MOTS-c 40 mg

▎ Struktura MOTS-c

▎ Raziskave MOTS-c

Kakšno je raziskovalno ozadje MOTS-c?

Mitohondriji, ki služijo kot 'elektrarna' celic, igrajo ključno vlogo pri vzdrževanju celične homeostaze. Komunikacijski mehanizmi med mitohondriji in jedrom so že dolgo v središču znanstvenih raziskav. Mitohondriji imajo neodvisen genom. Poleg klasičnih 37 genov so nedavne študije pokazale, da mitohondrijska DNA kodira tudi biološko aktivne kratke peptide, eden izmed njih je peptid MOTS-c, pridobljen iz mitohondrijev, ki ga kodira mitohondrijska regija 12S rRNA. To odkritje znatno širi obseg mitohondrijske genetike in ponuja novo perspektivo za pojasnitev ključnih bioloških procesov, kot sta mitohondrijsko-jedrska komunikacija in presnovna regulacija.

Trenutno se zdravljenje številnih zahtevnih bolezni, kot sta sladkorna bolezen in kronični hepatitis B, sooča z velikimi ozkimi grli. Pomembna vloga MOTS-c pri presnovni regulaciji skeletnih mišic, kot je izboljšanje presnove glukoze, kaže na njegov potencial pri zdravljenju presnovnih motenj. Poleg tega so nenormalne ravni MOTS-c, opažene v različnih procesih bolezni, spodbudile raziskovalce, da raziščejo njegovo vlogo pri nastanku, napredovanju in zdravljenju bolezni ter iščejo nove poti za premagovanje teh nerešljivih pogojev.

Kakšen je mehanizem delovanja MOTS-c?

Uravnavanje signalnih poti, povezanih s presnovo

Aktivacija signalne poti AICAR-AMPK: MOTS-c aktivira signalno pot AICAR-AMPK tako, da prekine znotrajcelični folat-metioninski cikel. Aktivirani AMPK uravnava celični energetski metabolizem, kot je spodbujanje privzema glukoze in oksidacije maščobnih kislin. Pri presnovi glukoze poveča translokacijo prenašalca glukoze GLUT4 na celično membrano, s čimer poveča celično sposobnost privzema glukoze, izboljša odpornost proti insulinu in pomaga pri preprečevanju in zdravljenju presnovnih bolezni, kot je sladkorna bolezen tipa 2 ^[1].

Učinki na druge poti: Poleg poti AMPK deluje MOTS-c tudi na pot AKT, pot oksidativnega stresa in poti, povezane z vnetjem. Kar zadeva pot AKT, lahko z uravnavanjem aktivnosti poti vpliva na celične procese, kot so rast, širjenje in preživetje. Na poti oksidativnega stresa MOTS-C zmanjša ravni znotrajceličnega oksidativnega stresa, zmanjša proizvodnjo reaktivnih kisikovih vrst (ROS) in ščiti celice pred oksidativnimi poškodbami. Na poteh, povezanih z vnetjem, zavira sproščanje vnetnih mediatorjev in blaži vnetne odzive. Na primer, pri modelih vnetne bolečine MOTS-C zmanjša sproščanje vnetnega mediatorja v hrbtnem rogu hrbtenjače in s tem izboljša simptome bolečine ^[2].

Slika 1 Primarne fiziološke funkcije MOTS-C vključujejo zmanjšanje inzulinske rezistence, preprečevanje debelosti, izboljšanje delovanja mišic, spodbujanje presnove kosti, izboljšanje imunske regulacije in odložitev staranja ^[1].

Regulacija izražanja genov

Regulacija jedrskega genskega izražanja: Ko se celice soočijo s presnovnim stresom, kot sta restrikcija glukoze in oksidativni stres, se MOTS-C premakne v jedro za neposredno uravnavanje prilagodljivega jedrnega genskega izražanja in s tem spodbuja znotrajcelično homeostazo. Na primer, MOTS-C modulira izražanje genov, povezanih s presnovo, kot so GLUT4, STAT3 in IL-10, ter vpliva na fiziološke procese, vključno s presnovo glukoze in imunsko regulacijo. Povečano izražanje GLUT4 poveča celični privzem glukoze; STAT3 sodeluje pri celični proliferaciji, diferenciaciji in imunski regulaciji; IL-10, protivnetni citokin, zmanjša vnetne odzive, ko je njegovo izražanje povečano ^[1,3].

Izboljšanje presnove energije

Izboljšana glikoliza: V različnih modelih bolezni, kot je model pljučne ishemije-reperfuzijske poškodbe (LIRI), induciran s kardiopulmonalnim obvodom (CPB), predhodno zdravljenje z MOTS-c poveča glikolitični tok v pljučnih mikrovaskularnih endotelijskih celicah (PMVEC). Blaži poškodbe LIRI z obnavljanjem homeostaze celične energije in zmanjšanjem peroksidacije lipidov z uravnavanjem ključnega glikolitičnega encima PFKFB3. To dokazuje, da MOTS-c modulira glikolitično pot, da zagotovi dovolj energije za celice pod stresom in tako ohranja normalno celično delovanje ^[4].

