水晶体上皮細胞の酸化ストレス誘発性傷害におけるヒューマニンの細胞保護的役割

Cytoprotective role of humanin in lens epithelial cell oxidative stress‑induced injury.

• Hao Yang
• Yilei Cui
• Yelei Tang
• Xiajing Tang
• Xiaoning Yu
• Jiayue Zhou
• Qichuan Yin
• Xingchao Shentu

抄録

水晶体上皮細胞（HLEC）の酸化ストレス誘発性傷害とアポトーシスは、加齢性白内障（ARC）の発生の初期イベントです。ヒューマニン（HN）はミトコンドリア関連ペプチドであり、様々な細胞タイプや動物モデルにおいて細胞保護の役割を果たしています。HN をノックダウンまたは過剰発現させた後、酸化ストレス下にある HLEC の活性酸素種（ROS）レベル、ミトコンドリア膜電位、ミトコンドリア DNA コピー数、細胞生存率、LDH 活性、アポトーシスを検出し、透過型電子顕微鏡を用いてアポトーシスとオートファジーを検出した。その結果、酸化ストレスに対するHLECの応答にはHNが関与している可能性が示唆され、酸化ストレス下ではHNの発現が有意に上昇することが示唆された。さらに、外因性HNは細胞内の活性酸素量とミトコンドリア損傷を減少させ、ミトコンドリアの生合成を促進したが、内因性HNノックダウン細胞モデルでは、この保護は失われた。さらに、本研究では、酸化ストレス下での活性酸素産生の抑制に関与するミトコンドリアのオートファジーがHNによって増加することを初めて明らかにしました。本研究は、酸化ストレス下でのHNの抗酸化的ダメージとアポトーシス効果の根底にある可能性を示唆するものであった。以上のことから、HNは酸化ストレス下でのHLECの細胞保護効果が高いことから、アークスの治療標的となる可能性があると考えられ、アークスの発生・発生におけるHNの役割を調べるためには、さらなる研究が必要であると考えられる。

Oxidative stress-induced injury and apoptosis of human lens epithelial cells (HLECs) are early events in the development of age‑related cataracts (ARCs). Humanin (HN) is a mitochondrial‑related peptide that serves a cytoprotective role in various cell types and animal models. Following HN knockdown or overexpression, the level of reactive oxygen species (ROS), mitochondrial membrane potential and mitochondrial DNA copy number, cell viability, LDH activity and apoptosis of HLECs under oxidative stress were detected, and apoptosis and autophagy were detected via transmission electron microscopy. The results suggested that HN may be involved in the response of HLECs to oxidative stress, and that HN expression was significantly upregulated under oxidative stress conditions. Furthermore, exogenous HN reduced intracellular ROS content and mitochondrial damage, and enhanced mitochondrial biosynthesis; however, this protection was lost in an endogenous HN knockdown cell model. In addition, to the best of our knowledge, the present study was the first to identify that HN increased mitochondrial autophagy, which was involved in reducing ROS production under oxidative stress. The present study indicated a potential mechanism underlying the anti‑oxidative damage and apoptotic effects of HN under oxidative stress. In conclusion, HN may be a potential therapeutic target for ARCs as it has a significant cellular protective effect on HLECs under oxidative stress; therefore, further study is required to investigate its role in the occurrence and development of ARCs.