H2 Регулира митохондриалния протеостатичен стресНаучно Изследване

Резюме:

Молекулярният водород (H2) има антиоксидантен ефект върху стотици животински модели. Въпреки това, точните молекулярни механизми на молекулярния водород все още остават неуловими. Митохондриалният разгънат протеинов отговор (mtUPR) е известна реакция на стрес към смутена митохондриална протеостаза, причинена от оксидативен стрес или митохондриална дисфункция. Ние изследвахме ефектите на молекулярния водород върху mtUPR чрез изследване на свързаната с mtUPR протеинова експресия in vivo и in vitro. Мишките, пиещи водородна вода, показват по-висока експресия на HSP60 шаперон протеин, който е mtUPR маркер, както и други mtUPR-свързани протеини, включително протеин киназа R (PKR), фосфорилиран еукариотен иницииращ транслационен фактор 2a (eIf2a) и активиращ транскрипционен фактор 5 (ATF5). Инкубирането на култивирани клетки в 10% водороден газ повишава експресията на HSP60 и някои mtUPR-свързани протеини в четири човешки клетъчни линии (A549, HeLa, HT1080 и PC3 клетки, които по-нататък се наричат „реагиращи“), но не и в три други човешки клетъчни линии (HCT116, HepG2 и SH‐SY5Y клетки, които се наричат „неотговарящи“). Флоуцитометричният анализ разкри, че по-висока митохондриална маса, по-високо производство на супероксид, по-висок потенциал на митохондриалната мембрана при „отговорилите“ в сравнение с „неотговорилите“. По същия начин, измерването на скоростта на потребление на кислород разкрива висок свободен капацитет на активността на електронен транспортен комплекс (ETC) в „респондентите“. Наистина, анализът на обогатяване на генния набор (GSEA) на профилите на генната експресия в омнибуса на генната експресия (GEO) на две групи клетъчни линии демонстрира, че свързаните с ETC пътища са регулирани нагоре при „респондерите“. В допълнение, количественото определяне на синтеза на ДНК чрез BrdU анализ разкри, че инкубирането на култивирани клетки в 10% водороден газ в продължение на 48 часа индуцира клетъчна пролиферация и спасява блокирането на пролиферацията от ротенон в „респондерите“. Ние съобщаваме, че водородът индуцира mtUPR и клетъчна пролиферация в клетъчни линии с по-висока митохондриална ETC активност. Молекулярният водород облекчава редица заболявания, включително болестта на Паркинсон, миокарден или церебрален инфаркт и възпалителни заболявания. По този начин е вероятно молекулярният водород да управлява митохондриалния стрес чрез активиране на mtUPR и да упражнява своите ефекти върху тези свързани с оксидативния стрес заболявания.