高浸透圧ストレスは、ULK1複合体とは無関係に型破りなオートファジーを誘導します

オートファジーは、高浸透圧ストレスに対する適応メカニズムと考えられています。このプロセスはMTORC1の阻害によって引き起こされることが報告されていますが、正確な下流メカニズムはとらえどころのないままです。ここでは、マウス胚性線維芽細胞（MEF）およびヒトT24細胞の従来のマクロオートファジーとは異なることを実証します。我々の結果は、高浸透圧ストレス後に分離膜マーカーWIPI2およびATG16Lの細胞質涙点が増加したことを示した。それらは、選択的オートファジー基質であるSQSTM1/P62のためにPunctaと部分的に共局在することがわかっており、ホスファチジルイノシトール3-キナーゼ（PI3K）の阻害剤またはPI3Kの成分であるヒトVPS34（HVPS34）のノックダウンによって減少することが示されました。さらに、フラックスアッセイは、SQSTM1/P62およびNCOA4がリソソーム経路によって分解されたことを示しました。驚くべきことに、飢vによって誘発されたマクロオートファジーに不可欠なULK1は、MTOR活性によって部分的に引き起こされた高浸透圧ストレス下で不活性化されたままでした。したがって、ULK1複合体は高浸透圧ストレス下で核形成されませんでした。最後に、Autophagyは、ULK1複合体のコンポーネントをコードするRB1CC1/FIP200またはATG13が不足しているMEFでさえ進みました。これらのデータは、高浸透圧ストレス誘発性オートファジーが、ULK1シグナル伝達を迂回する型破りなタイプのオートファジーを表していることを示唆しています。

Autophagy is considered an adaptive mechanism against hyperosmotic stress. Although the process has been reported to be triggered by the inhibition of mTORC1, the precise downstream mechanisms remain elusive. Here, we demonstrate that hyperosmotic-stress-induced autophagy is different from conventional macroautophagy in mouse embryonic fibroblasts (MEFs) and human T24 cells. Our results indicated that cytoplasmic puncta for the isolation membrane markers WIPI2 and Atg16L increased after hyperosmotic stress. They were found to partially colocalize with puncta for a selective autophagy substrate, SQSTM1/p62, and were shown to be diminished by inhibitors of phosphatidylinositol 3-kinase (PI3K) or by knockdown of human Vps34 (hVps34), a component of PI3K. In addition, flux assays showed that SQSTM1/p62 and NcoA4 were degraded by the lysosomal pathway. Surprisingly, Ulk1, which is essential for starvation-induced macroautophagy, remained inactivated under hyperosmotic stress, which was partially caused by mTOR activity. Accordingly, the Ulk1 complex was not nucleated under hyperosmotic stress. Finally, autophagy proceeded even in MEFs deficient in RB1CC1/FIP200 or Atg13, which encode components of the Ulk1 complex. These data suggest that hyperosmotic-stress-induced autophagy represents an unconventional type of autophagy that bypasses Ulk1 signaling.