Mitochondrial sodium/calcium exchanger (NCLX) regulates basal and starvation-induced autophagy through calcium signaling

Autor(es)

Ramos, Vitor M. ; Serna, Julian D. C. ; Vilas-Boas, Eloisa A. ; Cabral-Costa, Joao Victor ; Cunha, Fernanda M. ; Kataura, Tetsushi ; Korolchuk, Viktor I. ; Kowaltowski, Alicia J.

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: FASEB JOURNAL; v. 38, n. 3, p. 16-pg., 2024-02-15.

Resumo

Mitochondria shape intracellular Ca2+ signaling through the concerted activity of Ca2+ uptake via mitochondrial calcium uniporters and efflux by Na+/Ca2+ exchangers (NCLX). Here, we describe a novel relationship among NCLX, intracellular Ca2+, and autophagic activity. Conditions that stimulate autophagy in vivo and in vitro, such as caloric restriction and nutrient deprivation, upregulate NCLX expression in hepatic tissue and cells. Conversely, knockdown of NCLX impairs basal and starvation-induced autophagy. Similarly, acute inhibition of NCLX activity by CGP 37157 affects bulk and endoplasmic reticulum autophagy (ER-phagy) without significant impacts on mitophagy. Mechanistically, CGP 37157 inhibited the formation of FIP200 puncta and downstream autophagosome biogenesis. Inhibition of NCLX caused decreased cytosolic Ca2+ levels, and intracellular Ca2+ chelation similarly suppressed autophagy. Furthermore, chelation did not exhibit an additive effect on NCLX inhibition of autophagy, demonstrating that mitochondrial Ca2+ efflux regulates autophagy through the modulation of Ca2+ signaling. Collectively, our results show that the mitochondrial Ca2+ extrusion pathway through NCLX is an important regulatory node linking nutrient restriction and autophagy regulation. (AU)

• Processo FAPESP: 21/02481-2 - Regulação do metabolismo energético por transporte de cálcio no fígado
• Beneficiário: Eloisa Aparecida Vilas Boas
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 19/05226-3 - Efeitos de restrição calórica em transporte de Ca2+ mitocondrial em músculo esquelético e cardíaco
• Beneficiário: Julian David Cualcialpud Serna
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Processo FAPESP: 22/08581-1 - Transporte de cálcio mitocondrial em sinalização de nutrientes: NCLX regula atividade de mTORC1?
• Beneficiário: Vitor de Miranda Ramos
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
• Processo FAPESP: 20/06970-5 - Transportadores iônicos mitocondriais como sensores e reguladores do metabolismo energético
• Beneficiário: Alicia Juliana Kowaltowski
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
• Processo FAPESP: 13/07937-8 - Redoxoma
• Beneficiário: Ohara Augusto
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão - CEPIDs
• Processo FAPESP: 17/14713-0 - Ca2+ Mitocondrial no Sistema Nervoso Central e Regulação do Metabolismo Energético
• Beneficiário: João Victor Cabral Costa
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Processo FAPESP: 19/18402-4 - Efeitos da regulação do transporte de cálcio mitocondrial sobre o processo autofágico em hepatócitos
• Beneficiário: Vitor de Miranda Ramos
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado