Kích hoạt kênh kali nhạy cảm với ATP trong ty thể bảo vệ tế bào hạt tiểu não khỏi apoptosis do stress oxy hóa gây ra

Stroke - Tập 34 Số 7 - Trang 1796-1802 - 2003
Yasushi Teshima1, Masaharu Akao1, Ronald A. Li1, Tae Hana Chong1, William A. Baumgartner1, Michael V. Johnston1, Eduardo Marbán1
1From the Institute of Molecular Cardiobiology (Y.T., M.A., R.A.L., E.M.), Kennedy Krieger Institute (T.H.C., M.V.J.), and Department of Surgery (W.A.B.), The Johns Hopkins University, Baltimore, Md.

Tóm tắt

Nguyên Bối và Mục Đích— Các kênh kali nhạy cảm với ATP trong ty thể (mitoK ATP ) có mặt trong não, và một số báo cáo cho thấy rằng các tác nhân mở kênh mitoK ATP giúp bảo vệ não chống lại tổn thương thiếu máu cục bộ. Tuy nhiên, các cơ chế chính xác của sự bảo vệ này chưa được thiết lập rõ ràng. Chúng tôi giả thuyết rằng các tác nhân mở kênh mitoK ATP ngăn chặn apoptosis bằng cách bảo tồn điện thế màng ty thể.

Phương Pháp— Chúng tôi đã điều tra tác động của các tác nhân mở kênh mitoK ATP đối với apoptosis do stress oxy hóa gây ra bằng cách sử dụng các tế bào thần kinh hạt tiểu não nuôi cấy.

Kết Quả— Tác nhân mở kênh mitoK ATP diazoxide (100 μmol/L) đã ức chế đáng kể số lượng tế bào có nhân dương tính với dấu hiệu TUNEL (dấu hiệu đầu cuối của deoxynucleotidyl transferase) và sự gia tăng hoạt động của caspase-3 do H 2 O 2 (20 μmol/L) gây ra. Diazoxide và một tác nhân mở khác, pinacidil, đã ngăn chặn sự mất điện thế màng trong ty thể (ΔΨ m ) do H 2 O 2 gây ra. Những tác động này đã bị loại trừ bởi 5-hydroxydecanoate (500 μmol/L), một chất chặn kênh mitoK ATP . Cyclosporin A và bongkrekic acid, những chất ức chế lỗ chuyển thấm của ty thể, cũng ngăn chặn sự mất ΔΨ m , xác nhận sự tham gia của chuyển thấm ty thể trong chuỗi apotosis ở tế bào thần kinh. Hơn nữa, diazoxide đã ngăn chặn sự gia tăng nồng độ glutamate ngoại bào do H 2 O 2 gây ra, nhưng tác động này không phải do việc kích hoạt các kênh K ATP bề mặt.

Kết Luận— Các tác nhân mở kênh mitoK ATP đã ức chế apoptosis bằng cách bảo tồn điện thế màng trong ty thể. Những tác động tích cực này có thể gợi ý một mục tiêu mới khả thi cho neuroprotection.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

10.1161/res.81.6.1072

10.1161/circ.97.24.2463

10.1161/res.88.12.1267

Li Y, Sharov VG, Jiang N, Zaloga C, Sabbah HN, Chopp M. Ultrastructural and light microscopic evidence of apoptosis after middle cerebral artery occlusion in the rat. Am J Pathol. 1995; 146: 1045–1051.

10.1074/jbc.M103320200

10.1161/str.30.12.2713

10.1016/S0003-4975(01)03192-7

10.1097/00004647-200204000-00007

10.1097/00001756-199407000-00019

10.1073/pnas.90.23.10989

10.1074/jbc.272.50.31598

10.1016/0024-3205(88)90267-6

10.1523/JNEUROSCI.18-10-03659.1998

10.1146/annurev.physiol.60.1.619

10.1042/bj3410233

10.1152/physrev.2000.80.1.315

10.1161/circ.102.7.800

10.1126/science.281.5381.1309

10.1016/S0197-0186(01)00122-X

10.1097/00004647-199907000-00002

10.1016/0006-8993(92)91465-Q

10.1016/S0006-8993(00)03187-5

10.1161/res.89.10.891

10.1016/0003-9861(79)90373-4

10.1016/0006-8993(95)01367-9

10.1152/ajpheart.00552.2001

10.1161/res.88.8.802

10.1161/str.26.11.2187

10.1016/S0003-4975(99)00033-8

10.1038/35002090

10.1523/JNEUROSCI.13-10-04429.1993

10.1067/mtc.2001.111421

DeCory HH, Piech-Dumas KM, Sheu SS, Federoff HJ, Anders MW. Efflux of glutathione conjugate of monochlorobimane from striatal and cortical neurons. Drug Metab Dispos. 2001; 29: 1256–1262.

10.1007/BF00582512

Grover GJ, D’Alonzo AJ, Garlid KD, Bajgar R, Lodge NJ, Sleph PG, Darbenzio RB, Hess TA, Smith MA, Paucek P, Atwal KS. Pharmacologic characterization of BMS-191095, a mitochondrial KATP opener with no peripheral vasodilator or cardiac action potential shortening activity. J Pharmacol Exp Ther. 2001; 297: 1184–1192.