Male rats were given a single injection of iron, and temporal changes in iron content and iron-induced effects were examined in heart cellular fractions. Over a period of 72 h, the contents of total and labile iron, reactive oxygen species, and NO in tissue homogenate, nuclear debris, and postmitochondrial fractions were mostly constant, but in mitochondria they continuously increased. An abrupt decrease in membrane potential and NAD(P)H at 12 h was also found in mitochondria. The respiratory control ratio was reduced slowly with a slight recovery at 72 h, suggesting uncoupling by iron.While the ATP content of tissue homogenate decreased steadily until 72 h, it showed a prominent increase in mitochondria at 12 h. Total iron and calcium concentration also progressively increased in mitochondria over 72 h. Enzyme activity of the oxidative phosphorylation system was significantly altered by iron injection: activities of complexes I, III, and IV were reduced considerably, but complex II activity and the ATPase activity of complex V were enhanced. A reversal of activity in complexes I and II at 12 h suggested reverse electron transfer due to iron overload. These results support the argument that mitochondrial activities including oxidative phosphorylation are modulated by excessive iron.
Recent studies indicate that reactive oxygen species (ROS) are critically involved in persistent pain primarily through spinal mechanisms, and that mitochondria are the main source of ROS in the spinal dorsal horn. To investigate whether mitochondrial ROS can induce changes in membrane excitability on spinal substantia gelatonosa (SG) neurons, we examined the effects of mitochondrial electron transport complex (ETC) substrates and inhibitors on the membrane potential of SG neurons in spinal slices. Application of ETC inhibitors, rotenone or antimycin A, resulted in a slowly developing and slight membrane depolarization in SG neurons. Also, application of both malate, a complex I substrate, and succinate, a complex II substrate, caused reversible membrane depolarization and enhanced firing activity. Changes in membrane potential after malate exposure were more prominent than succinate exposure. When slices were pretreated with ROS scavengers such as phenyl-N-tert-buthylnitrone (PBN), catalase and 4- hydroxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxyl (TEMPOL), malate-induced depolarization was significantly decreased. Intracellular calcium above $100{\mu}M$ increased malateinduced depolarization, witch was suppressed by cyclosporin A, a mitochondrial permeability transition (MPT) inhibitor. These results suggest that enhanced production of spinal mitochondrial ROS can induce nociception through central sensitization.
Park, Sang-Hee;Lee, Ah-Reum;Choi, Keonwoo;Joung, Soyoung;Yoon, Jong-Bok;Kim, Sungjoo
BMB Reports
/
v.52
no.12
/
pp.712-717
/
2019
Translocase of outer mitochondrial membrane 20 (TOMM20) plays an essential role as a receptor for proteins targeted to mitochondria. TOMM20 was shown to be overexpressed in various cancers. However, the oncological function and therapeutic potential for TOMM20 in cancer remains largely unexplored. The purpose of this study was to elucidate the underlying molecular mechanism of TOMM20's contribution to tumorigenesis and to explore the possibility of its therapeutic potential using colorectal cancer as a model. The results show that TOMM20 overexpression resulted in an increase in cell proliferation, migration, and invasion of colorectal cancer (CRC) cells, while siRNA-mediated inhibition of TOMM20 resulted in significant decreases in cell proliferation, migration, and invasion. TOMM20 expression directly impacted the mitochondrial function including ATP production and maintenance of membrane potential, which contributed to tumorigenic cellular activities including regulation of S phase cell cycle and apoptosis. TOMM20 was overexpressed in CRC compared to the normal tissues and increased expression of TOMM20 to be associated with malignant characteristics including a higher number of lymph nodes and perineural invasion in CRC. Notably, knockdown of TOMM20 in the xenograft mouse model resulted in a significant reduction of tumor growth. This is the first report demonstrating a relationship between TOMM20 and tumorigenesis in colorectal cancer and providing promising evidence for the potential for TOMM20 to serve as a new therapeutic target of colorectal cancer.
