
