MOTS-c: Overzicht
MOTS-c, kort voor mitochondrial open reading frame of the 12S rRNA-c, is gecodeerd binnen de mitochondriale MT-RNR1 / 12S rRNA regio als een 51-bp korte open leesraam. Het is ongebruikelijk onder mitochondriale peptiden omdat de vertaling wordt begrepen als plaatsvindend in het cytoplasma met behulp van de standaard genetische code, in plaats van via conventionele mitochondriale vertaling. Sinds de ontdekking is MOTS-c naar voren gekomen als een van de belangrijkste mitochondriaal afgeleide peptiden in metabolisch en oefen-mimetic onderzoek, met een bijzonder sterke relevantie voor skeletspier, glucoseverwerking, verouderingsbiologie en weefseladaptatie aan metabolische stress.
Een kenmerkend aspect van de MOTS-c literatuur is dat het verschillende onderzoeksgebieden tegelijk overbrugt. Het oorspronkelijke werk positioneerde het als een regulator van insulinegevoeligheid en metabolische homeostase, latere studies toonden nucleaire translocatie en adaptieve genregulatie onder metabolische stress, en nieuwere studies hebben het platform uitgebreid naar oefenfysiologie, sarcopenie, onderzoek naar diabetes-hart, osteogenese, adipose thermogenese en translationele biomarkerstudies bij mensen.
MOTS-c: Structuur
MOTS-c is een peptide van 16 aminozuren met de sequentie MRWQEMGYIFYPRKLR. Standaardleverancier- en verbindinginvoer vermelden het basispeptide vaak als CAS No. 1627580-64-6, moleculaire formule C101H152N28O22S2, en moleculair gewicht 2174.59 g/mol. Zoutvormen zijn ook gebruikelijk: bijvoorbeeld, het trifluoroacetaatzout wordt vermeld als C101H152N28O22S2 • CF3COOH met een formulegewicht van 2288.6, terwijl de acetaatform wordt vermeld als C103H156N28O24S2 met een moleculair gewicht van 2234.64. Voor een onderzoeksproductpagina moet de exacte formule overeenkomen met de specifieke zoutvorm op het batch COA.
CAS No.: 1627580-64-6
Moleculaire formule: C101H152N28O22S2
Moleculair gewicht: 2174.59 g/mol
Lengte: 16 AA
Sequentie: Met-Arg-Trp-Gln-Glu-Met-Gly-Tyr-Ile-Phe-Tyr-Pro-Arg-Lys-Leu-Arg
Sequentie Verkorting: MRWQEMGYIFYPRKLR
Synoniemen: Mitochondrial Open Reading Frame of the 12S rRNA-c; MOTS-c (mens)
Oplosbaarheid: Wateroplosbaar. Technische productgegevens voor de acetaatform vermelden H2O ≥ 5 mg/mL en DMSO 4 mg/mL met ultrasoonbehandeling. Cayman meldt dat het trifluoroacetaatzout kan worden opgelost in water, maar raadt aan om de aqueous oplossing niet langer dan één dag op te slaan. Definitieve handling- en reconstitutie-instructies moeten volgen op de exacte zoutvorm en batchdocumentatie.
Bron: PubChem. MOTS-c verbindinginvoer, 2D-structuur afbeelding, CID 146675088.
MOTS-c: Biogenese en Stress-Respons Signalisering
Mechanistisch gezien is MOTS-c meer dan een eenvoudig metabolisch peptide. Het ontdekking artikel uit 2015 toonde aan dat het primaire doelorgaan lijkt te zijn skeletspier, waar het de stofwisseling beïnvloedt via de folaatcyclus / de novo purine biosynthese / AICAR / AMPK as. De Cell Metabolism studie uit 2018 breidde het model aanzienlijk uit door te laten zien dat MOTS-c translocates naar de nucleus tijdens metabolische stress op een AMPK-afhankelijke manier, waar het adaptieve nucleaire genprogramma's reguleert, inclusief stress-responsgenen die antioxidant respons elementen (AREs) bevatten en interagerende paden die NRF2/NFE2L2 omvatten. Dit maakt MOTS-c onderscheidend onder peptide-onderzoeksplatforms omdat het mitochondriale signalering, cytosolische stofwisseling en nucleaire genregulatie in één pad verbindt.