PURPOSE: This study was to investigate the Glycolysis mediated sarcoplasmic reticulum (SR) $Ca^{2+}$ signal regulates mitochondria $Ca^{2+}$ during skeletal muscle contraction by using glycolysis inhibitor. METHODS: To examine the effect of Glycolysis inhibitor on SR and mitochondria $Ca^{2+}$ content, we used skeletal muscle fiber from gastrocnemius muscle. 2-deoxy glucose and 3-bromo pyruvate used as glycolysis inhibitor, it applied to electrically stimulated muscle contraction experiment. Intracellular $Ca^{2+}$ content, SR, mitochondria $Ca^{2+}$ level and mitochondria membrane potential (MMP) was detected by confocal microscope. Mitochondrial energy metabolism related enzyme, citric acid synthase activity also examined for mitochondrial function during the muscle contraction. RESULTS: Treatment of 2-DG and 3BP decreased the muscle contraction induced SR $Ca^{2+}$ increase however the mitochondria $Ca^{2+}$ level was increased by treatment of inhibitors and showed and overloading as compared with the control group. Glycolysis inhibitor and thapsigargin treatment showed a significant decrease in MPP of skeletal muscle cells compared to the control group. CS activity significantly decreased after pretreatment of glycolysis inhibitor during skeletal muscle contraction. These results suggest that regulation of mitochondrial $Ca^{2+}$ levels by glycolysis is an important factor in mitochondrial energy production during skeletal muscle contraction CONCLUSIONS: These results suggest that mitochondria $Ca^{2+}$ level can be regulated by SR $Ca^{2+}$ level and glycolytic regulation of intraocular $Ca^{2+}$ signal play pivotal role in regulation of mitochondria energy metabolism during the muscle contraction.
Lee , Hyang-Jin;Cleemann , Lars;Morad , Martin;Woo, Sun-Hee
YAKHAK HOEJI
/
v.48
no.6
/
pp.352-357
/
2004
Atrial myocytes have two functionally separate groups of ryanodine receptors (RyRs): those at the periphery colocalized with L-type $Ca^{2+}$channels (DHPRS) and those a t the cell interior not associated with DHPRs. $Ca^{2+}$ current ($I_{ca}$) directly gates peripheral RyRs on action potential and the subsequent peripheral $Ca^{2+}$ release propagates into the center of atrial myocytes. The mechanisms that regulate the $Ca^{2+}$+ propagation wave remain Poorly understood. Using 2-D confocal$Ca^{2+}$ imaging, we examined the role of inositol 1,4,5-trisphosphate receptor (IP $_3R$) and mitochondria on ($I_{ca}$)- gated local $Ca^{2+}$ signaling in rat atrial myocytes. Blockade of IP $_3R$ by xestospongin C (XeC) partially suppressed the magnitudes of I ca-gated central and peripheral $Ca^{2+}$ releases with no effect on $I_{ca}$. Mitochondrial staining revealed that mitochondria were aligned with ${\thickapprox}2-{\mu}m$ separations in the entire cytoplasm of ventricular and atrial myocytes. Membrane depolarization induced rapid mitochondrial $Ca^{2+}$ rise and decay in the cell periphery with slower rise in the center, suggesting that mitochondria may immediately uptake cytosolic $Ca^{2+}$, released from the peripheral SR on depolarization, and re-release the $Ca^{2+}$ into the cytosol to activate neighboring central RyRs. Our data suggest that the activation of IP $_3R$ and mitochondrial $Ca^{2+}$ handing on action potential may serve as a cofactor for the $Ca^{2+}$ propagation from the DHPR-coupled RyRs to the DHPR-uncoupled RyRs with large gaps between them.
Kim, Byung Joo;Jeon, Ju-Hong;Kim, Seon Jeong;So, Insuk;Kim, Ki Whan
Molecules and Cells
/
v.23
no.3
/
pp.363-369
/
2007
Mitochondria play a central role in energy-generating processes and may be involved in the regulation of channels and receptors. Here we investigated TRPM7, an ion channel and functional kinase, and its regulation by mitochondria. Proton ionophores such as CCCP elicited a rapid decrease in outward TRPM7 whole-cell currents but a slight increase in inward currents with pipette solutions containing no MgATP. With pipette solutions containing 3 mM MgATP, however, CCCP increased both outward and inward TRPM7 currents. This effect was reproducible and fully reversible, and repeated application of CCCP yielded similar decreases in current amplitude. Oligomycin, an inhibitor of $F_1/F_O$-ATP synthase, inhibited outward whole-cell currents but did not affect inward currents. The respiratory chain complex I inhibitor, rotenone, and complex III inhibitor, antimycin A, were without effect as were kaempferol, an activator of the mitochondrial $Ca^{2+}$ uniporter, and ruthenium red, an inhibitor of the mitochondrial $Ca^{2+}$ uniporter. These results suggest that the inner membrane potential (as regulated by proton ionophores) and the $F_1/F_O$-ATP synthase of mitochondria are important in regulating TRPM7 channels.
