Butyrate Ameliorates Mitochondrial Respiratory Capacity of The Motor-Neuron-like Cell Line NSC34-G93A, a Cellular Model for ALS.
Butyrate Ameliorates Mitochondrial Respiratory Capacity of The Motor-Neuron-like Cell Line NSC34-G93A, a Cellular Model for ALS.
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丁酸盐改善运动神经元样细胞系 NSC34-G93A（ALS 的细胞模型）的线粒体呼吸能力。
DOI：
10.3390/biom12020333
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发表时间：
2022-02-19
期刊：
影响因子：
5.5
通讯作者：
Zhou J
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Li X;Dong L;Li A;Yi J;Brotto M;Zhou J
运动神经元中的线粒体缺陷是ALS的病理标志，ALS是一种神经肌肉疾病，没有有效的治疗方法。研究表明，丁酸盐，一种天然的肠道细菌产物，加速了过表达人类ALS相关突变hSOD 1G 93 A的ALS小鼠的疾病进展。在本研究中，我们研究了丁酸盐对培养的hSOD 1G 93 A过表达的运动神经元样NSC 34（NSC 34-G93 A）中线粒体功能影响的潜在分子机制。活细胞共聚焦成像研究表明，培养基中的ImM丁酸盐改善了NSC 34-G93 A细胞中的线粒体网络，减少了片段化。Seahorse分析显示，用丁酸盐处理的NSC 34-G93 A细胞显示线粒体备用呼吸能力增加约5倍，最大呼吸增加。PGC 1 α（线粒体生物发生的主要调节因子）mRNA水平的时间依赖性变化显示，在处理后4 h出现爆发诱导，早期增加（约5倍），24 h达到峰值（约19倍），48 h维持（8倍）。与PGC 1 α的转录诱导一致，丁酸盐处理后，与线粒体电子传递链相关的关键分子（MTCO 1，MTCO 2和COX 4）的mRNA和蛋白水平均增加。我们的数据表明，PGC 1 α信号轴的激活可能是丁酸盐处理在改善NSC 34-G93 A细胞中线粒体生物能量学方面的有益作用的分子机制之一。
Mitochondrial defects in motor neurons are pathological hallmarks of ALS, a neuromuscular disease with no effective treatment. Studies have shown that butyrate, a natural gut-bacteria product, alleviates the disease progression of ALS mice overexpressing a human ALS-associated mutation, hSOD1G93A. In the current study, we examined the potential molecular mechanisms underlying the effect of butyrate on mitochondrial function in cultured motor-neuron-like NSC34 with overexpression of hSOD1G93A (NSC34-G93A). The live cell confocal imaging study demonstrated that 1mM butyrate in the culture medium improved the mitochondrial network with reduced fragmentation in NSC34-G93A cells. Seahorse analysis revealed that NSC34-G93A cells treated with butyrate showed an increase of ~5-fold in mitochondrial Spare Respiratory Capacity with elevated Maximal Respiration. The time-dependent changes in the mRNA level of PGC1α, a master regulator of mitochondrial biogenesis, revealed a burst induction with an early increase (~5-fold) at 4 h, a peak at 24 h (~19-fold), and maintenance at 48 h (8-fold) post-treatment. In line with the transcriptional induction of PGC1α, both the mRNA and protein levels of the key molecules (MTCO1, MTCO2, and COX4) related to the mitochondrial electron transport chain were increased following the butyrate treatment. Our data indicate that activation of the PGC1α signaling axis could be one of the molecular mechanisms underlying the beneficial effects of butyrate treatment in improving mitochondrial bioenergetics in NSC34-G93A cells.
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影响因子：
2.4
作者：
Higgins CM;Jung C;Xu Z
通讯作者：
Xu Z
DOI：
10.1523/jneurosci.1965-11.2011
发表时间：
2011-11-02
期刊：
The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience
影响因子：
--
作者：
Igoudjil A;Magrané J;Fischer LR;Kim HJ;Hervias I;Dumont M;Cortez C;Glass JD;Starkov AA;Manfredi G
通讯作者：
Manfredi G
影响因子：
29
作者：
Donohoe DR;Garge N;Zhang X;Sun W;O'Connell TM;Bunger MK;Bultman SJ
通讯作者：
Bultman SJ
影响因子：
7.1
作者：
Fernandez-Marcos, Pablo J.;Auwerx, Johan
通讯作者：
Auwerx, Johan
影响因子：
7.2
作者：
Dominy, John E.;Puigserver, Pere
通讯作者：
Puigserver, Pere