Dat signaalmodel is nog sterker geworden met nieuwere gegevens. Recent werk identificeerde casein kinase 2 (CK2) als een direct en functioneel doelwit van MOTS-c, wat helpt om enkele van de effecten van het peptide op glucose-opname, skeletspierfunctie en spiermassa-regulatie te verklaren. Tegelijkertijd toonde eerder spierwerk aan dat MOTS-c myostatin-gerelateerde atrofie signalering kan onderdrukken, wat past bij de bredere rol in spierbehoud onder metabolische of immobilisatie stress.
MOTS-c: Metabolische Homeostase, Glucoseverwerking en Insulinegevoeligheid
De oorspronkelijke Cell Metabolism studie uit 2015 blijft de centrale referentie voor MOTS-c als een metabolisch peptide. In dat werk verhoogde MOTS-c insulinegevoeligheid, verbeterde glucoseverbruik, en beschermde muizen tegen leeftijdsafhankelijke en door een hoog-vetdieet veroorzaakte insulineresistentie evenals door dieet veroorzaakte obesitas. Mechanistisch gezien koppelde de studie deze effecten aan de remming van de folaatcyclus en de verbonden de novo purine biosynthese, wat AICAR verhoogde en AMPK activeerde, waardoor cellen naar een meer insulinegevoelige metabolische toestand verschoven.
Dit is waarom MOTS-c sterk wordt geassocieerd met metabolische flexibiliteit in plaats van met een enkele smalle eindpunt. In de literatuur toont het herhaaldelijk voordelen onder omstandigheden van voedseloverschot, veroudering, glucose-onbalans, en metabolische stress, met name in weefsels die sterk afhankelijk zijn van mitochondriale signalering, zoals skeletspier en hart. Reviewartikelen kaderen MOTS-c consequent als een van de meest veelbelovende mitochondriale peptiden voor insulineresistentie en oefen-mimetic onderzoek vanwege dit brede maar mechanistisch samenhangende profiel.
MOTS-c: Oefening, Skeletspier en Fysieke Prestaties
Een van de sterkste differentiators van MOTS-c is de relatie met oefening. In de studie van Nature Communications uit 2021 verhoogde acute oefening bij gezonde jonge mannen endogeen MOTS-c in skeletspier en in circulatie. Hetzelfde artikel meldde dat exogeen MOTS-c de fysieke prestaties verbeterde bij jonge, middelbare, en oude muizen, wat het idee ondersteunt dat het peptide functioneert als een mitochondriaal-gecodeerde regulator die reageert op oefening in plaats van alleen als een statische metabolische marker.
Bron: Reynolds JC, Lai RW, Woodhead JST, et al. MOTS-c is an exercise-induced mitochondrial-encoded regulator of age-dependent physical decline and muscle homeostasis. Nature Communications. 2021. Fig. 1: acute oefening verhoogt endogeen MOTS-c in menselijke skeletspier en circulatie.
Dezelfde studie toonde ook aan dat MOTS-c loopbandprestaties, afstand, tijd tot uitputting, en het aandeel muizen dat in staat was om de hoogste loopfase te bereiken, verhoogde, inclusief onder stress door een hoog-vetdieet. Belangrijk is dat de prestatieverbetering niet eenvoudigweg werd verklaard door veranderingen in lichaamsgewicht; het artikel koppelde het aan bredere verbeteringen in skeletspiermetabolisme en oefenadaptatie. Dit is een van de redenen waarom MOTS-c vaak wordt beschreven als een oefening-geïnduceerd of oefen-mimetic mitochondriaal peptide in de literatuur.
Bron: Reynolds JC, Lai RW, Woodhead JST, et al. MOTS-c is an exercise-induced mitochondrial-encoded regulator of age-dependent physical decline and muscle homeostasis. Nature Communications. 2021. Fig. 2: MOTS-c behandeling verhoogt fysieke capaciteit bij jonge muizen ongeacht dieet.
