Mitophagy is a selective removal of mitochondria by autophagy machinery. Damaged and dysfunctional mitochondria can cause cellular degeneration, which may lead to neurodegenerative, metabolic and cardiovascular diseases. CDP-choline (CDP-ch), an intermediate in the Kennedy pathway for production of phosphatidylcholine (PC), has potential neuroprotective properties. During mitophagy, the level of PC, one of the most abundant phospholipids of cellular membranes, decreases. In this study, we investigated the effect of CDP-ch on mitophagy and mitochondrial dynamics in U937 monocytes. Mitophagy was induced at four hours by CCCP under various conditions of CDP-ch treatment. Mitochondrial dynamics and mitophagy-related proteins were investigated by western blotting. We determined that the levels of PINK1, DRP1, MFN2, COXIV and LC3B proteins were increased during mitophagy. It was observed that the level of DRP1 and MFN2 were changed in response to CDP-ch treatment. We further measured mitochondrial membrane potential, mitochondrial mass and superoxide production by flow cytometry and confocal microscopy using mitochondria-specific dyes. The decrease in mitochondrial mass upon mitophagy induction was reversed by CDP-ch treatment. The changes in mitochondrial fusion or fission and mitochondrial mass in mitophagy-induced U937 cells suggest a modulatory role of CDP-ch in mitochondrial dynamics. Moreover, the enhancement of mitochondrial superoxide levels was reduced by CDP-ch treatment in mitophagy induced U937 cells. We propose that CDP-ch may have protective effects during mitophagy by contributing to the production of mitochondrial membranes in mitophagy-induced cells. Newly synthesized mitochondria can then rescue cells quickly from the stress and maintain cell survival.

Mitokondrinin otofaji ile seçici olarak parçalanması mitofaji olarak adlandırılmaktadır. Hasarlı ve işlevsiz mitokondriler hücresel bozukluklara sebep olarak; nörodejeneratif, metabolik ve kardiyovasküler gibi hastalıklara yol açabilmektedirler. Fosfatidilkolin üretimi için Kennedy yolağında bir ara ürün olan CDP-kolin (CDP-k), potansiyel nöroprotektif özelliklere sahiptir. Mitofaji sırasında hücresel membranlarda en çok bulunan fosfatidilkolin seviyesi azalır. Bu çalışmada, CDP-k'nin U937 monosit hücreler üzerinde, mitofajiye olan etkisini araştırdık. Çeşitli CDP-k koşulları kullanılarak CCCP ile mitofaji dört saat boyunca indüklendi. Western blotlama yöntemi ile mitokondrial dinamik ve mitofajiye ile ilişkili proteinlerin seviyesine bakıldı. Mitofaji sırasında PINK1, DRP1, MFN2, COXIV ve LC3B proteinlerin düzeylerinin arttığını belirledik. CDP-k varlığında ise, DRP1 ve MFN2 proteinlerin seviyelerinde değişiklikler olduğunu saptadık. Mitokondriya özgü boyalar kullanılarak, akış sitometrisi ve konfokal mikroskopi ile mitokondriyal membran potansiyeli, kütle ve süperoksit üretimini ölçüldü. Mitofaji indüksiyonu ile azalan mitokondriyal kütle, CDP-k tedavisi sonrasında tersine dönmüştür. Mitofaji uygulanmış U937 hücrelerinde, mitokondriyal füzyon veya fisyon ve mitokondriyal kütlede meydana gelen değişiklikler, CDP-k'nin mitokondrial dinamikler üzerine modülatör bir rolü olduğunu göstermektedir. Ayrıca, mitofaji indüklenmiş U937 hücrelerinde yüksek olan mitokondriyal süperoksit, CDP-k varlığında azalmıştır. Mitofaji indüklenmiş hücrelerde CDP-k mitokondriyal membran oluşumuna katkı sağlayabileceği için bu hücrelerde koruyucu bir özelliği olabileceğini öne sürmekteyiz. Böylece, üretilen yeni mitokondriler ise hücreleri stresten hızlı bir şekilde kurtararak hücrelerin hayatta kalmalarını sağlayabilir.