Complex I and II are required for normal mitochondrial Ca2+ homeostasis

doi:10.1016/j.mito.2019.07.004

.2019年11月：49:73-82。

doi:10.1016/j.mito.2019.07.004。 Epub 2019年7月13日。

正常线粒体钙需要复合物I和II²⁺平衡

附属公司

¹智利科伊哈克艾森大学萨卢德学院；智利圣地亚哥Geroscience脑健康和代谢中心。
²脑健康与代谢老年科学中心，智利圣地亚哥；智利圣地亚哥市长大学科学院综合生物学中心。
³智利科伊哈克艾森大学萨卢德学院；智利圣地亚哥智利大学医学院生物医学科学研究所细胞和分子生物学项目。
⁴智利圣地亚哥Geroscience脑健康和代谢中心；智利圣地亚哥智利大学医学院生物医学科学研究所细胞和分子生物学项目。
⁵智利圣地亚哥Geroscience脑健康和代谢中心；智利圣地亚哥智利大学医学院生物医学科学研究所分子和临床药理学项目。
⁶智利科伊哈克艾森大学萨卢德学院；智利圣地亚哥Geroscience脑健康和代谢中心；智利圣地亚哥智利大学医学院解剖与法律医学系。
⁷智利智利大学医学院研究中心。
⁸智利圣地亚哥老年科学脑健康和代谢中心。
⁹智利圣地亚哥Geroscience脑健康和代谢中心；智利圣地亚哥市长大学科学院综合生物学中心；美国马萨诸塞州波士顿塔夫茨大学医学院神经科学研究中心。
¹⁰美国德克萨斯州圣安东尼奥市德克萨斯健康大学精确医学中心医学系。
¹¹智利圣地亚哥智利大学医学院生物医学科学研究所细胞和分子生物学项目；千年离子通道相关疾病核心（MiNICAD），智利圣地亚哥。；智利创伤修复、治疗与健康协会（WoRTH）。
¹²美国德克萨斯州圣安东尼奥市德克萨斯健康大学精密医学中心医学系电子地址：muniswamy@uthscsa.edu。
¹³智利圣地亚哥Geroscience脑健康和代谢中心；智利圣地亚哥市长大学科学院综合生物学中心；巴克老龄研究所，美国加利福尼亚州诺瓦托；美国加利福尼亚州圣巴巴拉加利福尼亚大学化学与生物化学系。电子地址：julio.cardenas@umayor.cl。

PMID： 31310854
预防性维修识别码： PMC6885529
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正常线粒体钙需要复合物I和II²⁺平衡

费比安·贾尼亚等。线粒体. 2019年11月.

.2019年11月：49:73-82。

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¹智利科伊哈克艾森大学萨卢德学院；智利圣地亚哥Geroscience脑健康和代谢中心。
²智利圣地亚哥Geroscience脑健康和代谢中心；智利圣地亚哥市长大学科学院综合生物学中心。
³智利科伊哈克艾森大学萨卢德学院；智利圣地亚哥智利大学医学院生物医学科学研究所细胞和分子生物学项目。
⁴智利圣地亚哥Geroscience脑健康和代谢中心；智利圣地亚哥智利大学医学院生物医学科学研究所细胞和分子生物学项目。
⁵智利圣地亚哥Geroscience脑健康和代谢中心；智利圣地亚哥智利大学医学院生物医学科学研究所分子和临床药理学项目。
⁶智利科伊哈克艾森大学萨卢德学院；智利圣地亚哥Geroscience脑健康和代谢中心；智利圣地亚哥智利大学医学院解剖与法律医学系。
⁷智利智利大学医学院研究中心。
⁸智利圣地亚哥脑健康与代谢老年科学中心。
⁹智利圣地亚哥Geroscience脑健康和代谢中心；智利圣地亚哥市长大学科学院综合生物学中心；美国马萨诸塞州波士顿塔夫茨大学医学院神经科学研究中心。
¹⁰美国德克萨斯州圣安东尼奥市德克萨斯健康大学精确医学中心医学系。
¹¹智利圣地亚哥智利大学医学院生物医学科学研究所细胞和分子生物学项目；千年离子通道相关疾病核心（MiNICAD），智利圣地亚哥。；智利创伤修复、治疗与健康协会（WoRTH）。
¹²美国德克萨斯州圣安东尼奥市德克萨斯健康大学精密医学中心医学系电子地址：muniswamy@uthscsa.edu。
¹³智利圣地亚哥Geroscience脑健康和代谢中心；智利圣地亚哥市长大学科学院综合生物学中心；巴克老龄研究所，美国加利福尼亚州诺瓦托；美国加利福尼亚州圣巴巴拉加利福尼亚大学化学与生物化学系。电子地址：julio.cardenas@umayor.cl。

