Ble metilèn ak fewoptoz: mekanis pewoksidasyon lipid

Fewoptoz se lanmò selilè ki soti nan domaj manbràn. Grès poliensatire ki nan manbràn yo okside nan yon reyaksyon an chèn, manbràn nan pèdi fonksyon li, epi selil la mouri. Fè nesesè pou reyaksyon chimik sa a. Fraz sa a rezime tout konsèp la, epi tout sa ki nan atik sa a se yon tès sou youn nan pati li yo.

Kesyon an isit la pi presi: kisa ble metilèn fè nan chèn sa a nan eksperyans sou selil, epi kisa rezilta sa a montre toutbon. Repons kout la se ke nan de etid laboratwa, ble metilèn nan konsantrasyon nanomolar te diminye pewoksidasyon lipid nan mitokondri epi li te kenbe selil yo vivan apre deklanchè ki ta lakòz fewoptoz san li. Repons ki pi long lan pi enpòtan, paske yo te teste chak lyen nan chèn nan avèk yon entèvansyon diferan, epi chak entèvansyon gen limit li.

Fewoptoz nan yon sèl paragraf

Yon fosfolipid nan manbràn ki gen yon ke asid gra poliensatire gen yon pwen fèb: atòm idwojèn ki fasil pou yon radikal pran. Depi yon radikal pran youn, oksijèn ajoute sou lipid la, yon radikal pewoksil lipid fòme, epi radikal sa a pran yon atòm idwojèn nan pwochen lipid la. Reyaksyon an pwopaje sou manbràn nan sof si yon bagay kanpe li.

Prensipal mekanis ki kanpe li se yon anzim ki rele GPX4, ki sèvi ak glutatyon pou redui pewoksid lipid yo an alkòl lipid ki san danje. Deklanchè laboratwa yo atake defans sa a nan pwen byen defini. Erastin bloke antre sistin atravè sistèm xc-minus, sa ki prive selil la de sisteyin li bezwen pou sentèz glutatyon. Buthionine sulfoximine bloke sentèz glutatyon dirèkteman. RSL3 anpeche GPX4 li menm fonksyone. Tout twa kite pewoksid yo san elimine, men yo fè sa nan etap diferan, kidonk yon rezilta ak yon deklanchè pa otomatikman valab pou lòt yo.

Fewoptoz diferan de apoptoz nan karakteristik ki defini li yo. Pa gen kaskad kaspaz ni kò apoptotik. Kelatè fè tankou deferoxamine ak ajan ki pyèje radikal tankou ferrostatin-1 anpeche li, e se tès operasyonèl sa a chèchè yo itilize pou idantifye yon lanmò kòm fewoptoz olye li senpleman yon nekwoz. Pi gwo ansanm chemen lanmò selilè reglemante yo mete distenksyon sa a nan kontèks, epi fason selil yo jere fè labil la esplike poukisa kelasyon se yon kontwòl ki tèlman desizif.

Ki wòl mitokondri yo jwe, epi poukisa te gen deba sou sa

Premye travay yo te rapòte ke selil ki pa gen ADN mitokondri toujou sibi fewoptoz, sa ki te sijere mitokondri pa obligatwa. Travay ki te fèt pita te jwenn ke diminye kantite mitokondri, oswa bloke respirasyon, ka anpeche fewoptoz ki soti nan mank sisteyin, men li pa ka anpeche fewoptoz ki soti nan anpechman dirèk GPX4. Toude rezilta yo ka vre si kontribisyon mitokondri yo depann de deklanchè a, kalite selil la, ak kote pewoksidasyon desizif la fèt.

