チオレドキシン結合タンパク質2の過剰発現は、ヒトレンズ上皮細胞の酸化感度とアポトーシスを増加させます

チオレドキシン（TRX）は、サイトゾルTRX1およびミトコンドリアTRX2アイソザイムを伴う重要な酸化還元調節因子です。TRXには細胞内の複数の生理学的機能があり、その生物学的利用能は、特定のチオレドキシン結合タンパク質（TBP-2）への活性部位結合を介して負に制御されます。この論文では、TBP-2とTRXの微妙なバランスと、ヒトレンズ上皮細胞におけるTBP-2の過剰発現の効果について説明します。TBP-2（TBP-2 OE）を過剰発現する細胞は、TBP-2の7倍の増加とTRX活性のほぼ40％の抑制を示しましたが、TRX発現には変化はありませんでした。TBP-2 OE細胞は減速し、その集団は7日目までに30％に減少しました。細胞周期分析により、TBP-2 OE細胞がG2/Mステージで停止し、細胞周期要素P-CDC2（Y15）、CDC2、CDC25A、およびCDC25Cの発現が低いことが示されました。さらに、TBP-2 OE細胞は酸化に対してより敏感でした。H2O2（200μM、24H）治療下で、これらの細胞は80％の生存率を失い、高度にアポトーシスになりました。TBP-2 OE細胞に対する短い酸化ストレス（200μM、30分）は、サイトゾルおよびミトコンドリアのTRXアスク結合複合体を解離することにより、TRX抗アポトーシス機能を破壊しました。同じH2O2処理細胞は、活性化されたASK（P-ASK）、BAXの増加、BCL-2の低下、シトクロムCの放出、およびカスパーゼ3/7活性の上昇も示しました。これらの研究から、TBP-2の細胞レベルが高いとTRXのバイオアベイラビリティを抑制し、酸化感度を高める可能性があると結論付けています。TBP-2の過剰発現は、尋問死経路を活性化することにより、有糸分裂停止とアポトーシスによる成長が遅くなります。

Thioredoxin (Trx) is an important redox regulator with cytosolic Trx1 and mitochondrial Trx2 isozymes. Trx has multiple physiological functions in cells and its bioavailability is negatively controlled through active-site binding to a specific thioredoxin-binding protein (TBP-2). This paper describes the delicate balance between TBP-2 and Trx and the effect of overexpression of TBP-2 in human lens epithelial cells. Cells overexpressing TBP-2 (TBP-2 OE) showed a sevenfold increase in TBP-2 and a nearly 40% suppression of Trx activity but no change in Trx expression. The TBP-2 OE cells grew slower and their population decreased to 30% by day 7. Cell cycle analysis showed that TBP-2 OE cells arrested at the G2/M stage and that they displayed low expression of the cell cycle elements P-cdc2(Y15), cdc2, cdc25A, and cdc25C. Furthermore, TBP-2 OE cells were more sensitive to oxidation. Under H2O2 (200μM, 24h) treatment, these cells lost 80% viability and became highly apoptotic. Brief oxidative stress (200μM, 30min) to TBP-2 OE cells disrupted the Trx antiapoptotic function by dissociating the cytosolic and mitochondrial Trx-ASK binding complexes. The same H2O2-treated cells also showed activated ASK (P-ASK), increased Bax, lowered Bcl-2, cytochrome c release, and elevated caspase 3/7 activity. We conclude from these studies that high cellular levels of TBP-2 can potentially suppress Trx bioavailability and increase oxidation sensitivity. Overexpression of TBP-2 also causes slow growth by mitotic arrest and apoptosis by activating the ASK death pathway.