Het menselijke oefensignaal strekt zich verder uit dan acute oefening. Langdurige uithoudingstraining is gerapporteerd om skeletspier MOTS-c te verhogen en verhoogd te blijven tijdens een detrainingperiode, terwijl een aparte menselijke studie vond dat hogere serum MOTS-c geassocieerd was met grotere spiermassa, kracht, en krachtproductie bij gezonde individuen. Gezien het geheel ondersteunen de menselijke gegevens het idee dat MOTS-c verbonden is met spierkwaliteit en oefenadaptatie, hoewel formele interventional klinische gegevens nog in een vroeg stadium zijn.
MOTS-c: Veroudering, Gezondheidsduur en Metabolische Flexibiliteit
De verouderingsgerelateerde afname van fysieke capaciteit is een ander belangrijk gebied van MOTS-c onderzoek. Bij oudere muizen verbeterde acute MOTS-c behandeling loopduur, afstand, en metabolische flexibiliteit, en in de late levensfase geïnitieerde intermitterende behandeling verbeterde grijpkracht, staplengte, loopprestaties, bloedglucoseverwerking, en lichaamscompositie metrics. Hetzelfde Nature Communications artikel meldde een trend naar verbeterde mediaan en maximale levensduur, hoewel het sterkste signaal in gezondheidsduur en fysieke functie was, in plaats van definitieve levensduurverlenging.
Bron: Reynolds JC, Lai RW, Woodhead JST, et al. MOTS-c is an exercise-induced mitochondrial-encoded regulator of age-dependent physical decline and muscle homeostasis. Nature Communications. 2021. Fig. 4: MOTS-c reguleert verouderingsmetabolisme en gezondheidsduur.
Dit verouderingsgerelateerde profiel is een deel van wat MOTS-c onderscheidend maakt. Het verbetert niet alleen één geïsoleerde biochemische marker; het beïnvloedt fysieke prestaties, brandstofselectie, lichaamscompositie, en functie in de late levensfase op gecoördineerde manieren. Dat geïntegreerde fenotype is consistent met een peptide dat werkt op mitochondriale stressadaptatie en metabolische veerkracht van het hele lichaam, in plaats van op een enkele downstream receptor eindpunt.
MOTS-c: Myoblast Adaptatie, Spierbehoud en Directe Targeting
De literatuur over skeletspieren met betrekking tot MOTS-c bevat ook sterke gegevens over cellulaire adaptatie aan stress. In C2C12 myoblasten verbeterde MOTS-c de overleving onder glucosebeperking en serumonttrekking, verbeterde het herstel na langdurige metabolische stress, verbeterde vetzuur-ondersteunde ademhaling, en reguleerde genprogramma's die verband houden met eiwit homeostase, stressresponsen, en metabolische adaptatie. Dit past bij de bredere bevindingen over oefening en spieren door te suggereren dat MOTS-c skeletspieren ondersteunt, niet alleen in vivo maar ook op het niveau van cellulaire stresstolerantie en transcriptie-adaptatie.
Bron: Reynolds JC, Lai RW, Woodhead JST, et al. MOTS-c is an exercise-induced mitochondrial-encoded regulator of age-dependent physical decline and muscle homeostasis. Nature Communications. 2021. Fig. 5: MOTS-c reguleert myoblast genexpressie en verbetert adaptatie aan metabolische stress.
Recente studies hebben het mechanisme verder aangescherpt. MOTS-c is nu aangetoond dat het direct bindt en CK2 activeert, wat helpt om effecten op glucose-opname en spiermassa te verklaren, terwijl eerder werk aantoonde dat het myostatin en moleculaire paden die geassocieerd zijn met spieratrofie verminderde. Een van nature voorkomende K14Q MOTS-c variant is ook in verband gebracht met een hoger risico op type 2 diabetes en sarcopenie bij mannen in een leeftijds- en fysieke-activiteit-afhankelijke context, wat suggereert dat normale MOTS-c biologie betekenisvol bijdraagt aan spier- en metabolische veerkracht.
MOTS-c: Cardiovasculair en Diabetisch-Hart Onderzoek
Cardiovasculair onderzoek is een andere substantiële tak van de MOTS-c literatuur. In studies met diabetische ratten verbeterde MOTS-c hartstructuur, systolische en diastolische functie, myocardiale mechanische efficiëntie, en mitochondriale ultrastructuur, terwijl het hyperglykemie verlaagde en insulineresistentie markers verbeterde. Transcriptomische analyses in diabetisch myocard suggereerden verder dat MOTS-c overlapt met oefening in paden gerelateerd aan angiogenese, endotheliale celproliferatie, ontsteking, en apoptose.
