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학술저널
저자정보
박남미 (인제대학교) MARQUEZ JUBERT (인제대학교) Garcia Maria Victoria Faith (Inje University) Shimizu Ippei (Department of Cardiovascular Biology and Medicine Niigata University Graduate School of Medical and) 이성률 (인제대학교) 김형규 (인제대학교) 한진 (인제대학교)
저널정보
한국지질동맥경화학회(구 한국지질학회) 지질·동맥경화학회지 지질·동맥경화학회지 제10권 제2호
발행연도
2021.1
수록면
223 - 239 (17page)

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Objective Ischemic cardiomyopathy (ICM) is the leading cause of heart failure. Proteomic and genomic studies have demonstrated ischemic preconditioning (IPC) can assert cardioprotection against ICM through mitochondrial function regulation. Considering IPC is conducted in a relatively brief period, regulation of protein expression also occurs very rapidly, highlighting the importance of protein function modulation by post-translational modifications. This study aimed to identify and analyze novel phosphorylated mitochondrial proteins that can be harnessed for therapeutic strategies for preventing ischemia/reperfusion (I/R) injury. Methods Sprague-Dawley rat hearts were used in an ex vivo Langendorff system to simulate normal perfusion, I/R, and IPC condition, after which the samples were prepared for phosphoproteomic analysis. Employing human cardiomyocyte AC16 cells, we investigated the cardioprotective role of CKMT2 through overexpression and how site-directed mutagenesis of putative CKMT2 phosphorylation sites (Y159A, Y255A, and Y368A) can affect cardioprotection by measuring CKMT2 protein activity, mitochondrial function and protein expression changes. Results The phosphoproteomic analysis revealed dephosphorylation of mitochondrial creatine kinase (CKMT2) during ischemia and I/R, while preserving its phosphorylated state during IPC. CKMT2 overexpression conferred cardioprotection against hypoxia/reoxygenation (H/R) by increasing cell viability and mitochondrial adenosine triphosphate level, preserving mitochondrial membrane potential, and reduced reactive oxygen species (ROS) generation, while phosphomutations, especially in Y368, nullified cardioprotection by significantly reducing cell viability and increasing ROS production during H/R. CKMT2 overexpression increased mitochondrial function by mediating the proliferator-activated receptor γ coactivator-1α/estrogen-related receptor-α pathway, and these effects were mostly inhibited by Y368A mutation. Conclusion These results suggest that regulation of quantitative expression and phosphorylation site Y368 of CKMT2 offers a unique mechanism in future ICM therapeutics.
#Creatine kinase #mitochondrial form #Hypoxia #Reoxygenation #Mitochondria #Phosphorylation

목차

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Heusch G / 2019 / Myocardial ischemia : lack of coronary blood flow, myocardial oxygen supply-demand imbalance, or what? / Am J Physiol Heart Circ Physiol 316:H1439~H1446 google schola Nowbar AN / 2019 / Mortality from ischemic heart disease / Circ Cardiovasc Qual Outcomes 12:e005375 google schola Davidson SM / 2019 / Multitarget strategies to reduce myocardial ischemia/reperfusion injury : JACC review topic of the week / J Am Coll Cardiol 73:89~99 google schola Brown DA / 2017 / Expert consensus document : Mitochondrial function as a therapeutic target in heart failure / Nat Rev Cardiol 14:238~250 google schola Nabeebaccus A / 2016 / Heart failure-potential new targets for therapy / Br Med Bull 119:99~110 google schola

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