跳到主页内容
美国国旗

美国政府的官方网站

Dot政府

gov意味着它是官方的。
联邦政府网站通常以.gov或.mil结尾。之前分享敏感信息，确保你在联邦政府政府网站。

Https系统

该站点是安全的。
这个https（https）：//确保您连接到官方网站，并且您提供的任何信息都是加密的并安全传输。

访问密钥 NCBI主页 MyNCBI主页 主要内容 主导航
.2017年6月：20:27-38。
doi:10.1016/j.ebiom.2017.05.016。 Epub 2017年5月13日。

线粒体酸5（MA-5）促进各种线粒体疾病中ATP合成酶寡聚和细胞存活

松桥哲郎 1, 佐藤武也 2, 神野信一郎 3, 铃木武弘 4, 明弘松雄 5, 尤基·奥巴 5, 莫托伊·基库佐 6, 小笠原埃米 7, 太古都 8, 铃木康介 5, 奥萨穆·奥哈拉 9, Hiroko Shimbo公司 10, Fumika南通 5, 山口Hiroaki Yamaguchi 11, Saigusa大辅 12, Yasuno Mukaiyama先生 5, Akiko Watabe公司 13, 菊池光一 5, Hisato Shima先生 5, 三岛英康 5, 秋山康树 5, 小川义雄 1, 胡新荣 4, 秋山由子 5, 铃木千岁 5, Mitsugu Uematsu公司 1, 绪方正树 14, 熊木内利 1, 丰田正男（Masaaki Toyomizu） 6, Atsushi Hozawa公司 12, Nariyasu Mano公司 11, 小田裕二 14, Setsuya Aiba公司 13, 柳泽Teruyuki Yanagisawa 2, 丰田吉久 15, Shigeo Kure公司 1, 伊藤忠孝 5, 中田一郎 7, Ken Ichiro Hayashi先生 16, 大阪仁治 17, 安倍昭惠 18
附属公司

线粒体酸5（MA-5）促进各种线粒体疾病中ATP合成酶寡聚和细胞存活

松桥铁郎等。 EBioMedicine公司. 2017年6月.

摘要

在各种疾病中，线粒体功能障碍会增加氧化应激并耗尽ATP。一些影响线粒体生物生成的抗氧化疗法和药物正在进行研究，尽管并非所有这些药物都在临床上显示出良好的效果。我们最近报道了一种治疗性线粒体药物线粒体酸MA-5（东北大学实验医学杂志，2015年）。MA-5增加ATP，拯救线粒体疾病成纤维细胞，延长疾病模型“线粒体小鼠”的寿命（JASN，2016）。为了研究MA-5对各种线粒体疾病的潜在作用，我们收集了25例不同基因突变的成纤维细胞，并检测了MA-5的细胞保护作用和ATP生成机制。25例患者中，24例（96%）成纤维细胞对MA-5有反应。在氧化应激条件下，GDF-15增加，MA-5显著消除了这种增加。MA-5同样降低了线粒体中升高的血清GDF-15。MA-5通过促进ATP合成酶寡聚和与丝裂原/Mic60形成超复合物，促进线粒体ATP生成并减少不依赖ETC的ROS。MA-5减少线粒体断裂，恢复嵴形状和动力学。MA-5有可能成为治疗各种线粒体疾病的药物。GDF-15的诊断应用在即将进行的MA-5临床试验中也很有用。