Bae, Yoonhee;Kim, Goo-Young;Jessa, Flores;Ko, Kyung Soo;Han, Jin
The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
/
v.26
no.1
/
pp.15-24
/
2022
The development of selective targeting of drug molecules towards the mitochondria is an important issue related to therapy efficacy. In this study, we report that gallic acid (GA)-mitochondria targeting sequence (MTS)-H3R9 exhibits a dual role as a mitochondria-targeting vehicle with antioxidant activity for disease therapy. In viability assays, GA-MTS-H3R9 showed a better rescue action compared to that of MTS-H3R9. GA-MTS-H3R9 dramatically exhibited cell penetration and intercellular uptake compared to MTS and fit escape from lysosome release to the cytosol. We demonstrated the useful targeting of GA-MTS-H3R9 towards mitochondria in AC16 cells. Also, we observed that the antioxidant properties of mitochondrial-accrued GA-MTS-H3R9 alleviated cell damage by reactive oxygen species production and disrupted mitochondrial membrane potential. GA-MTS-H3R9 showed a very increased cytoprotective effect against anticancer activity compared to that of MTS-H3R9. We showed that GA-MTS-H3R9 can act as a vehicle for mitochondria-targeting and as a reagent for therapeutic applications intended for cardiovascular disease treatment.
Mitochondria play pivotal roles in the ATP production, apoptosis and generation of reactive oxygen species. Although dynamic regulation of mitochondria morphology is a critical step to maintain cellular homeostasis, the regulatory mechanisms are not yet fully elucidated. In this study, we identified miR-200a-3p as a novel regulator of mitochondrial dynamics by targeting mitochondrial fission factor (MFF). We demonstrated that the ectopic expression of miR-200a-3p enhanced mitochondrial elongation, mitochondrial ATP synthesis, mitochondrial membrane potential and oxygen consumption rate. These results indicate that miR-200a-3p positively regulates mitochondrial elongation by downregulating MFF expression.
Purpose : Polygonum cuspidatum extract is an oriental herb which has been used for uterine diseases. In this study, the effects of Polygonum cuspidatum extract were investigated on inducing growth inhibition and apoptosis of human uterine cervical carcinoma cells. Methods : Viability of Polygonum cuspidatum extract-induced ME-180 cells was measured by MTT assay. Apoptotic cells were visualized by EtBr/AcOr staining under fluorescent microscope. Nucleosomal DNA fragmentation was assayed by agarose gel electrophoresis. Cell cycle distribution and changes in mitochondrial membrane potential were observed by flow cytometry. Results : Polygonum cuspidatum extract induced ME-180 cell death in a dose- and time-dependent manner. In the cells treated with Pc, the population of cells at sub-G1 phase significantly increased, and the condensed nuclei, apoptotic bodies and nucleosome-sized DNA were detected. Moreover, reduction in mitochondrial membrane potential was detected. Conclusion : Polygonum cuspidatum extract inhibits the growth and proliferation of ME-180 cells by apoptotic induction and facilitates its activity initiated by depolarization of mitochondria.
Mitochondrial morphology is known to be continuously changing via fusion and fission, but it is unclear what the biological importance of this energy-consuming process is and how it develops. Several data have suggested that mitochondrial fission executed by Drp1 is necessary to select out a damaged spot from the interconnected mitochondrial network, but the precise mechanism for the recognition and isolation of a damaged sub-mitochondrial region during mitochondrial fission is yet unclear. Recently, Cho et al. found that the mitochondrial membrane potential (MMP) is transiently reduced by the physical interaction of Drp1 and mitochondrial Zinc transporter, Zip1, at the fission site prior to the typical mitochondrial division, and we found that this event is essential for a mitochondrial quality surveillance. In this review, Cho et al. discuss the role of a mitochondrial fission in the mitochondrial quality surveillance system.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.