ヒト胚性腎臓細胞におけるN-アセチル-L-トリプトファンの予防的治療によるオクラトキシンA-A誘導細胞毒性の改善

オクラトキシンA（OTA）は、細胞酸化還元恒常性の摂動、ミトコンドリアの過分極と脱分極、アポトーシスにつながるタンパク質合成阻害の誘導を介して腎毒性を誘導することが知られています。本研究では、OTA誘導毒性に対するN-アセチル-L-トリプトファン（NAT）の保護効果を、ヒト胚性腎臓（HEK-293）細胞を使用して評価しました。OTA処理（0-20μg/mL）の前に細胞をNAT（0〜200μg/mL）で処理し、NATの保護効果をMTTおよびSRBアッセイを使用して評価しました。OTA誘発性細胞内ROS生成とNAT（2.5μg/ml）前処理によるその阻害は、2 '、7'-ジクロロジヒドロフルオレオレセインジアセテート（H2DCFDA）プローブを使用して評価されました。OTA処理された細胞に対するNAT前治療の効果は、流れの筋膜を使用した細胞周期の摂動とミトコンドリア膜電位障害の観点からも評価されました。この研究の結果は、細胞生存率の観点からOTA媒介細胞死に対するHEK-293細胞に対するNATによる、OTA単独群の50％と比較して、〜89％の細胞増殖、P <0.05）を示しました。さらに、OTA処理細胞のみと比較して、NAT前処理とOTA細胞では、ROSレベルとミトコンドリア膜の潜在的障害の有意な減少も観察されました。G0およびS細胞周期のS期での有意な（P <0.05）停止は、OTA処理細胞へのNAT前処理によって阻害されることがわかったOTA処理細胞で観察されました。また、分子ドッキング分析により、NATがフェニルアラニルT-RNAシンテターゼ上のOTA結合ポケットで結合する可能性が高いことが示され、新たに合成されたペプチドにOTA取り込みが阻害され、したがってOTA誘導タンパク質合成阻害を改善する可能性があります。結論として、現在の研究は、NATが酸化ストレス、細胞周期の調節、ミトコンドリア膜潜在的安定化、タンパク質合成阻害、細胞死の遅延により、相殺されることにより、HEK-293細胞のOTA毒性に対する保護を提供することを示唆しています。

Ochratoxin A (OTA) is known to induce nephro-toxicity via induction of cellular redox homeostasis perturbation, mitochondrial hyperpolarisation and depolarization, protein synthesis inhibition leading to apoptosis. In the present study, protective efficacy of N-Acetyl-L-Tryptophan (NAT) against OTA induced toxicity was evaluated using Human Embryonic Kidney (HEK-293) cells. Cells were treated with NAT (0-200 μg/ml) before OTA treatment (0-20 μg/ml) and protective efficacy of NAT was evaluated using MTT and SRB assay. OTA-induced intracellular ROS generation and its inhibition by NAT (2.5 μg/ml) pre-treatment was evaluated using 2',7'-dichlorodihydrofluorescein diacetate (H2DCFDA) probe. Effects of NAT pre-treatment on OTA treated cells were also evaluated in terms of cell cycle perturbations and mitochondrial membrane potential disturbance using flowcytometry. Results of the study demonstrated significant (∼89 % cell growth in comparison to 50% in OTA alone group; P < 0.05) protection by NAT to the HEK-293 cells against OTA mediated cell death in terms of cell viability. Further, significant reduction in ROS levels and mitochondrial membrane potential disturbance was also observed in NAT pre-treated plus OTA cells as compared to only OTA treated cells. Significant (p < 0.05) arrest in G0 and S phase of cell cycle was observed in OTA treated cells that was found to be inhibited by NAT pre-treatment to OTA treated cells. Also, molecular docking analysis demonstrated higher probability of NAT to bind with OTA binding pocket on phenylalanyl t-RNA synthetase, resulting in inhibition of OTA incorporation in the newly synthesized peptides and thus may ameliorate OTA induced protein synthesis inhibition. Conclusively, present study suggested that NAT offers protection against OTA toxicity in HEK-293 cells by counterbalancing oxidative stress, cell cycle regulation, mitochondrial membrane potential stabilization, protein synthesis inhibition and cell death retardation.