レスベラトロールは、初代培養ニューロンにおけるAMPKシグナル伝達経路を介したベンゾ(a)ピレン誘発性ミトコンドリア恒常性の障害を抑制します

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Environ. Pollut..2020 Jun;261:114207. S0269-7491(19)36249-9. doi: 10.1016/j.envpol.2020.114207.Epub 2020-02-20.

レスベラトロールは、初代培養ニューロンにおけるAMPKシグナル伝達経路を介したベンゾ(a)ピレン誘発性ミトコンドリア恒常性の障害を抑制します

Resveratrol prevents benzo(a)pyrene-induced disruption of mitochondrial homeostasis via the AMPK signaling pathway in primary cultured neurons.

Run-Run Kang
Qian Sun
Kai-Ge Chen
Qing-Tian Cao
Chang Liu
Kuan Liu
Zhuo Ma
Yu Deng
Wei Liu
Bin Xu

PMID: 32220751 DOI: 10.1016/j.envpol.2020.114207.

抄録

ベンゾ(a)ピレン(BaP)への曝露は、ミトコンドリア機能障害や神経細胞への傷害を引き起こすことが示されている。レスベラトロール（RSV）は、抗酸化剤、抗炎症剤、抗アポトーシス剤、抗がん剤として研究されており、インビトロおよびインビボでミトコンドリア機能を調節することができる。しかし、RSVのミトコンドリア機能障害に対する保護の根底にある分子機構は十分に解明されていない。RSVがBaPによって誘発されたミトコンドリア機能障害を効果的に防御できるかどうかを調べるために、我々は主要な神経細胞モデルを用いてRSVの効果を試験した。その結果、BaP処理後の神経細胞はミトコンドリア経路においてミトコンドリア機能障害とアポトーシスを示し、RSVによる前処理がミトコンドリア機能障害を減少させることが確認された。さらに、RSV前処理はAMPK/PGC-1α経路を介してミトコンドリアのバイオジェネシスを促進し、PINK1-ParkinおよびAMPK/ULK1経路を介してマイトファジーを活性化し、ミトコンドリアの恒常性を調整することが示された。また、RSVがBaPによるミトコンドリアネットワークの断片化を緩和することも明らかにした。本研究は、ミトコンドリア経路におけるBaPによる原発性神経細胞のアポトーシスを抑制するRSVの役割を明らかにするものであり、主にAMPK経路を介したミトコンドリアの生合成とマイトファジーの調節を介して、ミトコンドリアネットワークの完全性を維持している。

Exposure to benzo(a)pyrene (BaP) has been shown to cause mitochondrial dysfunction and injury to neural cells. Resveratrol (RSV) has been studied as an antioxidant, anti-inflammatory, anti-apoptotic, and anticancer agent and can modulate mitochondrial function in vitro and in vivo. However, the molecular mechanisms underlying RSV's protection against mitochondrial dysfunction have not been fully elucidated. To investigate whether RSV can effectively prevent BaP-induced mitochondrial dysfunction, we tested the effects of RSV in primary neuronal models. Our results confirmed that neurons exhibited mitochondrial dysfunction and apoptosis in the mitochondrial pathway after BaP-treatment, and that pretreatment with RSV could reduce that dysfunction. Further, our results indicated that RSV pretreatment enhanced mitochondrial biogenesis via the AMPK/PGC-1α pathway and activated mitophagy via the PINK1-Parkin and AMPK/ULK1 pathways, thereby coordinating mitochondrial homeostasis. We also found that RSV could alleviate mitochondrial network fragmentation caused by BaP. This work provided insights into the role of RSV in preventing BaP-induced primary neuronal apoptosis in the mitochondrial pathway, mainly via regulation of mitochondrial biogenesis and mitophagy through AMPK pathway, thus maintaining the integrity of the mitochondrial network.