Učinki celične zaščite

Ublažitev poškodbe mitohondrijev: V modelu radiacijskega pnevmonitisa (RP) je MOTS-c znatno zmanjšal poškodbe pljučnega tkiva, vnetje in oksidativni stres, medtem ko je obrnil apoptozo alveolarnih epitelijskih celic in poškodbo mitohondrijev. Ta mehanizem vključuje povečanje ravni faktorja 2 (Nrf2), povezanega z jedrskim faktorjem E2, in spodbujanje njegove jedrske translokacije. Nrf2 aktivira vrsto antioksidativnih in celično zaščitnih genov, s čimer varuje delovanje mitohondrijev. To dokazuje, da MOTS-c ščiti poškodovana tkiva z ohranjanjem mitohondrijev in zmanjšanjem apoptoze ^[5].

Zaščita drugih celic: V študijah o Duchennovi mišični distrofiji (DMD) je bilo ugotovljeno, da ima MOTS-c intrinzične lastnosti ciljanja na mišice. Izboljša glikolitični tok in zmogljivost za proizvodnjo energije v distrofičnih mišicah, kar prispeva k izboljšanju delovanja mišic. Poleg tega pri modelih vnetne bolečine MOTS-c, ki se daje centralno ali periferno, ublaži preobčutljivost za bolečino z zaviranjem vnetnih odzivov in nevronske hiperekscitabilnosti, kar ponuja nevroprotektivne učinke ^[2,6]..

Kakšne so aplikacije MOTS-c?

Zdravljenje presnovnih motenj:

Izboljšanje inzulinske odpornosti in preprečevanje sladkorne bolezni: MOTS-c poveča inzulinsko rezistenco, kar je ključnega pomena za preprečevanje sladkorne bolezni tipa 2. Inzulinska rezistenca je ključni dejavnik pri nastanku sladkorne bolezni tipa 2. MOTS-c lahko izboljša občutljivost za inzulin z aktiviranjem signalne poti AICAR-AMPK in uravnavanjem znotrajceličnega cikla folat-metionin. Raziskave, ki jih je izvedel Gao Y, kažejo, da spodbuja privzem in uporabo glukoze v skeletnih mišicah, podobno kot odpiranje dodatnih poti absorpcije glukoze v celicah, s čimer se zniža raven glukoze v krvi ^[1].

Uravnavanje presnove lipidov in boj proti debelosti: Kar zadeva presnovo lipidov, MOTS-c poveča termogenezo rjave maščobe in spodbuja porjavitev bele maščobe. Rjava maščoba porablja energijo s termogenezo, medtem ko bela maščoba porjavi pomeni transformacijo bele maščobe, ki shranjuje energijo, v energijsko potratno rjavo maščobo. Ta proces pomaga telesu pri prilagajanju na mraz in, kar je še pomembneje, preprečuje debelost in motnje presnove lipidov, kar ponuja nova spoznanja za preprečevanje in zdravljenje debelosti ^[1].

Preprečevanje in zdravljenje bolezni, povezanih z mišicami:

Spodbujanje mišične diferenciacije: Študije in vitro kažejo, da peptid MOTS-c divjega tipa poveča miotubularno tvorbo v človeških (LHCN-M2) in mišjih (C2C12) mišičnih matičnih celicah, medtem ko mutirani peptid Y8F tega učinka nima. Nadaljnje študije so pokazale, da MOTS-c poveča miotubulogenezo z medsebojnim delovanjem s potjo IL-6/Janus kinaze/signalnega pretvornika in aktivatorja transkripcije 3 (STAT3), s čimer se zmanjša aktivnost transkripcije STAT3 ^[7].

Preprečevanje mišične atrofije: ravni MOTS-c v plazmi negativno korelirajo z ravnmi miostatina. MOTS-c preprečuje s palmitatom povzročeno atrofijo miotube v diferenciranih celicah C2C12 in zmanjša raven miostatina v plazmi pri debelih miših, ki jih povzroča prehrana. Preprečuje mišično atrofijo s povečanjem fosforilacije AKT, zaviranjem aktivnosti FOXO1 – predhodnega transkripcijskega faktorja miostatina in drugih genov za mišično atrofijo – medtem ko uravnava aktivnost mTORC2 in PTEN ter povečuje aktivnost CK2 za zatiranje PTEN ^[8].

Učinki proti staranju: Spremembe izražanja MOTS-c so tesno povezane s staranjem in ima lastnosti proti staranju. To dosežemo z več mehanizmi, vključno z izboljšanjem metabolizma glukoze in lipidov, izboljšanjem delovanja celičnih mitohondrijev in zmanjšanjem sistemskega kroničnega vnetja. Raziskava Gao Y et al. kaže, da izboljšana presnova zagotavlja celicam izdatnejšo in stabilnejšo oskrbo z energijo. Izboljšanje delovanja mitohondrijev je podobno nadgradnji celične 'energijske tovarne', medtem ko zmanjšanje vnetnih odzivov zmanjšuje vnetne poškodbe celic ^[1].

