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Role of mitochondrial dysfunction and PINK1/Parkin-mediated mitophagy in Cd-induced hepatic lipid accumulation in chicken embryos
Life Sciences ( IF 5.2 ) Pub Date : 2021-09-01 , DOI: 10.1016/j.lfs.2021.119906 Dawei Chen 1 , Di Ran 2 , Chao Wang 2 , Yinyin Liu 1 , Yonggang Ma 2 , Ruilong Song 2 , Yushi Gao 1 , Zongping Liu 2
Life Sciences ( IF 5.2 ) Pub Date : 2021-09-01 , DOI: 10.1016/j.lfs.2021.119906 Dawei Chen 1 , Di Ran 2 , Chao Wang 2 , Yinyin Liu 1 , Yonggang Ma 2 , Ruilong Song 2 , Yushi Gao 1 , Zongping Liu 2
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The present study was performed to investigate the effects of Cd exposure on lipid metabolism and mitochondrial dysfunction and to explore the role of mitophagy in Cd-induced dysregulation of lipid metabolism in chicken embryo liver tissues and hepatocytes. To this end, seven-day-old chicken embryos were exposed to different concentrations of Cd for 7 days, and primary chicken embryo hepatocytes were treated with Cd at four different concentrations for 6 h. Furthermore, the mitophagy inhibitor cyclosporine A (CsA) was used to investigate the role of mitophagy in Cd-induced disruption of lipid metabolism. Lipid accumulation, the expression levels of genes involved in lipid metabolism, mitochondrial dysfunction, and mitophagy were measured. The results demonstrated that Cd exposure increases hepatic triglyceride (TG) accumulation and the expression levels of lipogenic genes while decreasing those of lipolytic genes. Furthermore, Cd exposure was observed to alter mitochondrial morphology in terms of reduced size, excessive mitochondrial damage, and the formation of mitophagosomes. The co-localization of lysosome-associated membrane glycoprotein 2 and LC3 puncta was significantly increased in primary chicken embryo hepatocytes after Cd exposure. Moreover, Cd exposure increased LC3, PINK1, and Parkin protein expression levels. CsA effectively alleviated Cd-induced mitochondrial dysfunction, blocked mitochondrial membrane potential collapse, and suppressed PINK1/Parkin-mediated mitophagy. Furthermore, CsA treatment reversed the Cd-induced TG accumulation in liver tissues but further increased it in hepatocytes. Taken together, our findings demonstrate (for the first time) the importance of mitochondrial dysfunction and mitophagy the PINK1/Parkin pathway in Cd-induced disruption of lipid metabolism.
中文翻译：
线粒体功能障碍和 PINK1/Parkin 介导的线粒体自噬在镉诱导鸡胚肝脂质积累中的作用
本研究旨在探讨镉暴露对脂质代谢和线粒体功能障碍的影响，并探讨线粒体自噬在镉诱导的鸡胚肝组织和肝细胞脂质代谢失调中的作用。为此，将 7 日龄鸡胚暴露于不同浓度的 Cd 中 7 天，并将原代鸡胚肝细胞用四种不同浓度的 Cd 处理 6 小时。此外，线粒体自噬抑制剂环孢菌素 A (CsA) 用于研究线粒体自噬在镉诱导的脂质代谢破坏中的作用。测量脂质积累、脂质代谢、线粒体功能障碍和线粒体自噬相关基因的表达水平。结果表明，镉暴露增加了肝脏甘油三酯（TG）的积累和脂肪生成基因的表达水平，同时降低了脂肪分解基因的表达水平。此外，观察到镉暴露会改变线粒体形态，包括尺寸减小、线粒体过度损伤和线粒体吞噬体的形成。 Cd 暴露后，原代鸡胚肝细胞中溶酶体相关膜糖蛋白 2 和 LC3 点的共定位显着增加。此外，镉暴露增加了 LC3、PINK1 和 Parkin 蛋白的表达水平。 CsA 有效缓解 Cd 诱导的线粒体功能障碍，阻止线粒体膜电位崩溃，并抑制 PINK1/Parkin 介导的线粒体自噬。此外，CsA 治疗逆转了 Cd 诱导的肝组织中 TG 的积累，但进一步增加了肝细胞中的 TG 积累。 总而言之，我们的研究结果（首次）证明了线粒体功能障碍和 PINK1/Parkin 通路线粒体自噬在镉诱导的脂质代谢破坏中的重要性。
更新日期：2021-09-01
中文翻译：
线粒体功能障碍和 PINK1/Parkin 介导的线粒体自噬在镉诱导鸡胚肝脂质积累中的作用
本研究旨在探讨镉暴露对脂质代谢和线粒体功能障碍的影响，并探讨线粒体自噬在镉诱导的鸡胚肝组织和肝细胞脂质代谢失调中的作用。为此，将 7 日龄鸡胚暴露于不同浓度的 Cd 中 7 天，并将原代鸡胚肝细胞用四种不同浓度的 Cd 处理 6 小时。此外，线粒体自噬抑制剂环孢菌素 A (CsA) 用于研究线粒体自噬在镉诱导的脂质代谢破坏中的作用。测量脂质积累、脂质代谢、线粒体功能障碍和线粒体自噬相关基因的表达水平。结果表明，镉暴露增加了肝脏甘油三酯（TG）的积累和脂肪生成基因的表达水平，同时降低了脂肪分解基因的表达水平。此外，观察到镉暴露会改变线粒体形态，包括尺寸减小、线粒体过度损伤和线粒体吞噬体的形成。 Cd 暴露后，原代鸡胚肝细胞中溶酶体相关膜糖蛋白 2 和 LC3 点的共定位显着增加。此外，镉暴露增加了 LC3、PINK1 和 Parkin 蛋白的表达水平。 CsA 有效缓解 Cd 诱导的线粒体功能障碍，阻止线粒体膜电位崩溃，并抑制 PINK1/Parkin 介导的线粒体自噬。此外，CsA 治疗逆转了 Cd 诱导的肝组织中 TG 的积累，但进一步增加了肝细胞中的 TG 积累。 总而言之，我们的研究结果（首次）证明了线粒体功能障碍和 PINK1/Parkin 通路线粒体自噬在镉诱导的脂质代谢破坏中的重要性。
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