Митохондриальная дисфункция, вызванная CCCP: характеристика интегрированного стрессового ответа и его влияния на клеточную сигнализацию и гомеостаз

Митохондриальная дисфункция, вызванная CCCP (карбонилцианид-м-хлорфенилгидразоном), ингибитором окислительного фосфорилирования в митохондриях, запускает интегрированный стрессовый ответ (ISR). В этой работе его оценивали по фосфорилированию eIF2α и экспрессии белков ATF4 и CHOP. Полученные данные указывают на то, что вызванный CCCP ответ опосредован активацией киназы HRI, но не GCN2, PERK или PKR. CCCP также активирует AMPK — клеточный сенсор энергетического статуса — и AKT, регулятор, связанный с выживанием клеток, и подавляет фосфорилирование субстратов mTORC1 eIF4E-BP1 и S6K. Кроме того, CCCP снижает трансляцию и усиливает аутофагию, что приводит к гибели клеток HepG2 без участия каспаз. Все эти эффекты устраняются NAC, антиоксидантом, что указывает на развитие окислительного стресса при вызванной CCCP митохондриальной дисфункции. ISRIB, ингибитор ISR, как и NAC, ослабляет вызванную CCCP экспрессию ATF4 и CHOP, активацию AKT и аутофагию. Однако ISRIB не устраняет активацию AMPK под действием CCCP, что указывает на зависимость вызванной CCCP аутофагии от ISR, но не от активации AMPK. В клетках, обработанных CCCP, ISRIB частично восстанавливает фосфорилирование eIF4E-BP1, хотя и медленно усиливает фосфорилирование eIF2α, а также соответственно ослабляет подавление трансляции. Эти данные согласуются с предположением, что вызванный CCCP окислительный стресс приводит к фосфорилированию eIF2α и экспрессии ATF4, который, как известно, стимулирует экспрессию генов, участвующих в аутофагии. Эти процессы вместе с активацией AKT могут способствовать выживанию клеток и регулируют фосфорилирование eIF4E-BP1, опосредованное mTOR.