C-reactive protein (CRP) is an inflammatory marker and risk factor for atherosclerosis and cardiovascular diseases. However, the mechanism through which CRP induces myocardial damage remains unclear. This study aimed to determine how CRP damages cardiomyocytes via the change of mitochondrial dynamics and whether survivin, an anti-apoptotic protein, exerts a cardioprotective effect in this process. We treated H9c2 cardiomyocytes with CRP and found increased intracellular ROS production and shortened mitochondrial length. CRP treatment phosphorylated ERK1/2 and promoted increased expression, phosphorylation, and translocation of DRP1, a mitochondrial fission-related protein, from the cytoplasm to the mitochondria. The expression of mitophagy proteins PINK1 and PARK2 was also increased by CRP. YAP, a transcriptional regulator of PINK1 and PARK2, was also increased by CRP. Knockdown of YAP prevented CRP-induced increases in DRP1, PINK1, and PARK2. Furthermore, CRP-induced changes in the expression of DRP1 and increases in YAP, PINK1, and PARK2 were inhibited by ERK1/2 inhibition, suggesting that ERK1/2 signaling is involved in CRP-induced mitochondrial fission. We treated H9c2 cardiomyocytes with a recombinant TAT-survivin protein before CRP treatment, which reduced CRP-induced ROS accumulation and reduced mitochondrial fission. CRP-induced activation of ERK1/2 and increases in the expression and activity of YAP and its downstream mitochondrial proteins were inhibited by TAT-survivin. This study shows that mitochondrial fission occurs during CRP-induced cardiomyocyte damage and that the ERK1/2-YAP axis is involved in this process, and identifies that survivin alters these mechanisms to prevent CRP-induced mitochondrial damage.
Park, So-Jung;Shin, Ji-Hyun;Kang, Hee;Hwang, Jung-Jin;Cho, Dong-Hyung
BMB Reports
/
v.44
no.8
/
pp.517-522
/
2011
Mitochondrial dynamics not only involves mitochondrial morphology but also mitochondrial biogenesis, mitochondrial distribution, and cell death. To identify specific regulators to mitochondria dynamics, we screened a chemical library and identified niclosamide as a potent inducer of mitochondria fission. Niclosamide promoted mitochondrial fragmentation but this was blocked by down-regulation of Drp1. Niclosamide treatment resulted in the disruption of mitochondria membrane potential and reduction of ATP levels. Moreover, niclosamide led to apoptotic cell death by caspase-3 activation. Interestingly, niclosamide also increased autophagic activity. Inhibition of autophagy suppressed niclosamide-induced cell death. Therefore, our findings suggest that niclosamide induces mitochondria fragmentation and may contribute to apoptotic and autophagic cell death.
Neurons utilize a large quantity of energy for their survival and function, and thereby require active mitochondrial function. Mitochondrial morphology shows dynamic changes, depending on the cellular condition, and mitochondrial dynamics are required for neuronal development and function. In this study, we found that the length of mitochondria in the distal axon is significantly shorter than that of mitochondria in dendrites or proximal axons of cerebral cortical neurons, and the reason for this difference is the local fission within the axon. We also found that suppression of Drp1, a key regulator of mitochondrial fission, resulted in significant elongation of mitochondria in axons. Collectively, these results suggest that local mitochondrial fission within the axon contributes to region-dependent mitochondrial length differences in the axons of cortical neurons.