Bron: Li S, Wang M, Ma J, et al. MOTS-c and Exercise Restore Cardiac Function by Activating of NRG1-ErbB Signaling in Diabetic Rats. Frontiers in Endocrinology. 2022. Figuur 3: echocardiografische en functionele bewijs van verbeterde hartfunctie met MOTS-c behandeling.
Een van de centrale mechanistische signalen in dit cardiovasculaire werk is NRG1-ErbB4. De studie van Frontiers uit 2022 vond dat diabetisch myocard lagere NRG1 en ErbB4 expressie had, terwijl MOTS-c deze paden herstelde naar normaal. Dit is belangrijk omdat NRG1-ErbB signalering nauw verbonden is met hartherstel, angiogenese, en vasculaire endotheliale integriteit. Tegelijkertijd toonde apart werk aan dat MOTS-c vasculaire calcificatie en secundaire myocardiale remodeling verzwakt via AMPK signalering, wat zijn cardiovasculaire relevantie verder verbreedt buiten alleen diabetisch-hartmodellen.
Bron: Li S, Wang M, Ma J, et al. MOTS-c and Exercise Restore Cardiac Function by Activating of NRG1-ErbB Signaling in Diabetic Rats. Frontiers in Endocrinology. 2022. Figuur 6: MOTS-c herstelt myocardiale NRG1 en ErbB4 signalering in diabetische ratten.
Bron: Li S, Wang M, Ma J, et al. MOTS-c and Exercise Restore Cardiac Function by Activating of NRG1-ErbB Signaling in Diabetic Rats. Frontiers in Endocrinology. 2022. Figuur 7: model van overlappende oefening-achtige en MOTS-c mechanismen in herstel van het diabetische hart.
MOTS-c: Botmetabolisme, Osteogenese en Fractuuronderzoek
De literatuur over bot met betrekking tot MOTS-c is kleiner dan de metabolische en oefenliteratuur, maar het is betekenisvol. Primaire studies rapporteren dat MOTS-c osteoclastvorming en botverlies onderdrukt op een AMPK-afhankelijke manier, en apart werk toonde aan dat het osteogene differentiatie van mesenchymale stamcellen uit het beenmerg bevorderd via het TGF-β/Smad pad. Aanvullend werk over fractuurgenezing suggereert dat het peptide de botreparatie kan versnellen door osteogene differentiatieprogramma's te bevorderen. Over het algemeen plaatst de botdata MOTS-c in de categorie van een metabolisch peptide met echte relevantie voor osteoporose, botremodellering, en reparatiebiologie.
MOTS-c: Adipose Thermogenese, Koude Adaptatie en Vrouwelijke Metabolische Modellen
MOTS-c onderzoek strekt zich ook uit tot adipose biologie. In koudestressstudies verbeterde MOTS-c koude tolerantie, bevorderde brown-fat thermogene activatie, en verminderde lipidtransport naar de lever. In modellen van obesitas geassocieerd met ovariectomie verhoogde MOTS-c brown-fat activatie en verminderde vetaccumulatie en inflammatoire invasie in witte vetweefsel. Deze bevindingen verbreden het profiel van het peptide van glucose-gecentreerd metabolisch onderzoek naar een meer uitgebreide controle van brandstofverdeling, energieverbruik, en thermogene adaptatie.
MOTS-c: Menselijke Translationele en Genetische Onderzoek
Menselijke translationele onderzoeken naar MOTS-c blijven eerder dan de dierliteratuur, maar ze groeien gestaag. Acute oefening heeft aangetoond dat het endogeen MOTS-c in menselijke skeletspier en circulatie verhoogt, langdurige uithoudingstraining verhoogt spier MOTS-c en kan het verhoogd houden tijdens detraining, en hogere serum MOTS-c is geassocieerd met grotere spiermassa, kracht, en kracht bij gezonde volwassenen. Tegelijkertijd geven cohortstudies aan dat de biologie kan worden gewijzigd door genetica: de K14Q variant is in verband gebracht met een hogere prevalentie van type 2 diabetes bij minder fysiek actieve Oost-Aziatische mannen en met sarcopenie risico bij oudere Koreaanse mannen.
