Role of Dynamin-Related Protein 1 (Drp1)-Mediated Mitochondrial Fission in Oxygen Sensing and Constriction of the Ductus Arteriosus
Notice bibliographique
Résumé
RATIONALE: Closure of the ductus arteriosus (DA) is essential for the transition from fetal to neonatal patterns of circulation. Initial PO2-dependent vasoconstriction causes functional DA closure within minutes. Within days a fibrogenic, proliferative mechanism causes anatomic closure. Though modulated by endothelial-derived vasodilators and constrictors, O2 sensing is intrinsic to ductal smooth muscle cells and oxygen-induced DA constriction persists in the absence of endothelium, endothelin, and cyclooxygenase mediators. O2 increases mitochondrial-derived H2O2, which constricts ductal smooth muscle cells by raising intracellular calcium and activating rho kinase. However, the mechanism by which oxygen changes mitochondrial function is unknown. OBJECTIVE: The purpose of this study was to determine whether mitochondrial fission is crucial for O2-induced DA constriction and closure. METHODS AND RESULTS: Using DA harvested from 30 term infants during correction of congenital heart disease, as well as DA from term rabbits, we demonstrate that mitochondrial fission is crucial for O2-induced constriction and closure. O2 rapidly (<5 minutes) causes mitochondrial fission by a cyclin-dependent kinase- mediated phosphorylation of dynamin-related protein 1 (Drp1) at serine 616. Fission triggers a metabolic shift in the ductal smooth muscle cells that activates pyruvate dehydrogenase and increases mitochondrial H2O2 production. Subsequently, fission increases complex I activity. Mitochondrial-targeted catalase overexpression eliminates PO2-induced increases in mitochondrial-derived H2O2 and cytosolic calcium. The small molecule Drp1 inhibitor, Mdivi-1, and siDRP1 yield concordant results, inhibiting O2-induced constriction (without altering the response to phenylephrine or KCl) and preventing O2-induced increases in oxidative metabolism, cytosolic calcium, and ductal smooth muscle cells proliferation. Prolonged Drp1 inhibition reduces DA closure in a tissue culture model. CONCLUSIONS: Mitochondrial fission is an obligatory, early step in mammalian O2 sensing and offers a promising target for modulating DA patency.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
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Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
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Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».