Choi, He Yun;Park, Ji Hye;Jang, Woong Bi;Ji, Seung Taek;Jung, Seok Yun;Kim, Da Yeon;Kang, Songhwa;Kim, Yeon Ju;Yun, Jisoo;Kim, Jae Ho;Baek, Sang Hong;Kwon, Sang-Mo
Biomolecules & Therapeutics
/
v.24
no.4
/
pp.363-370
/
2016
Cardiovascular disease is the most common cause of death in diabetic patients. Hyperglycemia is the primary characteristic of diabetes and is associated with many complications. The role of hyperglycemia in the dysfunction of human cardiac progenitor cells that can regenerate damaged cardiac tissue has been investigated, but the exact mechanism underlying this association is not clear. Thus, we examined whether hyperglycemia could regulate mitochondrial dynamics and lead to cardiac progenitor cell dysfunction, and whether blocking glucose uptake could rescue this dysfunction. High glucose in cardiac progenitor cells results in reduced cell viability and decreased expression of cell cycle-related molecules, including CDK2 and cyclin E. A tube formation assay revealed that hyperglycemia led to a significant decrease in the tube-forming ability of cardiac progenitor cells. Fluorescent labeling of cardiac progenitor cell mitochondria revealed that hyperglycemia alters mitochondrial dynamics and increases expression of fission-related proteins, including Fis1 and Drp1. Moreover, we showed that specific blockage of GLUT1 improved cell viability, tube formation, and regulation of mitochondrial dynamics in cardiac progenitor cells. To our knowledge, this study is the first to demonstrate that high glucose leads to cardiac progenitor cell dysfunction through an increase in mitochondrial fission, and that a GLUT1 blocker can rescue cardiac progenitor cell dysfunction and downregulation of mitochondrial fission. Combined therapy with cardiac progenitor cells and a GLUT1 blocker may provide a novel strategy for cardiac progenitor cell therapy in cardiovascular disease patients with diabetes.
Maintenance of fasting blood glucose levels is important for glucose homeostasis. Disruption of feedback mechanisms are a major reason for elevations of glucose level in blood, which is a risk factor for type 2 diabetes mellitus that is mainly caused by malfunction of pancreatic beta-cell and insulin. The fasting blood glucose level has been known to be influenced by genetic and environmental factors. Mitochondria have many functions for cell survival and death: glucose metabolism, fatty acid oxidation, ATP generation, reactive oxygen species (ROS) metabolism, calcium handling, and apoptosis regulation. In addition to these functions, mitochondria change their morphology dynamically in response to multiple signals resulting in fusion and fission. In this study, we aimed to examine association between fasting blood glucose levels and variants of the genes that are reported to have functions in mitochondrial dynamics, fusion and fission, using a cohort study. A total 416 SNPs from 36 mitochondrial dynamics genes were selected to analyze the quantitative association with fasting glucose level. Among the 416 SNPs, 4 SNPs of PRKACB, 13 SNPs of PPP3CA, 6 SNPs of PARK2, and 3 SNPs of GDAP1 were significantly associated. In this study, we were able to confirm an association of mitochondrial dynamics genes with glucose levels. To our knowledge our study is the first to identify specific SNPs related to fasting blood glucose level.
Kim, Da Yeon;Jung, Seok Yun;Kim, Yeon Ju;Kang, Songhwa;Park, Ji Hye;Ji, Seung Taek;Jang, Woong Bi;Lamichane, Shreekrishna;Lamichane, Babita Dahal;Chae, Young Chan;Lee, Dongjun;Chung, Joo Seop;Kwon, Sang-Mo
The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
/
v.22
no.2
/
pp.203-213
/
2018
Tumor undergo uncontrolled, excessive proliferation leads to hypoxic microenvironment. To fulfill their demand for nutrient, and oxygen, tumor angiogenesis is required. Endothelial progenitor cells (EPCs) have been known to the main source of angiogenesis because of their potential to differentiation into endothelial cells. Therefore, understanding the mechanism of EPC-mediated angiogenesis in hypoxia is critical for development of cancer therapy. Recently, mitochondrial dynamics has emerged as a critical mechanism for cellular function and differentiation under hypoxic conditions. However, the role of mitochondrial dynamics in hypoxia-induced angiogenesis remains to be elucidated. In this study, we demonstrated that hypoxia-induced mitochondrial fission accelerates EPCs bioactivities. We first investigated the effect of hypoxia on EPC-mediated angiogenesis. Cell migration, invasion, and tube formation was significantly increased under hypoxic conditions; expression of EPC surface markers was unchanged. And mitochondrial fission was induced by hypoxia time-dependent manner. We found that hypoxia-induced mitochondrial fission was triggered by dynamin-related protein Drp1, specifically, phosphorylated DRP1 at Ser637, a suppression marker for mitochondrial fission, was impaired in hypoxia time-dependent manner. To confirm the role of DRP1 in EPC-mediated angiogenesis, we analyzed cell bioactivities using Mdivi-1, a selective DRP1 inhibitor, and DRP1 siRNA. DRP1 silencing or Mdivi-1 treatment dramatically reduced cell migration, invasion, and tube formation in EPCs, but the expression of EPC surface markers was unchanged. In conclusion, we uncovered a novel role of mitochondrial fission in hypoxia-induced angiogenesis. Therefore, we suggest that specific modulation of DRP1-mediated mitochondrial dynamics may be a potential therapeutic strategy in EPC-mediated tumor angiogenesis.
