GSK3b mediates convergence of protection signaling to limit mitochondrial damage

GSK3b 介导保护信号汇聚以限制线粒体损伤

基本信息

  • 批准号:
    7592065
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 74.82万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

Environmental stresses converge on the mitochondria that can trigger or inhibit cell death. Excitable, post-mitotic cells (such as cardiac myocytes in heart, and neurons in brain), in response to sub-lethal noxious stress engage mechanisms affording protection from subsequent insults. These protection mechanisms involve activation of endogenous signaling which can confer significant resistance to oxidant and other stresses associated with hypoxia/reoxygenation (i.e., during a heart attack or stroke), which promotes the enhanced capacity for cell survival. However, the upstream signaling mechanisms have remained an area of active debate, and the end effector(s) have remained unsolved. We show that reoxygenation after prolonged hypoxia reduces the reactive oxygen species- (ROS-) threshold for the mitochondrial permeability transition (MPT) in cardiac myocytes, and that cell survival is steeply negatively correlated with the fraction of depolarized mitochondria. We demonstrate that a wide variety of cardio/neuroprotective agents acting via distinct upstream mechanisms all promote cell survival by limiting MPT induction. We found that protection can be triggered in 2 general ways dependent and independent of regulatory mitochondrial swelling which converge via inhibition of GSK-3beta on the end effector, the permeability transition pore complex, preventing the MPT. Cell protection exhibiting a memory (i.e., "preconditioning") results from triggered mitochondrial swelling (due to enhanced K+ accumulation via influx and/or retention) causing enhanced substrate oxidation and ROS production, leading to redox activation of PKC which in turn inhibits GSK-3beta (via phosphorylation of ser-9). Both the diazoxide-activated mitochondrial ATP dependent K+ channel (mitoKATP), and the Ca2+-activated K+ channel, for example, can serve as mitochondrial K+ influx mechanisms (that can mediate mitochondrial regulatory swelling-dependent protection, etc). The delta-opioid peptide, DADLE, and the NHE-inhibitors, HOE 642 (cariporide) and HOE 694, each produce mitochondrial regulatory swelling-dependent protection independently of the mitoKATP. Alternatively, receptor tyrosine kinase or certain G-protein coupled receptor activation elicits cell protection (without mitochondrial swelling or durable memory) by inhibiting GSK-3beta, via either PKB/Akt and mTOR/p70s6k, PKC, or PKA pathways. Examples of this latter class include insulin (via Akt and mTOR/p70s6k) and the direct GSK-3beta inhibitor, Li+. The convergence of these pathways via inhibition of GSK-3beta on the end effector, the permeability transition pore complex, to limit MPT induction, is the general mechanism of cardiomyocyte protection. We propose that clinical treatment strategies designed to inhibit the "master switch" kinase, GSK-3beta, to protect the permeability transition pore complex from MPT induction, would be effective to reduce the size of infarction during episodes of heart attack or stroke by preventing the death of cardiac myocytes and neurons (respectively). Signaling defects underlying the age-associated loss of the capacity for ischemic preconditioning are being examined which could lead to testable clinical therapies relevant to the preservation of healthy aging.
环境应力会在线粒体上汇聚,该线粒体会触发或抑制细胞死亡。可激发的,可激发的有丝分裂后细胞(例如心脏中的心肌细胞和大脑中的神经元),以响应亚洲性有害压力的响应,从而使机制具有保护,从而可以保护免受随后的侮辱。这些保护机制涉及激活内源性信号传导,该信号传导可以赋予对氧化剂的显着抗性和与缺氧/重氧相关的其他应力(即心脏病发作或中风期间),从而促进了细胞存活的增强能力。但是,上游信号传导机制仍然是主动争论的领域,末端效应子仍未解决。 我们表明,延长缺氧后的重氧降低了心肌细胞中线粒体通透性转变(MPT)的活性氧(ROS-)阈值,并且该细胞的存活与去极极化线粒体的分数急剧负相关。我们证明,通过不同的上游机制作用的各种心脏/神经保护剂都通过限制MPT诱导来促进细胞存活。我们发现,可以以两种一般方式触发保护,并独立于调节线粒体肿胀,这些线粒体肿胀通过抑制GSK-3BETA在末端效应器上融合,这是渗透率过渡孔复合物,从而阻止了MPT。 细胞保护表现出记忆力(即“预处理”)是由于线粒体肿胀引起的(由于涌入和/或保留的K+积累增强而导致底物氧化和ROS产生的增强,导致PKC的氧化还原激活,从而导致PKC的氧化还原激活,从而导致GSK-3BETA抑制GSK-3BETA(通过phospains-phosphosphata(通过phosphosphosphation-9)。 例如,二唑氧化激活的线粒体ATP依赖性K+通道(MitoKATP)和Ca2+激活的K+通道都可以用作线粒体K+涌入机制(这可以介导线粒体调节性肿胀依赖性依赖性依赖性依赖性的保护等)。 Delta-Apeid肽,Dadle和NHE抑制剂,HOE 642(Cariporide)和HOE 694,每种都会产生线粒体调节性肿胀依赖性依赖性依赖性保护,独立于MitokATP。 另外,通过抑制PKB/AKT和MTOR/MTOR/P70S6K,PKC,PKC或PKA PATH,通过抑制GSK-3BETA抑制GSK-3BETA,受体酪氨酸激酶或某些G蛋白偶联受体激活会引起细胞保护(无线粒体肿胀或持久记忆)。 后一类的例子包括胰岛素(通过AKT和MTOR/P70S6K)和直接的GSK-3BETA抑制剂Li+。 通过抑制GSK-3BETA对末端效应器的抑制,渗透性过渡孔复合物(限制MPT诱导)的收敛是心肌细胞保护的一般机制。 我们建议旨在抑制“主开关”激酶GSK-3Beta的临床治疗策略,以保护渗透性过渡孔复合物免于MPT诱导,可以有效地减少心脏病发作或中风期间的梗塞大小,通过防止心脏肌动物和神经元的死亡(分别防止心脏肌细胞和神经元的死亡)。 正在检查与年龄相关的缺血性预处理损失背后的信号缺陷,这可能导致与保存健康衰老有关的可测试临床疗法。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Steven J Sollott其他文献

