Duke universiteto medicinos centro ir Wake Forest universiteto medicinos mokyklos tyrėjai nustatė Aldh4a1, mitochondrijų prolino metabolizuojančio fermento, kaip trečiojo mitochondrijų piruvato nešiklio (MPC) komplekso struktūrinio komponento. Sudarydamas Trimerišką mazgą su MPC1 ir MPC2, Aldh4a1 palaiko MPC vientisumą ir palengvina piruvato importą į mitochondrijas.
Mitochondrijų piruvato importas yra kritinis ląstelių energijos metabolizmo žingsnis, susiejantis citozolinę glikolizę su mitochondrijų oksidaciniu fosforilinimu. Šio kelio sutrikimai gali skatinti vėžio ląstelių dauginimąsi, padidindami citozolinį piruvatą ir skatinant glikolitinį metabolizmą – reiškinį, dažnai susijusį su Warburgo efektu.
Supratimas, kaip MPC kompleksas reguliuoja piruvato importą, gali atskleisti vėžio metabolinį pažeidžiamumą.
MPC1 ir MPC2, pagrindiniai mitochondrijų piruvato nešiklio komplekso subvienetai, tarnauja kaip piruvato patekimo į mitochondrijas kanalas. Iki šiol nebuvo pastebėtas papildomų reguliavimo komponentų nustatymas.
Tyrime „Aldh4A1“ veikia kaip aktyvus MPC komplekso komponentas, palaikantis mitochondrijų piruvato importą TCA ciklo patekimui ir naviko slopinimui “. Gamtos ląstelių biologijatyrėjai panaudojo proteoliposomų rekonstrukciją, mėlynojo gimimo puslapį ir bendro imunoprecipitacijos tyrimus, norėdami ištirti, ar Aldh4a1 veikia kaip MPC komplekso struktūrinė komponentas.
Masės spektrometrijos ir bendro imunoprecipitacijos tyrimai nustatė sąveiką tarp ALDH4A1 ir mitochondrijų piruvato nešiklio subvienetų MPC1 ir MPC2. Buvo įvertintas kiekybinis piruvato įsisavinimas, deguonies suvartojimas atskleidė mitochondrijų sujungimo efektyvumą.
Western blot analizė ir imunofluorescencija patvirtino baltymų ekspresiją ir mitochondrijų lokalizaciją. Poodiniai ksenografų modeliai nuogose pelėse įvertino naviko augimą Aldh4a1 numušimo ir per didelio ekspresijos sąlygomis.
ALDH4A1 praradimas skatino vėžio ląstelių fenotipus in vitro, įskaitant proliferaciją ir migraciją, ir sukėlė minkštųjų agaro transformaciją, tai rodo nuo tvirtinimo vietos nepriklausomą augimą.
Ksenografų modeliai taip pat parodė ALDH4A1 naviko slopinamąją funkciją, kai ALDH4A1 per didelė ekspresija riboja naviko tūrį ir numušimą, skatinantį greitą naviko augimą.
Gydymas MPC inhibitoriumi UK5099 sutrikdė Aldh4A1 ir MPC komplekso sąveiką, palikdamas nepažeistą MPC1/2 dimerų, o tai rodo galimą ALDH4A1-MPC sąsajos narkotiką.
Rezultatai ALDH4A1 Padėkite kaip mitochondrijų piruvato nešiklio komplekso struktūrinį komponentą, išplėsdamas jo vaidmenį ne tik prolino metabolizme, kad apimtų piruvato importą ir TCA ciklo patekimą. Išlaikydamas MPC vientisumą ir piruvatų pernešimą, Aldh4a1 riboja citozolinio piruvato kaupimąsi ir sušvelnina metabolinį perprogramavimą, susijusį su navikų.
Taikant Aldh4A1 reguliavimo aktyvumą MPC komplekse, gali būti pažadėtas ateities metabolinių intervencijų į vėžį. Norint ištirti terapines strategijas ir platesnes metabolizmo padarinius, reikia atlikti papildomus tyrimus.