اهمیت بیولوژیک سرکوب فسفریلاسیون اکسیداتیو در سلول های بنیادی پرتوان

تاریخ انتشار: چهارشنبه 08 آذر 1396 | امتیاز: Article Rating

ما کشف کرده ایم که کلون های سلول های بنیادی پرتوان القایی(iPSC) تولید شده از اهداف کننده های بافتی پیر(A-iPSCs) قادر به سرکوب فسفریلاسیون اکسیداتیو نیستند. در مقایسه با سلول های بنیادی جنینی(ESCs) و iPSCهای مشتق شده از اهدا کننده های جوان (Y-iPSCsA-iPSCها بیان ضعیف ترانسپور گلوکز 3(GLUT3) مختص سلول های بنیادی پرتوان و بازجذب گلوکزی مختل شده ای را نشان می دهد که موجب می شود آن ها قادر به پشتیبان و تامین نیاز گلوکزی بالا طی گلیکولیز نیستند. فسفریلاسیون اکسیداتیو دائم در A-iPSCها سطوح بالایی از گونه های اکسیژن فعال(ROS) را تولید می کند که این منجر به بالا رفتن بیش از حد گلوتاتیون(یک متابولیت تخربب کننده ROS) و یک پاسخ کند کننده آسیب DNA‌می شود. این فنوتیپ ها با مهار پیرووات دهیدروژناز کیناز(PDK) یا تامین سیترات برای فعال سازی فسفریلاسیون اکسیداتیو در Y-iPSCها شبیه سازی می شود. علاوه براین، فسفریلاسیون اکسیداتیو در کلون های A-iPSCها سیترات را به عنوان یک منبع هسته ای گروه های اهدا کننده استیل برای استیلاسیون هیستون به اتمام می رساند و این منجر به تغییر در وضعیت استیلاسیون هیستون می شود. بیان GLUT3‌در A-iPSCها نقص متابولیکی، پاسخ آسیب DNA و وضعیت استیلاسیون هیستونی را ریکاوری می کند.

Cell Rep. 2017 Nov 21;21(8):2058-2065. doi: 10.1016/j.celrep.2017.10.098.

Biological Significance of the Suppression of Oxidative Phosphorylation in Induced Pluripotent Stem Cells.

Zhang C1, Skamagki M2, Liu Z3, Ananthanarayanan A2, Zhao R4, Li H5, Kim K6.

Abstract

We discovered that induced pluripotent stem cell (iPSC) clones generated from aged tissue donors (A-iPSCs) fail to suppress oxidative phosphorylation. Compared to embryonic stem cells (ESCs) and iPSCs generated from young donors (Y-iPSCs), A-iPSCs show poor expression of the pluripotent stem cell-specific glucose transporter 3 (GLUT3) and impaired glucose uptake, making them unable to support the high glucose demands of glycolysis. Persistent oxidative phosphorylation in A-iPSCs generates higher levels of reactive oxygen species (ROS), which leads to excessive elevation of glutathione (a ROS-scavenging metabolite) and a blunted DNA damage response. These phenotypes were recapitulated in Y-iPSCs by inhibiting pyruvate dehydrogenase kinase (PDK) or supplying citrate to activate oxidative phosphorylation. In addition, oxidative phosphorylation in A-iPSC clones depletes citrate, a nuclear source of acetyl group donors for histone acetylation; this consequently alters histone acetylation status. Expression of GLUT3 in A-iPSCs recovers the metabolic defect, DNA damage response, and histone acetylation status.

PMID: 29166598
ثبت امتیاز
نظرات
در حال حاضر هیچ نظری ثبت نشده است. شما می توانید اولین نفری باشید که نظر می دهید.
ارسال نظر جدید

تصویر امنیتی
کد امنیتی را وارد نمایید:

آرشیو سالانه
آرشیو سالانه
نظرات خوانندگان
نظرات خوانندگان