Steven J Sollott的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Steven J Sollott', 18)}}的其他基金

REGULATION OF VASCULAR SMOOTH MUSCLE CELL CHEMOTAXIS THROUGH CALCIUM SIGNALING
通过钙信号传导调节血管平滑肌细胞趋化性
  • 批准号:
    6097891
  • 财政年份:
  • 资助金额:
    $ 74.82万
  • 项目类别:
Endogenous NO mediates the stretch dependence of Ca2+
内源性 NO 介导 Ca2 的拉伸依赖性
  • 批准号:
    6530301
  • 财政年份:
  • 资助金额:
    $ 74.82万
  • 项目类别:
Endogenous NO Mediates The Stretch-dependence Of Ca2+-Re
内源性NO介导Ca2-Re的拉伸依赖性
  • 批准号:
    6968708
  • 财政年份:
  • 资助金额:
    $ 74.82万
  • 项目类别:
GSK3b mediates convergence of protection signaling to limit mitochondrial damage
GSK3b 介导保护信号汇聚以限制线粒体损伤
  • 批准号:
    7732328
  • 财政年份:
  • 资助金额:
    $ 74.82万
  • 项目类别:
Endogenous NO Mediates the Stretch-dependence of Ca2+
内源性 NO 介导 Ca2 的拉伸依赖性
  • 批准号:
    7131102
  • 财政年份:
  • 资助金额:
    $ 74.82万
  • 项目类别:
Endogenous No Mediates The Stretch-dependence Of Ca2+-re
内源性No介导Ca2-re的拉伸依赖性
  • 批准号:
    6667893
  • 财政年份:
  • 资助金额:
    $ 74.82万
  • 项目类别:
Endogenous NO and Ca2+-release In Cardiomyocytes
心肌细胞内源性 NO 和 Ca2 释放
  • 批准号:
    6814941
  • 财政年份:
  • 资助金额:
    $ 74.82万
  • 项目类别:

相似国自然基金

无线供能边缘网络中基于信息年龄的能量与数据协同调度算法研究
  • 批准号:
    62372118
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目
CHCHD2在年龄相关肝脏胆固醇代谢紊乱中的作用及机制
  • 批准号:
    82300679
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
颗粒细胞棕榈酰化蛋白FXR1靶向CX43mRNA在年龄相关卵母细胞质量下降中的机制研究
  • 批准号:
    82301784
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
年龄相关性黄斑变性治疗中双靶向药物递释策略及其机制研究
  • 批准号:
    82301217
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
多氯联苯与机体交互作用对生物学年龄的影响及在衰老中的作用机制
  • 批准号:
    82373667
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Perturbed cell signaling network and suicide neurobiology
扰动的细胞信号网络和自杀神经生物学
  • 批准号:
    9325581
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 74.82万
  • 项目类别:
Neuromuscular Healthspan Study: Sarcopenia Intervention
神经肌肉健康寿命研究:肌肉减少症干预
  • 批准号:
    8457576
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 74.82万
  • 项目类别:
Perturbed cell signaling network and suicide neurobiology
扰动的细胞信号网络和自杀神经生物学
  • 批准号:
    8908050
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 74.82万
  • 项目类别:
Perturbed cell signaling network and suicide neurobiology
扰动的细胞信号网络和自杀神经生物学
  • 批准号:
    8733756
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 74.82万
  • 项目类别:
Perturbed cell signaling network and suicide neurobiology
扰动的细胞信号网络和自杀神经生物学
  • 批准号:
    9123677
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 74.82万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了