TM4細胞におけるZEA誘導オートファジーは、Caの放出が小胞体におけるCaMKKβ-AMPKシグナル伝達経路を活性化することを介して誘導された

ZEA-induced autophagy in TM4 cells was mediated by the release of Ca activates CaMKKβ-AMPK signaling pathway in the endoplasmic reticulum.

• Nannan Feng
• Bingjie Wang
• Peirong Cai
• Wanglong Zheng
• Hui Zou
• Jianhong Gu
• Yan Yuan
• Xuezhong Liu
• ZongPing Liu
• Jianchun Bian

抄録

ゼアラレノン（ZEA）は、主にフザリウム汚染によって産生される非ステロイド性エストロゲン性マイコトキシンである。これまでの研究では、ZEAがセルトリ細胞（SC）のオートファジーを誘導することが明らかになっている。しかし、そのメカニズムは未だ不明である。いくつかの研究では、細胞質Caの増加がCaMKKβやAMPK経路を介してオートファジーを誘導する可能性が示唆されている。そこで、ZEAによるオートファジー誘導機構を解明するために、ZEA感染TM4細胞におけるカルモデュリン依存性キナーゼキナーゼβ（CaMKKβ）とAMP活性化プロテインキナーゼ（AMPK）シグナル伝達経路の活性を調べた。本研究では、ZEAはCaMKKβおよびAMPKシグナル伝達経路を活性化した。AMPK阻害剤および活性化剤は、AMPK、LC3IからLC3IIへの形質転換、およびLC3ドットの分布に対するZEAの効果を有意に阻害し、刺激した。また、細胞質カルシウム（Ca）はZEAの濃度に応じて徐々に増加した。ZEA感染細胞を1，2-ビス（2-アミノフェノキシ）エタン-N，N，N'，N'-テトラ酢酸エトキシメチルエステル（BAPTA-AM）および2-アミノエチルジフェニルボリン酸（2-APB）で処理した後、Caの細胞内濃度は有意に減少した。また、CaMKKβやAMPKの活性やその後のオートファジーも低下した。さらに、抗酸化剤NACはAMPKとオートファジー関連タンパク質の活性を有意に低下させた。このことから、ZEAにより誘発された活性酸素を介したERストレスがCa-CaMKKβを介してAMPKを活性化し、オートファジーを誘導していることが推測された。

Zearalenone (ZEA) is a prevalent non-steroidal estrogenic mycotoxin produced mainly by Fusarium contamination. Our previous study showed that ZEA induces the autophagy of Sertoli cells (SCs). However, the underlying mechanisms are still unknown. Several studies have indicated that the increasing level of cytoplasmic Ca could induce autophagy through CaMKKβ and AMPK pathways. Thus in order to investigate the potential mechanism underlying ZEA-induced autophagy, the activity of calmodulin-dependent kinase kinase β(CaMKKβ)and AMP-activated protein kinase (AMPK) signaling pathway in ZEA-infected TM4 cells was studied. In the present study, ZEA activated the CaMKKβ and AMPK signaling pathways. The AMPK inhibitor and activator significantly inhibited and stimulated the effect of ZEA on AMPK, the transformation from LC3I to LC3II, and the distribution of LC3 dots. In addition, cytosolic calcium (Ca) was increased gradually with the concentration of ZEA. After treatment of ZEA-infected cells with 1, 2-bis (2-aminophenoxy) ethane-N, N, N', N'- tetraacetic acid- tetraac etoxymethyl ester (BAPTA-AM) and 2-aminoethyl diphenylborinate (2-APB), the intracellular concentration of Ca reduced significantly. Also, the activities of CaMKKβ and AMPK and subsequent autophagy decreased. Moreover, the antioxidant NAC significantly decreased activities of AMPK and autophagy -related protein. Therefore, it can be speculated that ROS- mediated ER-stress induced by ZEA activates AMPK via Ca-CaMKKβ leading to autophagy in TM4 cells.

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