Klinische vertaling begint nu te formaliseren. ClinicalTrials.gov vermeldt een Fase 2a studie die evalueert of 12 weken van experimenteel MOTS-c de insulinegevoeligheid verbetert in vergelijking met placebo bij volwassenen met overgewicht of obesitas. Dat is een belangrijke mijlpaal omdat het suggereert dat het veld zich verplaatst van sterke preklinische basis naar gestructureerde interventionele testen bij mensen.
MOTS-c: Samenvatting
MOTS-c is een zeer onderscheidend mitochondriaal afgeleid peptide met een van de breedste onderzoeksprofielen in het huidige peptideveld. De sterkste bewijsbasis ligt in metabolische homeostase, insulinegevoeligheid, oefenadaptatie, skeletspierfunctie, en onderzoek naar gezond ouder worden, met substantiële ondersteunende literatuur in cardiovasculaire, bot, en adipose biologie. Mechanistisch gezien valt het op omdat het mitochondriale peptide signalering verbindt met folaat-AICAR-AMPK metabolisme, nucleaire genregulatie onder stress, en nu directe CK2 targeting. Samen maken deze kenmerken MOTS-c een van de meest overtuigende onderzoekspeptiden voor metabolisme-, spier-, en verouderingsgericht werk.
Geselecteerde Referenties
Lee C, Zeng J, Drew BG, et al. The Mitochondrial-Derived Peptide MOTS-c Promotes Metabolic Homeostasis and Reduces Obesity and Insulin Resistance. Cell Metabolism. 2015.
Kim KH, Son JM, Benayoun BA, Lee C. The Mitochondrial-Encoded Peptide MOTS-c Translocates to the Nucleus to Regulate Nuclear Gene Expression in Response to Metabolic Stress. Cell Metabolism. 2018.
Reynolds JC, Lai RW, Woodhead JST, et al. MOTS-c is an exercise-induced mitochondrial-encoded regulator of age-dependent physical decline and muscle homeostasis. Nature Communications. 2021.
Kumagai H, et al. MOTS-c modulates skeletal muscle function by directly binding and activating CK2. iScience. 2024.
Kumagai H, et al. MOTS-c reduces myostatin and muscle atrophy signaling. 2021.
Li S, Wang M, Ma J, et al. MOTS-c and Exercise Restore Cardiac Function by Activating of NRG1-ErbB Signaling in Diabetic Rats. Frontiers in Endocrinology. 2022.
Wang M, et al. MOTS-c repairs myocardial damage by inhibiting the CCN1/ERK1/2/EGR1 pathway in diabetic rats. Frontiers in Nutrition. 2023.
Wei M, et al. Mitochondrial-Derived Peptide MOTS-c Attenuates Vascular Calcification and Secondary Myocardial Remodeling via AMPK Signaling. 2020.
Hu B-T, Chen W-Z. MOTS-c improves osteoporosis by promoting osteogenic differentiation of bone marrow mesenchymal stem cells via TGF-β/Smad pathway. 2018.
Ming W, et al. MOTS-c suppresses osteoclastogenesis and alleviates bone loss via AMPK-dependent mechanisms. 2016.
Weng F-B, et al. MOTS-c accelerates bone fracture healing by stimulating osteogenic differentiation. 2019.
Lu H, et al. Mitochondrial-Derived Peptide MOTS-c Increases Adipose Thermogenic Activation to Promote Cold Adaptation. 2019.
Li H, et al. MOTS-c peptide regulates adipose homeostasis to prevent ovariectomy-induced metabolic dysfunction. 2019.
Hyatt JPK, et al. MOTS-c increases in skeletal muscle following long-term exercise training and remains elevated during detraining. 2022.
Domin R, et al. MOTS-c serum concentration positively correlates with muscle mass, force, and jumping power in healthy individuals. 2023.
ClinicalTrials.gov. MOTS-c for Improving Insulin Sensitivity in Adults With Overweight or Obesity. Fase 2a studie.
