細胞内有害な高度糖化最終生成物は、HepG2細胞における活性酸素種の産生を促進する

Intracellular Toxic Advanced Glycation End-Products Promote the Production of Reactive Oxygen Species in HepG2 Cells.

• Akiko Sakasai-Sakai
• Takanobu Takata
• Masayoshi Takeuchi

抄録

肝細胞の細胞死は、非アルコール性脂肪性肝炎（NASH）の発症に重要なプロセスである。しかし、NASH に関連した細胞死の要因やそのメカニズムについては、まだ詳細には解明されていません。本研究では、細胞内グリセルアルデヒド（GA）由来の高度な糖化最終生成物（AGE）が、NASHの発症に関与している活性酸素種（ROS）の産生に及ぼす影響を検討した。N-アセチル-L-システインの抗酸化作用により、肝細胞癌細胞株HepG2において、細胞内TAGEの蓄積に関連した細胞死が除去された。TAGEの細胞内蓄積は、活性酸素の産生を増加させ、その下流遺伝子を含むNrf2の発現を増加させた。これらの結果から、活性酸素はTAGEの蓄積に関連して産生され、細胞死の直接的な引き金となっていることが示唆された。また、これらの活性酸素の増加の原因となる因子を調べた。カタラーゼ活性はTAGEの蓄積に伴って低下しなかったが、GAで処理した細胞ではミトコンドリア膜の脱分極が亢進していた。これらの結果は、NASHの特徴的な特徴であるミトコンドリアの異常と活性酸素産生の増加にTAGEが重要な役割を果たしていることを示している。TAGEの蓄積を抑制することは、NASHの進行における新たな治療標的としての可能性を秘めています。

Hepatocyte cell death is a key process in the pathogenesis of nonalcoholic steatohepatitis (NASH). However, the factors responsible for and mechanisms underlying NASH-related cell death have not yet been elucidated in detail. We herein investigated the effects of intracellular glyceraldehyde (GA)-derived advanced glycation end-products (AGEs), named toxic AGEs (TAGE), on the production of reactive oxygen species (ROS), which have been implicated in the pathogenesis of NASH. Cell death related to intracellular TAGE accumulation was eliminated in the hepatocyte carcinoma cell line HepG2 by the antioxidant effects of N-acetyl-L-cysteine. The intracellular accumulation of TAGE increased ROS production and the expression of Nrf2, including its downstream gene. These results suggest that ROS are produced in association with the accumulation of TAGE and are a direct trigger for cell death. We also investigated the factors responsible for these increases in ROS. Catalase activity did not decrease with the accumulation of TAGE, while mitochondrial membrane depolarization was enhanced in cells treated with GA. These results indicate that TAGE play an important role in mitochondrial abnormalities and increases in ROS production, both of which are characteristic features of NASH. The suppression of TAGE accumulation has potential as a new therapeutic target in the progression of NASH.