Etid ki sèvi kòm baz atik sa a te abòde deba a avèk yon sond ki espesifik pou yon konpatiman. MitoCLox se yon vèsyon yon endikatè pewoksidasyon lipid ki vize mitokondri: fliyoresans li chanje lè li rankontre radikal pewoksil lipid anndan mitokondri. Nan fibroblas yo te trete ak erastin, oksidasyon sond mitokondri a te parèt nan selil ki te toujou vivan anvan lanmò, epi li pa t menm nan tout selil yo. Moman sa a enpòtan. Pewoksidasyon ki vini anvan lanmò se yon kòz posib. Pewoksidasyon yo mezire sèlman nan selil ki deja mouri se yon tras ki rete apre lanmò. Yon gid konplemantè sou tès pewoksidasyon lipid ak sa chak sond rapòte esplike poukisa kote sond lan ye detèmine sa yon siyal vle di.

Menm modèl la te parèt nan yon dezyèm modèl selilè. Fibroblas ki soti nan yon pasyan ki gen newopati optik ereditè Leber, ki pote yon mitasyon nan kompleks I epi ki gen yon nivo estrès oksidatif pi wo depi nan kòmansman, te mouri pa fewoptoz lè glutatyon te fin itilize, pandan fibroblas kontwòl yo te reziste. Oksidasyon sond mitokondri a te vini an premye ankò. Detay yo nan etid sou fibroblas ki egzamine pewoksidasyon lipid nan mitokondri pandan fewoptoz.

Sa ble metilèn te chanje nan eksperyans sa yo

Ble metilèn se yon transpòtè redoks. Fòm okside li a aksepte elektwon nan reyaksyon chimik ki lye ak NADH nan kompleks I, epi fòm redui li a bay sitokwòm c elektwon sa yo; sitokwòm c alimante kompleks IV. Sa kreye yon chemen detou pasyèl ki evite pati chèn nan kote elektwon nòmalman chape al jwenn oksijèn pou fòme sipèoksid. Lektè ki vle konprann tout relè a ta dwe kòmanse ak kijan ble metilèn deplase elektwon atravè mitokondri.

Nan fibroblas poumon yo te trete ak erastin, ble metilèn nan 250 nanomolar te prezève viabilite selon yon mezi siviv selilè, menm jan ak antioksidan SkQ1 ak MitoTEMPO ki vize mitokondri yo. Kontwòl yo defini sa yo ka afime. Ferrostatin-1, alfa-tokoferòl, ak deferoxamine te pwoteje selil yo tou, sa ki konfime lanmò a te yon fewoptoz. Analòg SkQ1 ki pa gen yon gwoup antioksidan an pa t pwoteje yo, sa ki endike reyaksyon redoks olye yon akimilasyon ki pa espesifik. Pwoteksyon an te diminye pi wo pase apeprè 200 nanomolar SkQ1, sa ki mache ak konpòtman pwo-oksidan yo konnen antioksidan kinòn yo genyen lè kantite yo pi wo. Ble metilèn gen menm konpòtman doub sa a selon konsantrasyon an: li pwoteje nan nivo nanomolar ki ba nan veso kilti sa yo, epi li kapab pwodui pewoksid idwojèn atravè sik redoks lè konsantrasyon li monte oswa lè yo ekspoze li ak limyè fò. Yo abòde kalite kontèks konsantrasyon sa a nan espès reyaktif oksijèn nan mitokondri.

Apre sa, eksperyans sou mitokondri izole yo te separe sous ROS yo. Lè te gen fè fere prezan, sibstra ki alimante kompleks I ansanm ak rotenone te estimile oksidasyon sond lan. Rotenone bloke chèn nan apre sit flavin nan, kidonk transpòtè ki anvan li yo rete redui epi yo kite elektwon chape al jwenn oksijèn nan flavin ki oryante bò matris la. Sibstra ki alimante kompleks III ansanm ak antimycin A te pwodui anpil pewoksid idwojèn, men yo pa t pwovoke pewoksidasyon lipid. Menm siyal ROS global, diferan kote, diferan rezilta. SkQ1 ak ble metilèn te chak anpeche pewoksidasyon ki soti nan kompleks I san yo pa anpeche pwodiksyon pewoksid idwojèn li menm, sa ki mete aksyon yo apre fòmasyon ROS, nan etap pewoksidasyon lipid la.

