メラトニンは、マウス肝臓におけるMir-34a/Sirt1/オートファジー経路の活性化を介してベンゾピレン誘導アポトーシスを抑制する

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Ecotoxicol. Environ. Saf..2020 Jun;196:110556. S0147-6513(20)30395-X. doi: 10.1016/j.ecoenv.2020.110556.Epub 2020-04-02.

メラトニンは、マウス肝臓におけるMir-34a/Sirt1/オートファジー経路の活性化を介してベンゾピレン誘導アポトーシスを抑制する

Melatonin inhibits Benzo(a)pyrene-Induced apoptosis through activation of the Mir-34a/Sirt1/autophagy pathway in mouse liver.

Samira Barangi
Soghra Mehri
Zahra Moosavi
A Wallace Hayesd
Russel J Reiter
Daniel P Cardinali
Gholamreza Karimi

PMID: 32247962 DOI: 10.1016/j.ecoenv.2020.110556.

抄録

ベンゾ(a)ピレン（BaP）は重要な環境汚染物質であり、多くの産業や食品の調理過程で有機物の不完全燃焼により生成される。BaPは酸化ストレスやアポトーシスを介して肝障害を引き起こすことが知られています。また、メラトニンがオートファジー経路を介して化学物質によるアポトーシスを防御することがいくつかの研究で示されている。本研究では、有名な抗酸化物質であるメラトニンのオートファジー誘導を介した BaP 誘導性肝毒性に対する調節効果を評価した。30匹の雄性マウスを28日間連続で毎日投与した。マウスにBaP（75mg/kg；経口点滴）とメラトニン（10および20mg/kg、i.p.）を投与した。肝臓の病理組織学、およびアポトーシスおよびオートファジータンパク質のレベル、ならびにmiR-34aの発現を決定した。その結果、BaP曝露は重度の肝組織学的損傷を誘発し、AST、ALT、MDAレベルを顕著に上昇させた。また、アポトーシス蛋白質やmiR-34aの発現も増加した。しかし、Sirt1やオートファジーマーカーであるLC3 II/I比やBeclin-1は減少した。メラトニンの共同投与は、BaPによって引き起こされたすべての変化を逆転させた。以上のことから、メラトニンはmiR-34a/Sirt1/オートファジー分子経路を介してBaP誘発性肝障害に有効であると考えられる。

Benzo(a)pyrene (BaP), an important environmental pollutant, is produced as the result of incomplete combustion of organic materials in many industries and food cooking process. It has been purposed that BaP induces hepatotoxicity through oxidative stress and apoptosis. Several studies have shown that melatonin can protect against chemical-induced apoptosis through autophagy pathway. In this study, we assessed the modulating effect of melatonin, a well-known antioxidant, on BaP-induced hepatotoxicity through induction of autophagy. Thirty male mice were treated daily for 28 consecutive days. BaP (75 mg/kg; oral gavage) and melatonin (10 and 20 mg/kg, i.p.) were administered to mice. The liver histopathology and the levels of apoptosis and autophagy proteins as well as the expression of miR-34a were determined. The BaP exposure induced severe liver histological injury and markedly enhanced AST, ALT and MDA level. Also, apoptosis proteins and hepatic miR-34a expression increased. However, the level of Sirt1 and autophagy markers such as LC3 II/I ratio and Beclin-1 reduced. The co-administration of melatonin reversed all changes caused by BaP. In summary, melatonin appears to be effective in BaP-induced hepatotoxicity maybe through the miR-34a/Sirt1/autophagy molecular pathway.