Ischemic postconditioning mechanism mediated by mitochondrial calcium uniporter

线粒体钙单向转运蛋白介导的缺血后处理机制

• 批准号: 22K09240
• 负责人: 中川 一郎
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Nara Medical University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K09240/
• 关键词: MCU; Ischemic PostC; Mitochondria; postconditioning; MPTP; NMDA; reperfusion injury

虚血再灌流障害に対する神経保護作用として、虚血ポストコンディショニング（PostC）現象が知られている。PostCの重要なプロセスの一つは、ミトコンドリアATP依存性カリウム（mito-KATP）チャネルの開口とミトコンドリア膜電位の脱分極であり、これをきっかけにミトコンドリア透過性移行孔（mPTP）が低伝導で開口し、ミトコンドリアからカルシウムイオンが放出される。ミトコンドリアカルシウムユニポーター（MCU）は、ミトコンドリア内膜に存在するCa2+を内側に取り込むための高感度トランスポーターとして知られており、神経変性疾患、がん、虚血性脳卒中などの疾患の新たな治療標的として注目されている。今回はMCUのPostCへに関与について研究を進めた。本研究では、C57BLマウスの海馬CA1錐体細胞に全細胞パッチクランプ法を用い、PostCにおいてRuthenium red 265（Ru265）によるMCU阻害下で、自発性興奮性シナプス後電流（sEPSC）、細胞内Ca2+濃度、ミトコンドリア膜電位、N-メチルD-アスパルテート受容体（NMDAR）電流の変化を計測した。MCUの阻害により、再灌流後のsEPSC発生率（p = 0.008）、NMDAR電流（p < 0.001）、細胞内Ca2+濃度（p < 0.001）、死細胞（p < 0.001）が有意に増加し、PostCにおける神経保護作用が除去されていることが示されました。さらに、Ru265を添加したPostCにおけるミトコンドリア脱分極は、再灌流後に徐々に減少した（p < 0.001）。これらの結果から、MCUはPostCにおいて、ミトコンドリアの脱分極を維持することでNMDARの過活性化を抑制し、I/R障害に対する細胞内Ca2+濃度の上昇を防ぐという重要な役割を担っていると考えられる。

缺血后处理（PostC）现象被称为针对缺血再灌注损伤的神经保护作用。 PostC 的关键过程之一是线粒体 ATP 依赖性钾 (mito-KATP) 通道的开放和线粒体膜电位的去极化，从而触发低电导率下线粒体通透性转换孔 (mPTP) 的开放。离子从线粒体中释放出来。线粒体钙单向转运蛋白（MCU）被认为是一种高度敏感的转运蛋白，可内化线粒体内膜中的Ca2+，是神经退行性疾病、癌症和缺血性中风等疾病的新治疗靶点，引起了人们的关注。这次我们对MCU参与PostC进行了研究。在这项研究中，我们使用全细胞膜片钳技术对 C57BL 小鼠的海马 CA1 锥体神经元进行研究，并研究了线粒体中钌红 265 (Ru265) 抑制下的自发兴奋性突触后电流 (sEPSC) 和细胞内 Ca2+ 浓度。测量膜电位和 N-甲基 D-天冬氨酸受体 (NMDAR) 电流变化。 MCU 的抑制显着增加了再灌注后 sEPSC 发生率 (p = 0.008)、NMDAR 电流 (p < 0.001)、细胞内 Ca2+ 浓度 (p < 0.001)、死细胞 (p < 0.001) 和 PostC 的神经保护作用。的此外，添加 Ru265 的 PostC 中的线粒体去极化在再灌注后逐渐降低 (p < 0.001)。这些结果表明，MCU 通过维持线粒体去极化、抑制 NMDAR 过度激活以及防止 I/R 损伤引起的细胞内 Ca2+ 浓度增加，在 PostC 中发挥重要作用。