セレンナノ粒子による線維芽細胞ストレスの保護。ATF4とBcl-xL発現の活性化

Selenium Nanoparticle Protection of Fibroblast Stress: Activation of ATF4 and Bcl-xL Expression.

• Stanley Chung
• Amit K Roy
• Thomas J Webster

抄録

背景:

近年、セレンナノ構造体は、その抗菌性、哺乳類細胞に対する毒性の低さ、高い生物学的効果のために研究されてきた。しかし、セレンの使用の臨床的な実施は、混合した結果を受けており、観察された細胞応答に関与する生物学的メカニズムの理解を向上させるために多くの研究が必要とされています。

Background: In recent years, selenium nanostructures have been researched due to their antibacterial properties, low toxicity to mammalian cells, and high biological efficacy. However, the clinical implementation of the use of selenium has received mixed results, and there is much work needed to improve the understanding of the biological mechanisms involved in the observed cellular responses.

材料と方法:

本研究では、酸化ストレス下、栄養欠乏ストレス下、無処理（対照）条件での非癌性ヒト皮膚線維芽細胞（HDF）におけるATF4、Bcl-xL、BAD2、HSP70、SOD2の遺伝子発現変化を調べることにより、セレンナノ粒子（SeNP）の生体内での機構解明を行った。

Materials and methods: In this work, an investigation into the mechanistic pathways of selenium nanoparticles (SeNPs) in biological systems was conducted by studying the changes in gene expression of ATF4, Bcl-xL, BAD2, HSP70, and SOD2 in non-cancerous human dermal fibroblasts (HDF) under oxidative stress, nutrient deprivation stress, and no treatment (control) conditions.

結果:

本研究では、SeNPのインキュベーションにより、すべての条件で内部活性酸素種（ROS）の発生が減少し、HDFに保護環境を提供することを明らかにしました。ストレス条件では、SeNP インキュベーションで処理した細胞では ATF4 および Bcl-xL の発現が増加し、ストレス下での細胞の減衰につながった。これらの結果は、通常の細胞通過条件下では、還元的ストレスが細胞増殖に有害な影響を与えていることも示唆している。

Results: This study revealed that SeNP incubation led to reduced internal reactive oxygen species (ROS) generation for all conditions tested, thus, providing a protective environment for HDF. At the stress conditions, the expression of ATF4 and Bcl-xL increased for cells treated with SeNP incubation, leading to attenuation of the cells under stress. These results also hint at reductive stress causing a detrimental impact to cell proliferation under routine cell passaging conditions.

結論:

本研究は、SeNPの作用に関与している可能性のあるいくつかのメカニズムを明らかにしたものであり、更なる研究の必要性がある（具体的には、HDFのストレス条件の軽減）。

Conclusion: In summary, this study highlights some possible mechanistic pathways implicated in the action of SeNPs that warrant further investigation (specifically, reducing stress conditions for HDF) and continues to support the promise of SeNPs in a wide range of medical applications.

© 2019 Chung et al.