Junior Researcher, Laboratory of Angiopathology
младший научный сотрудник лаборатории ангиопатологии
PhD (Biology), Leading Researcher, Laboratory of Angiopathology; Senior Engineer, Laboratory of Cancer Cell Biology
кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории ангиопатологии; старший инженер ФГБУН лаборатория клеточных основ развития злокачественных заболеваний
Senior Laboratory Assistant, Laboratory of Angiopathology
старший лаборант лаборатории ангиопатологии
PhD (Biology), Junior Researcher, Laboratory of Angiopathology
кандидат биологических наук, младший научный сотрудник лаборатории ангиопатологии
Senior Laboratory Assistant, Laboratory of Angiopathology
старший лаборант лаборатории ангиопатологии
PhD (Biology), Researcher of Institute of Experimental Oncology and Carcinogenesis
кандидат биологических наук, научный сотрудник лаборатории биологии стромальных клеток опухолей
PhD, MD (Biology), Professor, Head, Director of the Institute
доктор биологических наук, профессор, директор института
PhD, MD (Biology), Professor, Leading Researcher, Laboratory of Cancer Cell Biology
доктор биологических наук, профессор, ведущий научный сотрудник лаборатории клеточных основ развития злокачественных заболеваний
Mitochondria are involved in energy metabolism, regulation of immune responses, and apoptosis. To maintain their functional integrity, cells utilize mitophagy, a selective form of autophagy responsible for the removal of damaged mitochondria. The canonical mitophagy pathway is triggered by a loss of mitochondrial membrane potential, accompanied by stabilization of PINK1 and activation of Parkin. Disruptions in this cascade may reduce the efficiency of mitophagy. Therefore, alternative PINK1/Parkin-independent mechanisms are of particular interest.
Arachidonic acid is a polyunsaturated fatty acid involved in the regulation of inflammatory processes and the synthesis of inflammatory mediators. Currently, arachidonic acid is considered a potential modulator of autophagy-related processes. It has previously been shown to enhance autophagy in several cell types, including Sertoli cells, adipocytes, and monocytes. However, the molecular mechanisms underlying these effects remain insufficiently understood and require further clarification.
In the present study, we evaluated the role of arachidonic acid as a potential modulator of mitophagy in cells with impaired mitophagic function. Two cybrid cell cultures based on the THP-1 cell line were used: HSM2 (mitophagy was activated in response to FCCP treatment) and HSM1 (not activated). Cells were treated with FCCP (2 μM) or arachidonic acid (20 μM) for 2 hours. Mitophagy was assessed by quantifying the colocalization of mitochondria (MitoTracker Green) and lysosomes (LysoTracker Deep Red), calculated using Mander’s coefficient. Analysis was performed on images obtained by live-cell confocal microscopy of cells stained with mitochondrial and lysosomal fluorescent probes.
It was shown that FCCP activated mitophagy in HSM2 but not in HSM1. In contrast, arachidonic acid enhanced mitophagy in both HSM2 and HSM1. Additional gene expression analysis revealed that in HSM2, arachidonic acid and FCCP induced increased expression of
Thus, the obtained results demonstrated that arachidonic acid enhanced mitophagy even under conditions of impaired canonical PINK1/Parkin-dependent responses, likely through activation of alternative autophagy pathways.
Митохондрии участвуют в энергетическом обмене, регуляции иммунных ответов и апоптозе. Для поддержания их функционального состояния клетки используют митофагию – селективную форму аутофагии, обеспечивающую удаление повреждённых митохондрий. Канонический путь митофагии запускается при потере митохондриального мембранного потенциала, сопровождающейся стабилизацией PINK1 и активацией Parkin. Нарушения в этом каскаде могут снижать эффективность митофагии. В связи с этим особый интерес представляют альтернативные PINK1/Parkin-независимые механизмы.
Арахидоновая кислота является полиненасыщенной жирной кислотой, участвующей в регуляции воспалительных процессов и в синтезе медиаторов воспаления. В настоящее время арахидоновая кислота рассматривается как потенциальный модулятор процессов аутофагии. Ранее было показано, что она способна усиливать аутофагию в ряде клеточных типов, включая клетки Сертоли, адипоциты и моноциты. Однако молекулярные механизмы, лежащие в основе этих эффектов, остаются недостаточно изученными и требуют дальнейшего уточнения.
В настоящем исследовании мы оценивали роль арахидоновой кислоты как потенциального модулятора митофагии в клетках с нарушениями в митофагии. Были использованы две цибридные клеточные культуры на основе THP-1: HSM2 (митофагия активировалась в ответ на добавление FCCP) и HSM1 (митофагия не активировалась). Клетки обрабатывали FCCP (2 μМ) или арахидоновой кислотой (20 μМ) в течение 2 ч. Митофагию оценивали по степени колокализации митохондрий (MitoTracker Green) и лизосом (LysoTracker Deep Red), которая рассчитывалась с использованием коэффициента Мандерса. Анализ проводили на изображениях, полученных методом прижизненной конфокальной микроскопии клеток, предварительно окрашенных митохондриальными и лизосомальными флуоресцентными зондами.
Было показано, что FCCP активировал митофагию в HSM2, но не в HSM1. Арахидоновая кислота усиливала митофагию как в HSM2, так и в HSM1. Дополнительно анализ экспрессии генов выявил, что в HSM2 арахидоновая кислота и FCCP индуцировали повышение экспрессии
Таким образом, полученные результаты демонстрировали, что арахидоновая кислота усиливала митофагию даже при нарушении классического PINK1/Parkin-зависимого ответа, вероятно, за счёт активации альтернативных путей аутофагии.