PERK/ATF4/CHOPシグナル伝達経路を介したヒト肝細胞における小胞体ストレスおよびアポトーシスの飽和脂肪酸誘導

肝臓での飽和脂肪酸の蓄積は、非アルコール性脂肪肝疾患（NAFLD）を引き起こす可能性があります。この研究では、ヒト肝細胞および根本的な因果メカニズムにおける小胞体（ER）ストレスとアポトーシスの飽和脂肪酸誘導を調査しました。ヒト肝臓L02およびHEPG2細胞株は、飽和脂肪酸ナトリウムパルミチン酸ナトリウムにさらされました。MTTアッセイは、細胞生存率、フローサイトメトリーおよびHoechst 33258アポトーシスのための染色、mRNA発現のためのRT-PCR、およびタンパク質発現のウエスタンブロットに使用されました。肝細胞におけるPRK様ERキナーゼ（PERK）発現の沈黙は、PERK shRNAの一時的なトランスフェクションによるものでした。パルミチン酸ナトリウムによるL02およびHEPG2細胞の治療は、アポトーシスの誘導による細胞生存率を低下させました。パルミチン酸ナトリウムは、PERKリン酸化のアップレギュレーションとBIP、ATF4、およびCHOPタンパク質の発現によって示される細胞にERストレスを誘発しました。パルミチンナトリウムは、ERストレス、ATF6、およびIRE1の他の2つの標準センサーの一般的な標的であるXBP-1の活性化にほとんど影響を与えませんでした。PERK遺伝子発現のノックダウンは、パルミチン酸ナトリウム誘発ERストレス中のPERK/ATF4/CHOPシグナル伝達経路を抑制し、L02およびHEPG2細胞でパルミチン酸ナトリウム誘発アポトーシスを有意に阻害しました。これらのヒト肝細胞における飽和脂肪酸誘発ERストレスとアポトーシスは、PERK/ATF4/CHOPシグナル伝達経路を介して制定されました。将来の研究は、動物モデルにおける飽和脂肪酸誘発NAFLDの媒介におけるこれらのタンパク質の役割を調査するために保証されています。

Accumulation of saturated fatty acids in the liver can cause nonalcoholic fatty liver disease (NAFLD). This study investigated saturated fatty acid induction of endoplasmic reticulum (ER) stress and apoptosis in human liver cells and the underlying causal mechanism. Human liver L02 and HepG2 cell lines were exposed to the saturated fatty acid sodium palmitate. MTT assay was used for cell viability, flow cytometry and Hoechst 33258 staining for apoptosis, RT-PCR for mRNA expression, and Western blot for protein expression. Silence of PRK-like ER kinase (PERK) expression in liver cells was through transient transfection of PERK shRNA. Treatment of L02 and HepG2 cells with sodium palmitate reduced cell viability through induction of apoptosis. Sodium palmitate also induced ER stress in the cells, indicated by upregulation of PERK phosphorylation and expression of BiP, ATF4, and CHOP proteins. Sodium palmitate had little effect on activating XBP-1, a common target of the other two canonical sensors of ER stress, ATF6, and IRE1. Knockdown of PERK gene expression suppressed the PERK/ATF4/CHOP signaling pathway during sodium palmitate-induced ER stress and significantly inhibited sodium palmitate-induced apoptosis in L02 and HepG2 cells. Saturated fatty acid-induced ER stress and apoptosis in these human liver cells were enacted through the PERK/ATF4/CHOP signaling pathway. Future study is warranted to investigate the role of these proteins in mediating saturated fatty acid-induced NAFLD in animal models.