The valosin-containing protein is a novel mediator of mitochondrial respiration and cell survival in the heart in vivo

doi:10.1038/srep46324

。2017年4月20日：7:46324。

doi:10.1038/srep46324。

含缬氨酸的蛋白质是体内线粒体呼吸和细胞存活的新介质

附属公司

¹细胞生物学与分子医学系；新泽西医学院，罗格斯大学，新泽西州立大学，新泽西州纽瓦克，07103。
²美国加州洛马琳达大学医学院基础科学系生理学系，邮编92324。
^三阿拉巴马大学伯明翰分校生物医学工程系，美国阿拉巴马州伯明翰，35294。

PMID： 28425440
PMCID公司：项目编号5397870
内政部： 10.1038/代表46324

含缬氨酸的蛋白质是体内线粒体呼吸和细胞存活的新介质

保罗·利扎诺等。科学代表。 2017。

。2017年4月20日：7:46324。

doi:10.1038/srep46324。

附属公司

¹细胞生物学与分子医学系；美国新泽西州纽瓦克市新泽西州立大学罗格斯分校新泽西医学院，邮编：07103。
²美国加利福尼亚州洛马琳达市洛马琳达大学医学院基础科学系生理学系，邮编92324。
^三阿拉巴马大学伯明翰分校生物医学工程系，美国阿拉巴马州伯明翰，35294。

PMID： 28425440
PMCID公司：项目编号5397870
内政部： 10.1038/srep46324

摘要

缬氨酸蛋白（VCP）参与多种组织中细胞稳态所必需的信号通路，但其在体内心脏中的功能尚不清楚。在这里，我们首次描述了VCP在正常和应激条件下在哺乳动物体内心脏中的表达、功能和作用机制。通过使用心脏特异性过度表达VCP（3.5倍）的转基因（TG）小鼠，我们证明VCP是一种新的强有力的心脏保护介质，可以在体内抵抗细胞死亡，与野生型相比，缺血/再灌注后梗死面积减少了50%。我们还发现VCP在保护线粒体呼吸和防止应激下心肌细胞线粒体通透性转换孔开放方面的新作用。特别是通过VCP TG小鼠诱导型一氧化氮合酶（iNOS）亚型的基因缺失和对分离心肌细胞中iNOS的药物抑制，我们发现VCP增加心肌细胞iNOS的表达和活性是VCP介导的线粒体功能保护的一个重要机制环节。这些数据共同表明，VCP可能代表了一种预防心肌缺血的新的治疗途径。

PubMed免责声明

利益冲突声明

作者声明没有竞争性的经济利益。

数字

**图1。与WT相比，VCP的心脏特异性过度表达增加了TG小鼠心脏iNOS的表达和活性。**
(一)VCP TG小鼠构建。(b条)小鼠心脏VCP过度表达的代表性免疫印迹和蛋白水平 = 每组8个。(**c（c）**)qPCR检测小鼠心脏iNOS mRNA水平=每组5个。(d日)小鼠心脏iNOS的代表性免疫印迹和蛋白水平 = 每组8个。(**e（电子）**)小鼠心脏组织iNOS活性 = 每组5个。(**（f）**)小鼠心脏eNOS蛋白水平 = 每组4个。GAPDH被用作负荷控制*对 < 0.05.**p < 0.01 vs.WT。数据为平均值 ± 扫描电镜。

**图2。VCP的过度表达降低了TG小鼠的心肌梗死面积。**
(一)缺血/再灌注协议的模式。(b）阿尔西安蓝和氯化三苯基四氮唑（TTC）对左心室的代表性染色。(**c（c）**)WT和TG小鼠心脏AAR/LV和IS/AAR的定量（n = TG组为5，WT组为7）。数据是平均值 ± 扫描电镜**p = 0.0006 与重量相比。

**图3。VCP和iNOS在小鼠心脏的亚细胞分布。**
(一)特定标记显示亚细胞组分的纯度：线粒体的电压依赖性阴离子通道（VDAC）；3-磷酸甘油醛脱氢酶（GAPDH）用于胞浆（Cyto），组蛋白1用于细胞核（Nu）。(b条)VCP和iNOS在WT和VCP TG小鼠心脏中的代表性亚细胞分布。GAPDH被用作标记物，以排除线粒体部分的细胞污染。(**c（c）**)TG和WT小鼠心脏线粒体部分VCP和iNOS表达的免疫印迹。用VDAC作为线粒体的负荷控制。GAPDH和组蛋白1的阴性染色证实线粒体部分的纯度。(d日)与WT.n相比，VCP-TG小鼠线粒体中VCP/VDAC和iNOS/VDAC的比率==========================================================7/组*对 < 0.01与重量(**e（电子）**)小鼠心脏线粒体iNOS活性。n个 = 5/组*对 = 0.02 vs WT。数据为平均值 ± 扫描电镜。

**图4。VCP过度表达对线粒体呼吸的影响。**
**（a）**)每组的相对氧气浓度的代表图（初始氧气浓度nmol/ml的%）。(b）用克拉克电极测量小鼠心脏组织线粒体呼吸速率（状态2至状态4）。状态2和状态4表示在没有外源ADP的情况下，在添加丙酮酸和苹果酸的情况下测得的依赖于底物的呼吸速率；状态3表示添加ADP后测得的ADP刺激呼吸速率；(**c（c）**)通过呼吸控制率测量线粒体呼吸效率（RCR:State3/State4）。(d日)添加解偶联剂FCCP后测得的最大呼吸能力。n个 = 对于b至d.*p，每组6个 < 0.05，**p < 0.01比WT；^#对 < 0.01 相对于VCP TG(e）在逐步方案中对小鼠心脏分离线粒体耗氧率的代表性追踪（图1至图7显示治疗顺序为1。谷氨酸/苹果酸，2。ADP，3。细胞色素c，4。琥珀酸盐，5。鱼藤酮，6。细胞色素氧化酶抑制剂、KCN和7。寡霉素）。(**（f）**)面板e.n的平均耗氧量 = 每组4-5人*p < 0.01比WT；^#对 < 0.01 vs.VCP TG(克)iNOS活性和(小时)有或没有iNOS抑制剂的RNCM的线粒体耗氧率（OCR），1400 W.n公司 = 6个/组（g至h.*p） < 0.05 与Ad-ß-Gal；^#对 < 0.05 与Ad-VCP相比。数据是平均值 ± 扫描电镜。

**图5。VCP过度表达对mPTP开放的影响。**
(一)含或不含环孢菌素（CsA）的钙负载溶胀试验的代表性示例。(b）面板的定量表示 = 每组5人*p < 0.05 与WT相比；^#对 < 0.05 与VCP相比*TG公司。*(**c（c）**)添加浓度为1的FCCP后线粒体钙黄绿素荧光的代表性实例 μmol/L（1）或10 RNCM中的μmol/L（10）。(d）同一组钙黄绿素荧光随时间的代表性示踪曲线。(e）面板d.n的定量表示=================================================================11至22个/组。数据是平均值 ± 扫描电镜^p < 0.05 与相应的对照，*p < 0.01 与Ad-β-Gal相比，^#对 < 0.01 与Ad-VCP相比。

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