ピレスラム抽出物は、SH-SY5Y細胞において酸化的DNA損傷とAMPK/mTORを介したオートファジーを誘導する

Pyrethrum extract induces oxidative DNA damage and AMPK/mTOR-mediated autophagy in SH-SY5Y cells.

• Yun Yang
• Yang Zhang
• Jufang Gao
• Wenping Xu
• Zhiping Xu
• Zhong Li
• Jiagao Cheng
• Liming Tao

抄録

除虫菊抽出物は、農業分野で最も広く適用されている植物性殺虫剤の生産に使用されている。ピレトラム抽出物は、主に有害生物の電位依存性ナトリウムチャネルを標的としているが、非標的系、特にヒトへの毒性効果は不明である。本研究では、in vitroでヒト神経細胞に対する潜在的な細胞毒性効果とその基礎となるメカニズムを調べた。その結果、ピレトラム抽出物の曝露は、ヒトSH-SY5Y細胞の細胞生存率を著しく阻害し、酸化的DNA損傷を誘発することがわかった。また、ピレトラムはLC3-II形成を誘導し、ベクリン-1タンパク質産生をアップレギュレートし、p62タンパク質産生をダウンレギュレートし、アデノシン一リン酸活性化プロテインキナーゼ（AMPK）とラパマイシンの機械的標的（mTOR）のリン酸化を促進しました。これらの結果は、ピレトラム抽出物への細胞毒性曝露が、ヒト神経細胞におけるAMPK/mTORを介したオートファジーと関連している可能性を示唆している。さらに、DNAの酸化的損傷は、ピレトラム抽出物がヒト神経細胞に深刻な毒性を与えることを示唆している。以上のことから、ピレトラム抽出物は細胞毒性を誘発し、健康被害をもたらす危険性があることが示唆された。

Pyrethrum extract is used to produce the most widely applied botanical pesticides in agriculture. Though it primarily targets voltage-gated sodium channels in pests, its toxic effects in non-target systems, particularly in humans, is unclear. In this study, we investigated potential cytotoxic effects and their underlying mechanisms on human nerve cells in vitro. We found that pyrethrum extract exposure markedly inhibited cell viability and triggered oxidative DNA damage in human SH-SY5Y cells. It also induced LC3-II formation, upregulated Beclin-1 protein production, downregulated p62 protein production, and facilitated the phosphorylation of adenosine monophosphate-activated protein kinase (AMPK) and mechanistic target of rapamycin (mTOR). These results indicate that cytotoxic exposure to pyrethrum extract could be associated with AMPK/mTOR-mediated autophagy in human nerve cells. Furthermore, the oxidative DNA damage suggests that pyrethrum extract exerts severe toxic effects on human nerve cells. In conclusion, pyrethrum extract carries a risk to human health by inducing cytotoxicity.

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