ミトコンドリアグルタチオンの枯渇によって誘発される神経芽細胞腫細胞死に対する神経保護

ミトコンドリアのグルタチオンプールは、細胞の反応性酸素種の大部分がミトコンドリアで生成されるため、酸化ストレスから細胞を保護する上で不可欠です。酸化ストレスは、神経変性障害の神経死の原因因子として関与しています。ミトコンドリアグルタチオンの枯渇は、Sk-n-sh（ヒト神経芽細胞腫）細胞のミトコンドリア機能障害とアポトーシス死につながり、GSH枯渇に対する神経保護戦略を調査したと仮定しました。SK-N-SH細胞は、グルタチオン代謝の2つの異なる阻害剤で処理されました：L-ブチオニン - （S、R） - スルホキシミン（BSO）およびエタクリン酸（EA）。EA処理により、総グルタチオンとミトコンドリアの両方のグルタチオンの両方が枯渇し（BSOはミトコンドリアグルタチオンに影響を与えませんでした）、ロテノン誘発ROS産生を強化し、SK-N-SH細胞の生存率を低下させました。BSOまたはEAによるグルタチオンの枯渇は、神経芽細胞腫細胞死におけるミトコンドリア媒介アポトーシスの肯定的な特徴を示しました。BCL2の過剰発現または抗酸化剤Ebselenの使用によるアポトーシスの予防は、神経保護を与えませんでした。U-87（ヒト膠芽腫）細胞との共培養は、細胞死からSK-N-SH細胞を保護しました。私たちのデータは、ミトコンドリアのグルタチオンの枯渇がミトコンドリアの機能障害とアポトーシスにつながることを示唆しています。この研究は、ミトコンドリアのグルタチオンの枯渇を防ぐことが、神経変性障害における神経保護治療の発症のための新しい戦略になる可能性があることを示しています。

Mitochondrial glutathione pool is vital in protecting cells against oxidative stress as the majority of the cellular reactive oxygen species are generated in mitochondria. Oxidative stress is implicated as a causative factor in neuronal death in neurodegenerative disorders. We hypothesized that depletion of mitochondrial glutathione leads to mitochondrial dysfunction and apoptotic death of SK-N-SH (human neuroblastoma) cells and investigated the neuroprotective strategies against GSH depletion. SK-N-SH cells were treated with two distinct inhibitors of glutathione metabolism: L-buthionine-(S, R)-sulfoximine (BSO) and ethacrynic acid (EA). EA treatment caused depletion of both the total and mitochondrial glutathione (while BSO had no effect on mitochondrial glutathione), enhanced rotenone-induced ROS production, and reduced the viability of SK-N-SH cells. Glutathione depletion by BSO or EA demonstrated positive features of mitochondria-mediated apoptosis in neuroblastoma cell death. Prevention of apoptosis by Bcl2 overexpression or use of antioxidant ebselen did not confer neuroprotection. Co-culture with U-87 (human glioblastoma) cells protected SK-N-SH cells from the cell death. Our data suggest that depletion of mitochondrial glutathione leads to mitochondrial dysfunction and apoptosis. The study indicates that preventing mitochondrial glutathione depletion could become a novel strategy for the development of neuroprotective therapeutics in neurodegenerative disorders.