The effect of endothelial cell proliferation on susceptibility to mitochondrially controlled apoptosis and oxidative stress.

Mitochondrie jsou multifunkční organely hrající rozhodující roli v energetickém metabolizmu buněk a v indukci buněčné smrti. Mitochondrie, a zvláště pak jejich respirační řetězec, jsou též hlavními producenty reaktivních forem kyslíku (ROS) v buňkách. Metabolizmus buňky může být ovlivněn jejím proliferačním stavem. Zároveň určité látky zvyšující oxidační stres vykazují antiangiogenní účinky spojené se selektivní eliminací proliferujících endoteliálních buněk (EB). Z těchto důvodů jsme v této práci zjišťovali, zda by mitochondrie mohly být zodpovědné za rozdílnou citlivost proliferujících a konfluentních (buněk v klidové fázi) EB k buněčné smrti. Zvláštní důraz byl kladen na systémy regulující hladinu ROS nebo apoptózy: respirační řetězec (produkce ROS), antioxidačních ochrana (detoxifikace ROS) a proteiny rodiny Bcl-2 (regulace apoptózy). Nejdříve jsme vystavili EB s normálně fungujícím a defektním respiračním řetězcem působení rozličných látek vyvolávajících oxidační stres a apoptózu a stanovili produkci ROS a citlivost k apoptóze v proliferujícím a klidovém stavu. Tyto experimenty ukázaly, že funkční respirační řetězec do značné míry zvyšuje citlivost proliferujících EB k indukci tvorby ROS a apoptóze, zatímco v buňkách v klidovém stavu funkční řetězec naopak proti buněčné smrti chrání. Vzhledem...Mitochondria are multifunctional organelles playing a key role in energy metabolism and cell death induction. Mitochondria, and specifically their respiratory chain, are also the main producers of reactive oxygen species (ROS) in cells. Metabolism can be affected by the state of cellular proliferation and certain ROS-inducing agents have an antiangiogenic effect based on the preferential elimination of proliferating endothelial cells (EC). Therefore, in this work we investigated, whether mitochondria could be responsible for different sensitivity of proliferation and confluent EC to cell death. We mainly focused on systems that regulate ROS level and apoptosis: respiratory chain (ROS production), antioxidant defense (ROS detoxification) and Bcl-2 family of proteins (apoptosis regulation). First, we treated EC with functional and nonfunctional respiratory chain with various oxidative stress- and apoptosis-inducing agents and determined ROS production and susceptibility to apoptosis in proliferating and confluent cells. Our results show that functional respiratory chain greatly increases the susceptibility of proliferating cells to ROS induction and apoptosis, whereas in qiescent cells it protects against cell death. Given these findings, we assessed the activity of respiratory chain in proliferating...Katedra biochemieDepartment of BiochemistryPřírodovědecká fakultaFaculty of Scienc