Pati sou twòp fè a ak endis lipofisin nan

Yon dezyèm etid te egzamine kesyon an sou bò fè a. Kadyomyosit H9c2 ki te ekspoze ak sitrat amonyòm ferik nan konsantrasyon submillimolar te devlope ROS nan mitokondri, pewoksidasyon lipid nan mitokondri, epi fewoptoz, apre sa yon pigman ki sanble ak lipofisin te akimile nan 24 èdtan. Lipofisin se rès lipid ak pwoteyin okside ki gen fè, ki pwodui fliyoresans poukont li epi ki akimile ak laj; aparisyon rapid li isit la konekte pewoksidasyon egi fè pwovoke ak yon makè klasik vyeyisman. Ble metilèn nan konsantrasyon nanomolar ak SkQ1 te chak anpeche pewoksidasyon an, lanmò a, ak akimilasyon pigman an. Mitokondri kadyak izole yo te konfime menm modèl la: rotenone ansanm ak fè fere te pwovoke pewoksidasyon ak yon siyal ki sanble ak yon pigman, epi toude ajan yo te bloke sa. Yo rapòte tout sekans lan nan etid sou twòp fè nan kadyomyosit H9c2. Pati istwa a ki konsène pigman an mache ak lipofisin ak makè vyeyisman selilè.

Sa tès siviv selilè yo pa montre

Yon mezi viabilite tankou CellTiterBlue rapòte konbyen selil nan yon veso kilti ki rete aktif sou plan metabolik apre yon deklanchè ansanm ak yon ajan pwoteksyon potansyèl. Sa se yon tès yon mekanis nan yon sistèm byen defini. Se pa yon rezilta tretman. Okenn nan eksperyans sa yo pa t bay yon pasyan yon dòz, mezire yon rezilta klinik pou yon maladi, oswa etabli yon ranje terapetik nan yon kò.

Gen kat limit ki merite pou yo di yo klèman. Premyèman, kalite selil yo limite: fibroblas poumon transfòme, fibroblas prensipal po ki gen ladan yon liy ki gen maladi mitokondri, ak yon liy kadyomyosit rat, ansanm ak mitokondri izole ki soti nan kè rat. Sansiblite a te varye selon liy lan, epi yo te chwazi liy LHON nan paske li te patikilyèman vilnerab. Dezyèmman, deklanchè yo se kondisyon ekstrèm laboratwa: blokaj total transpò oswa sentèz, ak kantite fè okenn tisi pa ta rankontre bridsoukou. Twazyèmman, ou pa ka konvèti yon konsantrasyon an yon dòz senpleman ak miltiplikasyon. Yon konsantrasyon nanomolar nan mwayen kilti pa yon dòz pou moun, epi distribisyon ble metilèn, rediksyon li an fòm san koulè li nan san ak tisi, ekspozisyon ak limyè, ak potansyèl manbràn se tout faktè ki separe yon veso kilti ak yon moun. Katriyèmman, sond yo rapòte sa k pase nan pwòp konpatiman yo. Oksidasyon MitoCLox montre radikal lipid te fòme nan mitokondri; li pa montre si yo te anpeche dirèkteman manbràn plasmik la chire, evènman final ki pi pwobab la, olye yo te evite sa atravè aksyon nan etap anvan yo.

Kidonk men sa nou ka afime onètman: nan modèl sa yo, ROS ki soti nan kompleks I ansanm ak fè pwovoke pewoksidasyon lipid nan mitokondri ki vini anvan fewoptoz, epi ble metilèn nan konsantrasyon ki ba entèwonp pati sa a nan chèn nan. Pou nenpòt bagay ki depase pati sa a, fòk gen lòt eksperyans sou bèt epi apre sa sou moun.