PMID： 31310854
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内政部： 2016年10月10日/j.mito.2019.07.004

摘要

细胞质钙(_c（c）钙²⁺)线粒体膜电位（ΔΨm）是由电子传递链（ETC）产生的电化学梯度，有助于进入线粒体。假设只要影响ETC的突变不影响ΔΨm，线粒体Ca²⁺(_米钙²⁺)体内平衡保持正常。我们表明，敲除NDUFAF3和SDHB可减少ETC活性的改变_米钙²⁺流出和流入速率，而ΔΨm保持不变。将平衡移向较低[Ca²⁺]_米积累使细胞对死亡具有抵抗力。我们的发现揭示了复合物I和II与_米钙²⁺与ΔΨm无关的稳态。

关键词：钙通量；细胞死亡；迁移；线粒体膜电位。

PubMed免责声明

数字

图1。 — **图1.NDUFAF3和SDHA亚基的敲除影响全球细胞生物能量学。**
**答：。**稳定表达非靶shRNA或针对NDUFAF3的shRNA的MCF7细胞的总裂解物中NDUFAF3、ATP5A的代表性蛋白质印迹（克隆271和564）。B。稳定表达非靶向shRNA（neg）或针对SDHA的shRNA（克隆2、3和5）的MCF7细胞总裂解物中SDHA和ATP5A的代表性蛋白质印迹。C类分析NDUFAF3在线粒体标记物ATP5A上的正常表达，并表示为对照细胞的平均倍增加（neg）。D类SDHA水平的分析在线粒体标志物ATP5A上标准化，并表达为对照细胞的平均倍数增加。E类复合物I和NDUFB8的共免疫沉淀。F类复合物II和SDHB的共同免疫沉淀。**G公司**.在450 nm下随时间测定络合物I的活性。在进展曲线的直线部分，计算斜率（mOD/min）。**H（H）**.测定600 nm处随时间变化的络合物II活性。在进展曲线的直线部分，计算斜率（mOD/min）。我依次暴露于寡霉素（oligomycin，1μM）、FCCP（0.125μM）和抗霉素A加鱼藤酮（A+R，各1μM。J。通过从寡霉素之前的OCR测量值中减去非线粒体OCR（A+R之后）来计算基础呼吸。**K（K）**FCCP后OCR减去非线粒体OCR（A+R后）计算出的最大呼吸。**L（左）**.通过在寡霉素前后减去OCR计算ATP耦合OCR。**M（M）**依次暴露于葡萄糖（10mM）、寡霉素（1μM）和2-脱氧葡萄糖（2DG，100 mM）的细胞中细胞外酸化率（ECAR）的代表性微量。N。通过从2-DG后的ECAR中减去葡萄糖前测得的ECAR来计算糖酵解。O。从寡霉素后测得的ECAR中减去2-DG前测得的ESAR，计算出糖酵解能力。显示的所有数据均表示平均值 ± 至少三个独立实验的SEM。*=p<0.05，**=p<0.01，**=p<0.001，ns=不显著。

图2。 — **图2 NDUFAF3和SDHA敲除对线粒体膜电位和Ca2+内流和外流速率的影响。**
A。负载线粒体膜电位指示剂TMRE的neg shRNA、NDUFAF3–564和SDHA-2 MCF7细胞系的典型共焦图像。B。TMRE荧光定量**C、。**代表性Ca²⁺微量neg shRNA、NDUFAF3–564和SDHA-2 MCF7细胞系用40μg/mL洋地黄素渗透并负载比例钙²⁺指示剂Fura 2-FF。10μM Ca的脉冲²⁺在350秒时加入以测量线粒体钙²⁺吸收，然后在550秒添加1μM Ru360，在610秒添加10μM CGP37157，在750秒添加2μM解偶联剂FCCP。D。钙的定量²⁺吸收率。**E.公司。**钙的放大²⁺从面板A流出（525至650秒）。**F、。**钙的定量²⁺添加RU360后的流出率。**G.公司。**Ca的放大倍数²⁺从面板A添加FCCP后释放（700到900秒之间）。H。FCCP诱导线粒体钙释放的定量研究²⁺显示的所有数据均为平均值 ± 三个独立实验的SEM*p<0.05，**p<0.01，***p<0.001。ns=不显著。

图3。 — **图3 NDUFAF3和SDHA敲除对增殖、迁移和线粒体ROS生成的影响。**
**答：。**0、24、48和72小时结晶紫染色的增殖细胞的代表性图像。B。细胞增殖率由结晶紫染色的吸光度测定。**C、。**细胞死亡取决于结合碘化丙啶（PI）的细胞百分比。D。阴性shRNA、NDUFAF3-564和SDHA-2细胞伤口愈合试验的代表性图像。**E.公司。**迁移被确定为覆盖划伤区域的细胞百分比。**F、。**neg shRNA、NDUFAF3–564和SDHA-2细胞的代表性图像，用MITOSOX红染色。比例尺代表10μm。**G.公司。**MITOSOX红色荧光定量。**H（H）**.用流式细胞术定量MITOSOX红色荧光。所有显示的数据均代表平均值 ± 三个独立实验的SEM*p<0.05，**p<0.01，***p<0.001。