Mitochondrial integrity is critical for maintaining proper cellular functions. A key aspect of regulating mitochondrial homeostasis is removing damaged mitochondria through autophagy, a process called mitophagy. Autophagy dysfunction in various disease states can inactivate mitophagy and cause cell death, and defects in mitophagy are becoming increasingly recognized in a wide range of diseases from liver injuries to neurodegenerative diseases. Here we highlight our current knowledge on the mechanisms of mitophagy, and discuss how alterations in mitophagy contribute to disease pathogenesis. We also discuss mitochondrial dynamics and potential interactions between mitochondrial fusion, fission and mitophagy.
Jak-STAT pathway is required for embryogenesis, female gametogenesis, cytokine-mediated neuroprotection, diabetes, obesity, cancer, stem cell, and various tissues. The noncanonical role of Jak-STAT in mitochondria function was supported by the detection of STAT protein in mitochondria, however, several studies show that STAT protein is detected in the endoplasmic reticulum (ER), and not in mitochondria. STAT protein may alter mitochondria function without entering mitochondria, this involves regulation of fission and fusion proteins to change mitochondria morphology. However, how changes in mitochondria morphology lead to changes in mitochondria metabolism needs further investigation.
Park, Kyu-Sang;Wiederkehr, Andreas;Wollheim, Claes B.
The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
/
v.16
no.1
/
pp.71-77
/
2012
Mitochondrial dynamics and distribution is critical for their role in bioenergetics and cell survival. We investigated the consequence of altered fission/fusion on mitochondrial function and motility in INS-1E rat clonal ${\beta}$-cells. Adenoviruses were used to induce doxycycline-dependent expression of wild type (WT-Mfn1) or a dominant negative mitofusin 1 mutant (DN-Mfn1). Mitochondrial morphology and motility were analyzed by monitoring mitochondrially-targeted red fluorescent protein. Adenovirus-driven overexpression of WT-Mfn1 elicited severe aggregation of mitochondria, preventing them from reaching peripheral near plasma membrane areas of the cell. Overexpression of DN-Mfn1 resulted in fragmented mitochondria with widespread cytosolic distribution. WT-Mfn1 overexpression impaired mitochondrial function as glucose- and oligomycin-induced mitochondrial hyperpolarization were markedly reduced. Viability of the INS-1E cells, however, was not affected. Mitochondrial motility was significantly reduced in WT-Mfn1 overexpressing cells. Conversely, fragmented mitochondria in DN-Mfn1 overexpressing cells showed more vigorous movement than mitochondria in control cells. Movement of these mitochondria was also less microtubule-dependent. These results suggest that Mfn1-induced hyperfusion leads to mitochondrial dysfunction and hypomotility, which may explain impaired metabolism-secretion coupling in insulin-releasing cells overexpressing Mfn1.
Mitochondria have evolutionarily, functionally and structurally distinct outer- (OMM) and inner-membranes (IMM). Thus, mitochondrial morphology is controlled by independent but coordinated activity of fission and fusion of the OMM and IMM. Constriction and division of the OMM are mediated by endocytosis-like machineries, which include dynamin-related protein 1 with additional cytosolic vesicle scissoring machineries such as actin filament and Dynamin 2. However, structural alteration of the IMM during mitochondrial division has been poorly understood. Recently, we found that the IMM and the inner compartments undergo transient and reversible constriction prior to the OMM division, which we termed CoMIC, ${\underline{C}}onstriction$${\underline{o}}f$${\underline{M}}itochondrial$${\underline{I}}nner$${\underline{C}}ompartment$. In this short review, we further discuss the evolutionary perspective and the regulatory mechanism of CoMIC during mitochondrial division.
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.