心筋細胞におけるミトコンドリア透過性遷移孔の開口：フェルチニンはその評価に適したツールですか？

ミトコンドリア透過性遷移孔（MPTP）の開口部は、心筋虚血再灌流中に細胞損傷を引き起こす重要なイベントですが、MPTPを標的とする薬物の効果を研究するための信頼できる細胞モデルを持つことは満たされていません。この研究では、Ca2+電気イオノフォアフェルチニンが心筋細胞にMPTPを誘導するための関連するツールであるかどうかを評価しました。MPTP開口部は、野生型およびシクロフィリンD（CYPD）ノックアウトマウスから分離された成体心筋細胞のカルセイン/コバルト蛍光技術を使用して監視されました。同時に、フェルチニンの効果は、孤立した心筋ミトコンドリアで評価されました。我々の結果は、分離されたミトコンドリアおよび心筋細胞におけるフェルチニンのCa2+イオノフォリック効果を確認しました。フェルチニンは、細胞内のMPTP開口部のすべての特徴を誘導しました（カルセインの喪失、ミトコンドリアの潜在性および細胞死の喪失）が、CYPDの欠失またはシクロスポリンAによって阻害されることはできません。。これは、ミトコンドリア膜電位に依存し、独立しているさまざまなメカニズムによってフェルチニンが作用する孤立したミトコンドリアで確認されました。低フェルチニン/ミトコンドリア濃度比では、フェルチニンはプロトノファーシック様特性を示し、ミトコンドリア膜電位を低下させ、ミトコンドリアの腫脹なしに酸化的リン酸化を制限します。高フェルチニン/ミトコンドリア比では、フェルチニンは突然のCa2+独立したミトコンドリア腫脹を誘発しました。これはシクロスポリンAによって部分的にしか阻害されません。腫れ誘導やミトコンドリアの拡張特性など、その利用を妨げる他のミトコンドリア特性。

Mitochondrial permeability transition pore (mPTP) opening is a critical event leading to cell injury during myocardial ischemia-reperfusion but having a reliable cellular model to study the effect of drugs targeting mPTP is an unmet need. This study evaluated whether the Ca2+ electrogenic ionophore ferutinin is a relevant tool to induce mPTP in cardiomyocytes. mPTP opening was monitored using the calcein/cobalt fluorescence technique in adult cardiomyocytes isolated from wild-type and cyclophylin D (CypD) knock-out mice. Concomitantly, the effect of ferutinin was assessed in isolated myocardial mitochondria. Our results confirmed the Ca2+ ionophoric effect of ferutinin in isolated mitochondria and cardiomyocytes. Ferutinin induced all the hallmarks of mPTP opening in cells (loss of calcein, of mitochondrial potential and cell death) but none of them could be inhibited by CypD deletion or cyclosporine A, indicating that mPTP opening was not the major contributor to the effect of ferutinin. This was confirmed in isolated mitochondria where ferutinin acts by different mechanisms dependent and independent of the mitochondrial membrane potential. At low ferutinin/mitochondria concentration ratio, ferutinin displays protonophoric-like properties, lowering the mitochondrial membrane potential and limiting oxidative phosphorylation without mitochondrial swelling. At high ferutinin/mitochondria ratio, ferutinin induced a sudden Ca2+ independent mitochondrial swelling, which is only partially inhibited by cyclosporine A. Together, these result show that ferutinin is not a suitable tool to investigate CypD-dependent mPTP opening in isolated cardiomyocytes because it possesses other mitochondrial properties such as swelling induction and mitochondrial uncoupling properties which impede its utilization.