低酸素/再酸素化損傷後のH9C2心筋細胞における小胞体酸化酵素1αの役割

Role of endoplasmic reticulum oxidase 1α in H9C2 cardiomyocytes following hypoxia/reoxygenation injury.

• Lina Lai
• Yue Liu
• Yuanyuan Liu
• Ni Zhang
• Shilu Cao
• Xiaojing Zhang
• Di Wu

抄録

小胞体酸化酵素1α（ERO1α）は、小胞体膜の内腔側に位置するフラボ酵素であり、タンパク質のジスルフィド結合形成触媒や小胞体の酸化還元恒常性維持に重要な役割を果たしています。しかし、心筋低酸素/再酸素化（H/R）傷害におけるERO1αの役割については、ほとんど知られていませんでした。本研究では、H9C2心筋細胞におけるERO1αの発現量はH/R後に増加し、3時間の低酸素/再酸素化後と6時間の再酸素化後に最高レベルに達した。さらに、H/Rはアポトーシスを誘導し、ERストレス（ERS）マーカーである78kDaグルコース制御タンパク質とC/EBPホモログスタンパク質の発現レベルを有意に増加させた。さらに、ショートヘアピンRNAを用いたER1αの遺伝子ノックダウンにより、細胞のアポトーシス、カスパーゼ3活性、切断カスパーゼ12、サイト質中のチトクロームcの発現レベルが抑制された。以上のことから、ERO1αのノックダウンはH/R傷害に対する防御効果があることが示唆されました。ERS活性化剤であるツニカマイシン（TM）を用いた場合、EROSの低下は抑制されたが、アポトーシス細胞の割合やミトコンドリア損傷の程度には変化は見られなかった。以上の結果から、ERO1αのノックダウンは、細胞内の活性酸素産生を抑制し、細胞内のCa2+レベルを上昇させることで、H9C2心筋細胞をH/R傷害から保護することが示唆され、ERO1αがH/R傷害において重要な役割を果たしている可能性が示唆された。

Endoplasmic reticulum (ER) oxidase 1α (ERO1α) is a glycosylated flavoenzyme that is located on the luminal side of the ER membrane, which serves an important role in catalyzing the formation of protein disulfide bonds and ER redox homeostasis. However, the role of ERO1α in myocardial hypoxia/reoxygenation (H/R) injury remains largely unknown. In the present study, ERO1α expression levels in H9C2 cardiomyocytes increased following H/R, reaching their highest levels following 3 h of hypoxia and 6 h of reoxygenation. In addition, H/R induced apoptosis, and significantly increased expression levels of ER stress (ERS) markers 78 kDa glucose‑regulated protein and C/EBP homologous protein. Moreover, the genetic knockdown of ERO1α using short hairpin RNA suppressed cell apoptosis, caspase‑3 activity, expression levels of cleaved caspase‑12 and cytochrome c in the cytoplasm. Overall, this suggested that ERO1α knockdown may protect against H/R injury. The ERS activator tunicamycin (TM) was used to counteract the ERO1α‑induced reduction in ERS; however, the percentage of apoptotic cells and the level of mitochondrial damage did not change. In conclusion, the results from the present study suggested that ERO1α knockdown may protect H9C2 cardiomyocytes from H/R injury through inhibiting intracellular ROS production and increasing intracellular levels of Ca2+, suggesting that ERO1α may serve an important role in H/R.