過剰なL-システインは、腸内ブタ上皮細胞における小胞体ストレスとマイトジェン活性化プロテインキナーゼシグナル伝達を活性化することにより、液胞様細胞死を誘導します。

食事システインの高摂取量は動物にとって非常に有毒であり、根本的なメカニズムはほとんど不明のままです。この研究は、腸内ポリチン上皮細胞における小胞体（ER）ストレスとマイトジェン活性化プロテインキナーゼ（MAPK）シグナル伝達を活性化することにより、過剰なL-システインが細胞死を誘導するという仮説をテストするために実施されました。空腸腸細胞は、0〜10 mmol/L-l-cysteineの存在下で培養されました。ERストレスに関与する遺伝子の細胞生存率、形態学的変化、mRNAレベル、グルコース調節タンパク質78、C/EBP相同タンパク質（CHOP）、真核生物開始因子-2（eIF2α）のαサブユニット（EIF2α）、細胞外シグナル調節キナーゼ（ERK1/2）、P38 MAPK、およびP38 MAPK、およびC-Theminal Protein n-Jun（JNK1/2）決定されました。結果は、L-Cysteine（5-10 mmol/L）が細胞生存率を低下させ（P <0.05）、腸内臓上皮細胞の液胞様細胞死をもたらしたことを示しました。L-システインのこれらの副作用は、オートファジー阻害剤3-メチルアデニンの影響を受けませんでした。CHOP、リン酸化（P）-EIF2α、P-JNK1/2、P-P38 MAPK、およびXBP-1 mRNAのスプライシング型のタンパク質の存在量が増強されました（P <0.05）が、P-ERK1/2のものは減少しました（P <0.05）。集合的に、過剰なL-システインは、小腸上皮細胞におけるERストレスとMAPKシグナル伝達の活性化を介して、液胞様細胞死を誘導します。これらのシグナル伝達経路は、食事システインの毒性を防ぐための効果的な戦略を開発するための潜在的な標的である可能性があります。

High intake of dietary cysteine is extremely toxic to animals and the underlying mechanism remains largely unknown. This study was conducted to test the hypothesis that excessive L-cysteine induces cell death by activating endoplasmic reticulum (ER) stress and mitogen-activated protein kinase (MAPK) signaling in intestinal porcine epithelial cells. Jejunal enterocytes were cultured in the presence of 0-10 mmol/L L-cysteine. Cell viability, morphologic alterations, mRNA levels for genes involved in ER stress, protein abundances for glucose-regulated protein 78, C/EBP homologous protein (CHOP), alpha subunit of eukaryotic initiation factor-2 (eIF2α), extracellular signal-regulated kinase (ERK1/2), p38 MAPK, and c-Jun N-terminal protein kinase (JNK1/2) were determined. The results showed that L-cysteine (5-10 mmol/L) reduced cell viability (P < 0.05) and led to vacuole-like cell death in intestinal porcine epithelial cells. These adverse effects of L-cysteine were not affected by the autophagy inhibitor 3-methyladenine. The protein abundances for CHOP, phosphorylated (p)-eIF2α, p-JNK1/2, p-p38 MAPK, and the spliced form of XBP-1 mRNA were enhanced (P < 0.05), whereas those for p-ERK1/2 were reduced (P < 0.05). Collectively, excessive L-cysteine induces vacuole-like cell death via the activation of ER stress and MAPK signaling in small intestinal epithelial cells. These signaling pathways may be potential targets for developing effective strategies to prevent the toxicity of dietary cysteine.