Przejdź do zawartości
Merck

Targeting mitochondria with methylene blue protects mice against acetaminophen-induced liver injury.

Hepatology (Baltimore, Md.) (2014-08-22)
Kang Kwang Lee, Naoki Imaizumi, Sally R Chamberland, Nathan N Alder, Urs A Boelsterli
ABSTRAKT

Acetaminophen (APAP) overdose is a frequent cause of drug-induced liver injury and the most frequent cause of acute liver failure in the Western world. Previous studies with mouse models have revealed that impairment of mitochondrial respiration is an early event in the pathogenesis, but the exact mechanisms have remained unclear, and therapeutic approaches to specifically target mitochondria have been insufficiently explored. Here, we found that the reactive oxidative metabolite of APAP, N-acetyl-p-benzoquinoneimine (NAPQI), caused the selective inhibition of mitochondrial complex II activity by >90% in both mouse hepatic mitochondria and yeast-derived complexes reconstituted into nanoscale model membranes, as well as the decrease of succinate-driven adenosine triphosphate (ATP) biosynthesis rates. Based on these findings, we hypothesized that methylene blue (MB), a mitochondria-permeant redox-active compound that can act as an alternative electron carrier, protects against APAP-induced hepatocyte injury. We found that MB (<3 µM) readily accepted electrons from NAPQI-altered, succinate-energized complex II and transferred them to cytochrome c, restoring ATP biosynthesis rates. In cultured mouse hepatocytes, MB prevented the mitochondrial permeability transition and loss of intracellular ATP without interfering with APAP bioactivation. In male C57BL/6J mice treated with APAP (450 mg/kg, intraperitoneally [IP]), MB (10 mg/kg, IP, administered 90 minutes post-APAP) protected against hepatotoxicity, whereas mice treated with APAP alone developed massive centrilobular necrosis and increased serum alanine aminotransferase activity. APAP treatment inhibited complex II activity ex vivo, but did not alter the protein expression levels of subunits SdhA or SdhC after 4 hours. MB can effectively protect mice against APAP-induced liver injury by bypassing the NAPQI-altered mitochondrial complex II, thus alleviating the cellular energy crisis. Because MB is a clinically used drug, its potential application after APAP overdose in patients should be further explored.

MATERIAŁY
Numer produktu
Marka
Opis produktu

Sigma-Aldrich
Formaldehyde-12C solution, 20% in H2O, 99.9 atom % 12C
Informacje o cenach i dostępności nie są obecnie dostępne.
Sigma-Aldrich
Formaldehyde solution, meets analytical specification of USP, ≥34.5 wt. %
Informacje o cenach i dostępności nie są obecnie dostępne.
Sigma-Aldrich
Formaldehyde solution, Molecular Biology, BioReagent, ≥36.0% in H2O (T)
Informacje o cenach i dostępności nie są obecnie dostępne.
Sigma-Aldrich
Formaldehyde solution, tested according to Ph. Eur.
Informacje o cenach i dostępności nie są obecnie dostępne.
Sigma-Aldrich
Formaldehyde solution, Molecular Biology, 36.5-38% in H2O
Informacje o cenach i dostępności nie są obecnie dostępne.
Paracetamol, European Pharmacopoeia (EP) Reference Standard
Informacje o cenach i dostępności nie są obecnie dostępne.
Alanine, European Pharmacopoeia (EP) Reference Standard
Informacje o cenach i dostępności nie są obecnie dostępne.
SAFC
Formaldehyde solution, contains 10-15% methanol as stabilizer, 37 wt. % in H2O
Informacje o cenach i dostępności nie są obecnie dostępne.
Sigma-Aldrich
Formaldehyde solution, ACS reagent, 37 wt. % in H2O, contains 10-15% Methanol as stabilizer (to prevent polymerization)
Informacje o cenach i dostępności nie są obecnie dostępne.
Supelco
Formaldehyde solution, stabilized with methanol, ~37 wt. % in H2O, certified reference material
Informacje o cenach i dostępności nie są obecnie dostępne.
Sigma-Aldrich
DL-Alanine, ≥99%, FCC, FG
Informacje o cenach i dostępności nie są obecnie dostępne.
Sigma-Aldrich
Tetramethylrhodamine methyl ester perchlorate, ≥95%
Informacje o cenach i dostępności nie są obecnie dostępne.
Sigma-Aldrich
N-Acetylbenzoquinoneimine
Informacje o cenach i dostępności nie są obecnie dostępne.
Sigma-Aldrich
Methylene Blue solution, suitable for microscopy
Informacje o cenach i dostępności nie są obecnie dostępne.
Sigma-Aldrich
Methylene Blue solution, suitable for microbiology
Informacje o cenach i dostępności nie są obecnie dostępne.
Sigma-Aldrich
DL-Alanine, ≥99% (HPLC)
Informacje o cenach i dostępności nie są obecnie dostępne.
Sigma-Aldrich
Acetaminophen, analytical standard
Informacje o cenach i dostępności nie są obecnie dostępne.
Sigma-Aldrich
Acetaminophen, meets USP testing specifications, 98.0-102.0%, powder
Informacje o cenach i dostępności nie są obecnie dostępne.
Supelco
Acetaminophen solution, 1.0 mg/mL in methanol, ampule of 1 mL, certified reference material, Cerilliant®
Informacje o cenach i dostępności nie są obecnie dostępne.
USP
Acetaminofen, United States Pharmacopeia (USP) Reference Standard
Informacje o cenach i dostępności nie są obecnie dostępne.
Supelco
Acetaminophen, Pharmaceutical Secondary Standard; Certified Reference Material
Informacje o cenach i dostępności nie są obecnie dostępne.
Sigma-Aldrich
Methylene Blue solution, concentrate according to Ehrlich, concentrated, aqueous solution
Informacje o cenach i dostępności nie są obecnie dostępne.
Sigma-Aldrich
Acetaminophen, BioXtra, ≥99.0%
Informacje o cenach i dostępności nie są obecnie dostępne.