メラトニンは、急性膵炎における小胞体ストレス誘導性C/EBP相同タンパク質媒介経路を阻害する

Melatonin inhibits the endoplasmic reticulum stress‑induced, C/EBP homologous protein‑mediated pathway in acute pancreatitis.

• Qian Zhao
• Hui Zhang
• Jie Wu
• Xiangyin Lv
• Xianghong Jin
• Jianwen Hu

抄録

主に松果体から分泌されるメラトニンには抗炎症作用があると考えられています。急性膵炎（AP）は、炎症とアキナール細胞死を特徴とし、高い死亡率と関連しています。メラトニンは、AR42Jラット膵臓アキナー細胞（AR42J細胞）において、Cerulein（Cer）またはCer + lipopolysaccharide（LPS）誘導性の炎症反応を緩和することが報告されています。CCAAT/エンハンサー結合タンパク質相同タンパク質（CHOP）は、小胞体（ER）ストレス誘導アポトーシスに関与する特異的な転写因子であり、ERストレス応答を制御している。しかし、メラトニンの抗炎症作用のメカニズム、特にメラトニンと小胞体ストレスとの関係は不明である。そこで本研究では、AR42J細胞におけるメラトニンの抗炎症活性を調べ、ERストレス時の分子機構を解析することを目的とした。また、AR42J細胞におけるCHOPのAP時における潜在的な役割をRNA干渉法を用いて明らかにした。ＡＰのインビトロモデルを、ＡＲ４２Ｊ細胞をＣｅｒ＋ＬＰＳで処理することにより誘導し、メラトニンで前処理することにより、潜在的な抗炎症機構を同定した。また、Cell Counting Kit-8、ウエスタンブロッティング、逆転写定量PCR解析を行った。その結果、AR42J APモデルでは、ERストレス関連分子の発現レベルが初期段階で急速に活性化され、時間の経過とともに増加し、膵臓の炎症やアポトーシスが顕著に認められた。しかし、CHOP 発現をノックダウンすると、アポトーシス、NF-κB の活性化、ダウンストリームシグナル経路が有意に減少した。さらに、メラトニンを投与した細胞では、炎症が抑制され、ERストレス関連タンパク質の発現レベルが低下し、アポトーシスが抑制された。このように、メラトニンはAR42J細胞のCHOP経路の活性化を抑制することで炎症反応を抑制する可能性が示唆されました。

Melatonin, which is mainly secreted by the pineal gland, appears to have anti‑inflammatory activities. Acute pancreatitis (AP) is characterized by inflammation and acinar cell death, and is associated with a high mortality rate. It has been reported that melatonin can alleviate cerulein (Cer) or Cer + lipopolysaccharide (LPS)‑induced inflammatory responses in AR42J rat pancreatic acinar cells (AR42J cells). CCAAT/enhancer binding protein homologous protein (CHOP) is a specific transcription factor involved in endoplasmic reticulum (ER) stress‑induced apoptosis, and regulates ER stress responses. However, the mechanisms of the anti‑inflammatory effects of melatonin' are unknown, particularly the relationship between melatonin and ER stress. Therefore, the present study aimed to investigate the anti‑inflammatory activity of melatonin in AR42J cells and analyze its molecular mechanisms during ER stress. The RNA interference method was used to determine the potential role of CHOP in AR42J cells during AP. In vitro models of AP were induced by treating AR42J cells with Cer + LPS, and pre‑treatment with melatonin was used to identify the potential anti‑inflammatory mechanisms. The cells also underwent Cell Counting Kit‑8, western blotting and reverse transcription‑quantitative PCR analyses. The expression levels of ER stress‑related molecules were rapidly activated in the early stage and increased over time in the AR42J AP models, with significant pancreatic inflammation and apoptosis. However, knockdown of CHOP expression significantly reduced apoptosis, the activation of NF‑κB and the downstream signal pathway. Moreover, cells treated with melatonin exhibited attenuated inflammation, decreased expression levels of ER stress‑associated proteins and inhibition of apoptosis. Thus, the present results suggested that melatonin may attenuate the inflammatory response by inhibiting the activation of the CHOP‑mediated pathway in AR42J cells.