关键词：ATP酶二聚体形成；GDF-15；MA-5；线粒体疾病；超复杂。

PubMed免责声明

数字

图片1
图形摘要
图1
图1
通过细胞活性测定和培养液中LDH水平测定MA-5对Leigh综合征、MELAS和LHON的细胞保护作用。（a） 总结10例Leigh综合征患者（表1中从病例1到病例10）。（b） 6例MELAS病例的总结（表1中从病例11到病例16）。（c） 2例LHON的总结（表1中的病例17和19；n个 = 2). MA-5以剂量依赖性的方式对氧化应激发挥细胞保护作用（MA-5浓度为0.1至30μM）。左边的数字是细胞活力测定，右边的数字是培养基中LDH的水平(n个 = 10). 数据表示平均值+SEM。###第页<0.001（双向方差分析和Tukey事后检验与对照）***第页<0.001（双向方差分析和Tukey–Kramer检验vs.BSO with DMSO）。红色方框表示与二甲基亚砜相比显著增加或减少。（对于本图例中颜色参考的解释，请读者参阅本文的网络版。）
图2
图2
测定患者血清和培养的线粒体患者成纤维细胞上清液中GDF-15和FGF-21的水平。（a） 17例线粒体疾病患者血清GDF-15和FGF-21水平**第页 < 0.001 (第页=0.0082，非参数Wilcoxon秩和检验；n个 = 17). （b） 线粒体疾病患者血清中GDF-15和FGF-21的关系(n个 = 17). （c） 利氏病成纤维细胞经BSO治疗后GDF-15和FGF-21的时间进程分析（表1中的病例5）**第页<0.01（未配对双尾学生t吨-测试与0h相比）。数据表示为平均值±SEM。以72 h-DMSO作为对照，72 h-MA-5作为10μM处理，24 h-BSO处理诱导的每个线粒体疾病的氧化应激，在细胞活力测定中测量正常（d）、Leigh（e）、MELAS（f）和LHON（g）成纤维细胞。在培养的成纤维细胞培养基中以相同的方式测量GDF-15（右面板）的水平。#第页 < 0.05,##第页 < 0.01,###第页<0.001（双向方差分析和Tukey-Kramer检验与对照）*第页 < 0.05, **第页<0.01和***第页<0.001（双向方差分析和Tukey-Kramer试验与BSO+DMSO；正常成纤维细胞n个=1，Leigh综合征n个=10，梅拉斯n个=6和LHONn个 = 2). 数据表示为平均值±SEM。纵轴采用对数表示法。（h） 二甲基亚砜治疗的线粒体GDF-15水平（左，n个＝11）和MA-5（右，n个=17）。注意，在MA-5组中，GDF-15水平显著降低(第页=0.0369，非参数Wilcoxon秩和检验）。
图3
图3
MA-5对线粒体呼吸的影响。（a） 正常和Leigh综合征成纤维细胞的生物能量分析与OCR（左）和ECAR（右）的比较。（b） 使用二甲基亚砜或MA-5（10μM）治疗Leigh患者的成纤维细胞进行生物能量分析，并与OCR（左）和ECAR（右）进行比较。（c） 正常成纤维细胞（左）和Leigh综合征成纤维细胞的线粒体膜电位（右）。（d） 在BSO诱导的氧化应激下，MA-5处理正常成纤维细胞（左）和Leigh综合征成纤维细胞的线粒体ROS生成减少。（e） MA-5增加了经DMSO和MA-5（10μM）处理3 h的Leigh综合征（左侧）和MELAS（右侧）成纤维细胞的ATP水平*第页<0.01（未配对双尾学生t吨-测试与DMSO）。
图4
图4
MA-5通过ATP合成酶二聚体加速ATP生成，从而形成超复合物。（a） 凝胶内ATP合成酶活性。用两种不同浓度的洋地黄素（0.5%或1.0%）染色的全溶解牛心脏线粒体天然凝胶进行ATP合成活性染色。箭头表示对应于ATP合成酶单体和二聚体的条带。注意，MA-5增加了ATP酶二聚体和多聚体形成的强度。（b） Blue-Native凝胶的蛋白质印迹分析。用三种不同浓度的洋地黄苷（0.25%、0.5%和1%）处理相同量的分离的线粒体，并用DMSO或MA-5处理。将所得蛋白电泳并转移到膜上。使用抗ATP5A抗体。（c） 与代表0.25%洋地黄素面板的BN-PAGE上的western印迹密度分析进行比较。单体（左面板）和二聚体（右面板）条带通过VDAC1标准化，VDAC1是SDS-PAGE的负载控制。（d） 经二甲基亚砜和MA-5处理的蓝色天然凝胶与ATP5A、ATP5B、ATP5Ⅰ（e）、ATP5AL（g）和丝裂原/Mic60抗体的Western blotting分析。（e） 在BN-PAGE上对MA-5增强的超复杂组分进行LC/MS分析。（f） 通过亲和色谱法和质谱法鉴定的推测丝裂原/Mic60结合蛋白（Kanno等人，2007年）。（g） MA-5处理或非处理IMMT和ATP5A在尺寸排除色谱上的洗脱曲线。在Superose™6（GE Healthcare）上分离MA-5处理（10μM，1 h）和非处理HEC293T细胞提取物。然后用SDS-PAGE分离每个组分的蛋白质，并用抗IMMT抗体和抗ATP5A抗体进行免疫印迹分析。MA-5处理后，含有ATP5A（上部）和米托菲林/Mic60（下部）的组分转移到较高的组分大小。
图5
图5
（a） MA-5改善了线粒体断裂。使用对照组（左上）、BSO+DMSO（右上）和BSO+MA-5（下）成纤维细胞（BSO 30μM、DMSO 0.1%和MA-5 10μM）的超分辨率显微成像获得线粒体的结构变化***第页<0.001（非配对双尾学生t吨-相对于BSO+DMSO的测试；右图）。（b） MA-5提高了脊的长度。注意，嵴被BSO破坏，MA-5延长并拉紧了嵴形态。箭头表示脊。计算嵴长宽比(n个 = 100). *第页 < 0.05, **第页<0.01和***第页<0.001（双向方差分析测试与BSO+DMSO）。（c） MA-5改善线粒体运动。测量患有BSO（左上）或MA-5（左下）的Leigh综合征成纤维细胞（表1中的病例6）的线粒体运动。注意，MA-5显著增加了线粒体运动***P（P）<0.001未配对双尾学生t吨-试验对比BSO正常成纤维细胞和DMSO治疗Leigh综合征成纤维细胞对比MA-5。（d） MA-5对ATP合成酶二聚化和齐聚的作用。在质子限制条件下，如线粒体疾病中，ATP合成酶复合体的失稳会导致流动性增加，ATP生成效率降低（Bornhovd等人，2006年）（左图）。MA-5刺激ATP合成酶以及嵴形成5中ADP/ATP载体的二聚化和寡聚，ATP合酶超复合物的形成可能导致ATP合酶和其他超复合物更高阶的组织结构（Strauss等人，2008）（右图）。这加强了膜上作为质子陷阱的强烈局部曲率，这可能导致有效的ATP合成。
请参阅PMC中的此图像和版权信息

