CCCP

Carbonylcyanide-3-chlorophenylhydrazone (CCCP) ist ein Protonophor, der die Entkopplung des Protonengradienten in der inneren Mitochondrienmembran bewirkt und so die ATP-Synthese hemmt. CCCP hemmt die STING-vermittelte IFN-β-Produktion durch Störung des mitochondrialen Membranpotentials(MMP).

In HL-7702-Zellen aktiviert der mitochondriale Induktor CCCP die Mitophagie. CCCP konnte die COX6A1-Spiegel nicht selektiv senken^[1]. CCCP allein erhöhte die Chondrozytenapoptose erheblich, während Eugenol die Chondrozytenapoptose erheblich verringerte. Das deutet darauf hin, dass Eugenol die CCCP-induzierte Apoptose reduziert. Unsere Ergebnisse zeigten, dass Eugenol die CCCP-induzierten Veränderungen des mitochondrialen Membranpotentials erheblich beeinflusst^[4]. CCCP hemmt die Aktivierung von STING und seinen nachgeschalteten Signalmolekülen TBK1 und IRF3, aber nicht die STING-Translokation in die perinukleäre Region. CCCP moduliert den STING-Signalweg durch DRP1-vermittelte Mitochondrienfragmentierung herunter^[3]. Kultivierte menschliche Osteosarkomzellen wurden abgebildet, um Veränderungen des mitochondrialen Membranpotentials, der Morphologie und des Permeabilitätsübergangs während der Behandlung mit dem Protonophor CCCP zu visualisieren. Nach Zugabe von CCCP zeigten die Zellen schnell einen mitochondrialen Permeabilitätsübergang und eine Schwellung, die jedoch innerhalb weniger Stunden abklang und die Mitochondrien in punktförmiger Form zurückließ^[5]. Die durch CCCP induzierte mitochondriale Spaltung hemmte die IFN-β-Expression und stützte damit die Abnahme, dass die mitochondriale Dynamik die Aktivierung der STING-Signalgebung modulierte. Die mitochondriale Dynamik wird durch die durch MFN1 MFN2 und OPA1 vermittelte Fusion sowie die durch DRP1 und TBC1D15 vermittelte mitochondriale Spaltung gesteuert^[8]. Die mitochondriale Homöostase des Karpfenfisches Megalobrama amblycephala wurde mithilfe von CCCP systematisch im Zeitverlauf untersucht. Die Behandlung mit CCCP führte zu einem Ungleichgewicht der mitochondrialen Homöostase bei Megalobrama amblycephala, dadurch dass sie mitochondrialen oxidativen Stress, Spaltung und Mitophagie förderte, aber die mitochondriale Fusion, Biogenese und Funktion unterdrückte^[9]. Das Protonenionophor CCCP hemmte die Antigen-stimulierte Sekretion und den Kalziumeinstrom in basophilen Leukämiezellen von Ratten^[6]. Das Protonophor CCCP unterdrückte die DMXAA-induzierte Typ-I-IFN-Produktion durch Ableitung des mitochondrialen Membranpotentials(MMP)^[7]. In Kombination mit Hunger und CCCP wurden geschädigte Mitochondrien in GC-1-Zelllinien, die Spata33 überexprimierten, durch Autophagosomen phagozytiert, wobei die geschädigten Mitochondrien abgebaut wurden^[2].

References:
[1]: Luo P, Yan H, et,al. PLK1 (polo like kinase 1)-dependent autophagy facilitates gefitinib-induced hepatotoxicity by degrading COX6A1 (cytochrome c oxidase subunit 6A1). Autophagy. 2021 Oct;17(10):3221-3237. doi: 10.1080/15548627.2020.1851492. Epub 2020 Dec 14. PMID: 33315519; PMCID: PMC8526032.
[2]: Zhang Y, Xu X, et,al. SPATA33 is an autophagy mediator for cargo selectivity in germline mitophagy. Cell Death Differ. 2021 Mar;28(3):1076-1090. doi: 10.1038/s41418-020-00638-2. Epub 2020 Oct 21. PMID: 33087875; PMCID: PMC7937689.
[3]: Kwon D, Park E, et,al. Carbonyl cyanide 3-chlorophenylhydrazone (CCCP) suppresses STING-mediated DNA sensing pathway through inducing mitochondrial fission. Biochem Biophys Res Commun. 2017 Nov 4;493(1):737-743. doi: 10.1016/j.bbrc.2017.08.121. Epub 2017 Aug 30. PMID: 28859978.
[4]: Wu Z, Wang Y, et,al. Eugenol protects chondrocytes and articular cartilage by downregulating the JAK3/STAT4 signaling pathway. J Orthop Res. 2022 Jul 26. doi: 10.1002/jor.25420. Epub ahead of print. PMID: 35880357.
[5]: Minamikawa T, Williams DA, et,al. Mitochondrial permeability transition and swelling can occur reversibly without inducing cell death in intact human cells. Exp Cell Res. 1999 Jan 10;246(1):26-37. doi: 10.1006/excr.1998.4290. PMID: 9882512.
[6]: Mohr FC, Fewtrell C. The relative contributions of extracellular and intracellular calcium to secretion from tumor mast cells. Multiple effects of the proton ionophore carbonyl cyanide m-chlorophenylhydrazone. J Biol Chem. 1987 Aug 5;262(22):10638-43. PMID: 2440869.
[7]: Prantner D, Perkins DJ, et,al. 5,6-Dimethylxanthenone-4-acetic acid (DMXAA) activates stimulator of interferon gene (STING)-dependent innate immune pathways and is regulated by mitochondrial membrane potential. J Biol Chem. 2012 Nov 16;287(47):39776-88. doi: 10.1074/jbc.M112.382986. Epub 2012 Oct 1. PMID: 23027866; PMCID: PMC3501038.
[8]: Kwon D, Park E, et,al.Stimulator of IFN genes-mediated DNA-sensing pathway is suppressed by NLRP3 agonists and regulated by mitofusin 1 and TBC1D15, mitochondrial dynamics mediators. FASEB J. 2017 Nov;31(11):4866-4878. doi: 10.1096/fj.201700328R. Epub 2017 Jul 20. PMID: 28729291.
[9]: Zhang L, Zheng XC, et,al. Carbonyl cyanide 3-chlorophenylhydrazone induced the imbalance of mitochondrial homeostasis in the liver of Megalobrama amblycephala: A dynamic study. Comp Biochem Physiol C Toxicol Pharmacol. 2021 Jun;244:109003. doi: 10.1016/j.cbpc.2021.109003. Epub 2021 Feb 19. PMID: 33617998.