クレアチンの補給は、ミトコンドリアDNAの突然変異誘発と機能的結果を正常化する

ミトコンドリア（MT）DNAの変異は、神経変性、正常な老化、皮膚の早期老化（光剤）、および腫瘍に役割を果たします。私たちと他の人々は、mtDNA変異がin vitroで皮膚細胞に誘導され、繰り返しの亜致死性紫外線（UV）-A照射によってin vivoでin vivoで誘導されることを実証することができました。これらの変異は、紫外線酸素によって媒介され、UV曝露の長期バイオマーカーとしてヒト皮膚に持続します。mtDNAは呼吸鎖のみをエンコードしますが、mtDNA変異誘発におけるエネルギー代謝の関与とエネルギー前駆体クレアチンの保護的役割はこれまで示していません。リアルタイムPCRによって、いわゆる共通の欠失であるmtDNAのマーカー変異の量を評価しました。一般的な欠失の誘導は、酸素消費、ミトコンドリア膜電位、およびATP含有量の測定可能な減少、およびマトリックスメタロプロテイナーゼ-1の増加と並行しています。ミトコンドリア変異誘発と機能的結果は、細胞内クレアチンレベルを増加させることで正常化することができます。これらのデータは、エネルギー前駆体クレアチンの増加が、ミトコンドリアDNAの機能的に関連する老化関連の変異から保護することを示しています。

Mutations of mitochondrial (mt) DNA play a role in neurodegeneration, normal aging, premature aging of the skin (photoaging), and tumors. We and others could demonstrate that mtDNA mutations can be induced in skin cells in vitro and in normal human skin in vivo by repetitive, sublethal ultraviolet (UV)-A-irradiation. These mutations are mediated by singlet oxygen and persist in human skin as long-term biomarkers of UV exposure. Although mtDNA exclusively encodes for the respiratory chain, involvement of the energy metabolism in mtDNA mutagenesis and a protective role of the energy precursor creatine have thus far not been shown. We assessed the amount of a marker mutation of mtDNA, the so-called common deletion, by real-time PCR. Induction of the common deletion was paralleled by a measurable decrease of oxygen consumption, mitochondrial membrane potential, and ATP content, as well as an increase of matrix metalloproteinase-1. Mitochondrial mutagenesis as well as functional consequences could be normalized by increasing intracellular creatine levels. These data indicate that increase of the energy precursor creatine protects from functionally relevant, aging-associated mutations of mitochondrial DNA.