类似文章

  • 线粒体酸5（MA-5）是植物激素吲哚-3-乙酸的衍生物，可提高线粒体疾病患者成纤维细胞的存活率。
    铃木T、山口H、菊佐M、松桥T、松尾A、佐藤T、小叶Y、渡边S、Minaki D、赛古萨D、新波H、森喜朗、三岛E、岛下H、秋山Y、武内Y、尤里A、菊池K、东原聪T、铃木C、小崎M、安仔J、马诺N、Kure S、柳泽T、富冈Y、丰田章男M、伊藤S、大阪H、Hayashi K、Abe T。 铃木T等人。 东北大学实验医学杂志，2015年7月；236(3):225-32. doi:10.1620/tjem.236.225。 东北大学实验医学杂志，2015年。 PMID：26118651
  • 线粒体酸5结合线粒体，改善肾小管和心肌细胞损伤。
    铃木T、山口H、菊佐M、桥尾O、长崎S、松尾A、佐藤T、工藤T、松桥T、村山K、大叶Y、渡边S、菅野S、Minaki D、赛古萨D、新波H、森喜朗、裕里A、横滨M、三岛E、岛下H、秋山Y、武内Y、菊池K、东原T、铃木C、一村T、安寨J、小崎M、Mano N、Kure S、Yan agisawa T、Tomioka Y、，Toyomizu M、Tsumoto K、Nakada K、Bonvente JV、Ito S、大阪H、Hayashi K、Abe T。 铃木T等人。 《美国肾脏病杂志》。2016年7月；27(7):1925-32. doi:10.1681/ASN.2015060623。Epub 2015年11月25日。 《美国肾脏病杂志》。2016 PMID：26609120 免费PMC文章。
  • 线粒体归巢药物MA-5可改善散发性包涵体肌炎的线粒体功能障碍。
    Oikawa Y、Izumi R、Koide M、Hagiwara Y、Kanzaki M、Suzuki N、Kikuchi K、Matsuhashi T、Akiyama Y、Ichijo M、Watanabe S、Toyohara T、Suzui T、Mishima E、Akiama Y、Ogata Y、Suzkui C、Hayashi H、Kodama EN、Hayash KI、Itoi E、Aoki M、Kure S、Abe T。 Oikawa Y等人。 公共科学图书馆一号。2020年12月2日；15（12）：e0231064。doi:10.1371/journal.pone.0231064。eCollection 2020。 公共科学图书馆一号。2020 PMID：33264289 免费PMC文章。
  • 线粒体ATP合酶紊乱：分子机制和寻求治疗方法。
    Kucharczyk R、Zick M、Bietenhader M、Rak M、Couplane E、Blondel M、Caubet SD、di Rago JP。 Kucharczyk R等人。 Biochim生物物理学报。2009年1月；1793(1):186-99. doi:10.1016/j.bbamcr.2008.06.012。Epub 2008年6月20日。 Biochim生物物理学报。2009 PMID：18620007 审查。
  • 【线粒体ATP合成酶的遗传性疾病】。
    霍斯特·k J，泽曼·J。 Houstĕk J等人。 凯斯·莱克·塞斯克。2004;143(8):517-20. 凯斯·莱克·塞斯克。2004 PMID：15446454 审查。 捷克的。
查看所有类似文章

引用人

查看所有“被引用”文章

工具书类

    1. Amati-Bonneau P.、Milea D.、Bonneau D.、Chevrollier A.、Ferre M.、Guillet V.、Gueguen N.、Loiseau D.、de Crescenzo M.A.、Verny C.OPA1相关疾病：表型和病理生理学。国际生物化学杂志。细胞生物学。2009;41:1855–1865.-公共医学
    1. Arnold I.、Pfeiffer K.、Neupert W.、Stuart R.A.、Schagger H.酵母线粒体F1F0-ATP合成酶作为二聚体存在：三种二聚体特异性亚单位的鉴定。EMBO J.1998；17:7170–7178.-项目管理咨询公司-公共医学
    1. Avula S.、Parikh S.、Demarest S.、Kurz J.、Gropman A.线粒体疾病的治疗。货币。治疗。选项Neurol。2014;16:292.-项目管理咨询公司-公共医学
    1. Bornhovd C.、Vogel F.、Neupert W.、Reichert A.S.线粒体膜电位取决于F1F0-ATP合成酶超复合物的寡聚状态。生物学杂志。化学。2006;281:13990–13998.-公共医学
    1. D'Aco K.E.、Manno M.、Clarke C.、Ganesh J.、Meyers K.E.和Sondheimer N.线粒体tRNA（Phe）突变是儿童终末期肾病的原因。儿科。Nephrol公司。2013;28:515–519.-项目管理咨询公司-公共医学

MeSH术语