图4。 — **图4 NDUFAF3和SDHA敲除对线粒体Ca2+超载诱导的细胞死亡的影响。**
通过流式细胞术（10000次事件）测量用离子霉素或神经酰胺处理24小时的细胞中碘化丙啶掺入量来确定死亡细胞的定量。所有数据均代表平均值 ± 三个独立实验的SEM*p<0.05，**p<0.01，***p<0.001。

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1. Abramov AY、Smulders-Sprinivasan TK、Kirby DM、Acin-Perez R、Enriquez JA、Lightowlers RN、Duchen MR、Turnbull DM，2010年。线粒体DNA突变神经元的神经变性机制。大脑133、797–807。-项目管理咨询公司-公共医学
1. Angelousi A、Kassi E、Zografos G、Kaltsas G，2015年。转移性嗜铬细胞瘤和副神经节瘤。《欧洲临床研究杂志》45，986–997。-公共医学
1. Angelova PR、Vinogradova D、Neganova ME、Serkova TP、Sokolov VV、Bachurin SO、Shevtsova EF、Abramov AY，2019年。线粒体钙摄取的药理学序贯保护神经元免受谷氨酸兴奋性毒性的影响。摩尔神经生物学56，2244–2255。-项目管理咨询公司-公共医学
1. Barbi de Moura M、Vincent G、Fayewicz SL、Bateman NW、Hood BL、Sun M、Suhan J、Duensing S、Yin Y、Sander C、Kirkwood JM、Becker D、Conrads TP、Van Houten B、Moschos SJ，2012年。线粒体呼吸——黑色素瘤的一个重要治疗靶点。公共科学图书馆One 7，e40690。-项目管理咨询公司-公共医学
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[2] Abramov AY、Smulders-Sprinivasan TK、Kirby DM、Acin-Perez R、Enriquez JA、Lightowlers RN、Duchen MR、Turnbull DM，2010年。线粒体DNA突变神经元的神经变性机制。大脑133、797–807。-项目管理咨询公司-公共医学

[3] Angelousi A、Kassi E、Zografos G、Kaltsas G，2015年。转移性嗜铬细胞瘤和副神经节瘤。《欧洲临床研究杂志》45，986–997。-公共医学

[4] Angelousi A、Kassi E、Zografos G、Kaltsas G，2015年。转移性嗜铬细胞瘤和副神经节瘤。《欧洲临床研究杂志》45，986–997。-公共医学

[5] Angelova PR、Vinogradova D、Neganova ME、Serkova TP、Sokolov VV、Bachurin SO、Shevtsova EF、Abramov AY，2019年。线粒体钙摄取的药理学序贯保护神经元免受谷氨酸兴奋性毒性的影响。摩尔神经生物学56，2244–2255。-项目管理咨询公司-公共医学

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[7] Barbi de Moura M、Vincent G、Fayewicz SL、Bateman NW、Hood BL、Sun M、Suhan J、Duensing S、Yin Y、Sander C、Kirkwood JM、Becker D、Conrads TP、Van Houten B、Moschos SJ，2012年。线粒体呼吸——黑色素瘤的一个重要治疗靶点。公共科学图书馆One 7，e40690。-项目管理咨询公司-公共医学

[8] Barbi de Moura M、Vincent G、Fayewicz SL、Bateman NW、Hood BL、Sun M、Suhan J、Duensing S、Yin Y、Sander C、Kirkwood JM、Becker D、Conrads TP、Van Houten B、Moschos SJ，2012年。线粒体呼吸——黑色素瘤的一个重要治疗靶点。公共科学图书馆One 7，e40690。-项目管理咨询公司-公共医学

[9] Baughman JM、Perocchi F、Girgis HS、Plovanich M、Belcher-Timme CA、Sancak Y、Bao XR、Strittmatter L、Goldberger O、Bogorad RL、Koteliansky V、Mootha VK，2011年。综合基因组学确定MCU是线粒体钙单转运蛋白的重要组成部分。自然476，341–U111。-项目管理咨询公司-公共医学

[10] Baughman JM、Perocchi F、Girgis HS、Plovanich M、Belcher-Timme CA、Sancak Y、Bao XR、Strittmatter L、Goldberger O、Bogorad RL、Koteliansky V、Mootha VK，2011年。综合基因组学确定MCU是线粒体钙单转运蛋白的重要组成部分。自然476，341–U111。-项目管理咨询公司-公共医学

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