Zaključek

Kot peptid, pridobljen iz mitohondrijev, MOTS-c aktivira signalne poti, kot je AMPK, za uravnavanje metabolizma glukoze in lipidov, spodbuja pretvorbo bele v rjavo maščobo ter izboljša insulinsko rezistenco in debelost ter ponuja nove terapevtske smeri za presnovne motnje. Izboljša diferenciacijo osteoblastov, zavira tvorbo osteoklastov, uravnoveša presnovo kosti in podpira ohranjanje zdravja skeleta. Uravnava diferenciacijo mišic in preprečuje atrofijo, kar ima potencial za posredovanje pri motnjah, povezanih z mišicami. MOTS-c kaže močne asociacije, povezane z vadbo: vadba uravnava njeno izražanje in posreduje zdravstvene koristi, ki jih povzroča vadba. MOTS-c ima tudi vlogo pri upočasnitvi staranja in z njim povezanih procesov.

O avtorju

Vse zgoraj omenjene materiale je raziskal, uredil in zbral Cocer Peptides.

Avtor znanstvene revije

Ning Ran je raziskovalec, povezan s Carlson College of Veterinary Medicine na Oregon State University. Njegovo akademsko delo obsega molekularno biologijo in translacijsko medicino, s poudarkom na terapevtskih strategijah za nevromuskularne bolezni. Ran je soavtor številnih publikacij v recenziranih revijah, ki prispevajo k razumevanju molekularnih posegov v modele bolezni. Njegovi raziskovalni interesi vključujejo razvoj in uporabo s peptidi konjugiranih oligonukleotidov ter raziskovanje terapevtskega potenciala peptidov, pridobljenih iz mitohondrijev. Ning Ran je naveden v sklicu navedbe [6].

▎ Ustrezni citati

[1] Gao Y, Wei X, Wei P et al. MOTS-c funkcionalno preprečuje presnovne motnje. Metaboliti 2023; 13(1).DOI: 10.3390/metabo13010125.

[2] Wang Z, Yang L, Xu L, Liao J, Lu P, Jiang J. Osrednji in periferni mehanizem MOTS-c zmanjša preobčutljivost za bolečino pri mišjem modelu vnetne bolečine. Nevrološke raziskave 2024; 46 (2): 165-177. DOI: 10.1080/01616412.2023.2258584.

[3] Benayoun BA, Lee C. MOTS-c: mitohondrijsko kodiran regulator jedra. Bioeseji 2019; 41(9): e1900046.DOI: 10.1002/bies.201900046.

[4] Shen Z, Lu P, Jin W et al. MOTS-c spodbuja glikolizo prek poti AMPK-HIF-1α-PFKFB3 za izboljšanje poškodbe pljuč, ki jo povzroči CPB. American Journal of Respiratory Cell and Molecular Biology 2025. 10.1165/rcmb.2024-0533OC.

[5] Zhang Y, Huang J, Zhang Y, et al. Peptid MOTS-c, pridobljen iz mitohondrijev, blaži radiacijski pnevmonitis prek mehanizma, odvisnega od Nrf2. Antioksidanti 2024; 13. https://api.semanticscholar.org/CorpusID:269876125.

[6] Ran N, Lin C, Leng L, et al. MOTS-c spodbuja privzem fosforodiamidat morfolino oligomera in učinkovitost pri distrofičnih miših. Embo Molecular Medicine 2021; 13(2): e12993.DOI: 10.15252/emmm.202012993.

[7] García-Benlloch S, Revert-Ros F, Blesa JR, Alis R. MOTS-c spodbuja diferenciacijo mišic in vitro. Peptidi 2022; 155: 170840.DOI: 10.1016/j.peptides.2022.170840.

[8] Kumagai H, Coelho AR, Wan J, et al. MOTS-c zmanjša miostatin in signalizacijo mišične atrofije. American Journal of Physiology-Endocrinology and Metabolism 2021; 320(4): E680-E690.DOI: 10.1152/ajpendo.00275.2020.

VSI ČLANKI IN INFORMACIJE O IZDELKIH NA TEJ SPLETNI STRANI SO SAMO ZA RAZŠIRJANJE INFORMACIJ IN IZOBRAŽEVALNE NAMENE.  

Izdelki na tem spletnem mestu so namenjeni izključno in vitro raziskavam. Raziskave in vitro (latinsko: *in glass*, kar pomeni v stekleni posodi) se izvajajo zunaj človeškega telesa. Ti izdelki niso farmacevtski izdelki, Uprava ZDA za hrano in zdravila (FDA) jih ni odobrila in se ne smejo uporabljati za preprečevanje, zdravljenje ali zdravljenje katerega koli zdravstvenega stanja, bolezni ali bolezni. Zakonsko je strogo prepovedano vnašanje teh izdelkov v človeško ali živalsko telo v kakršni koli obliki.