メチルマーキュリーの有機増殖リアーゼ（MERB）を介した無機水銀への変換は、オートファジーとアグラフィック層を活性化します

メチル水銀（MEHG）は、いくつかの臓器で無機水銀（IHG）に変換されます。しかし、組織や細胞への影響はあまり理解されていません。以前は、IHGの低細胞透過性を克服し、その効果を調査するために、哺乳類細胞株を発現させる細菌性有機胚のリアーゼ（MERB）を発現させることを確立しました。ここでは、結果として得られるIHGのオートファジーに対する細胞毒性効果を明らかにし、それらの関係を解読しました。MEHGによるMERB発現細胞の治療は、それぞれオートファゴソームの形成と基質認識に関与するLC3BおよびP62のmRNAおよびタンパク質レベルを大幅に増加させます。オートファジー阻害剤クロロキン（CQ）を使用したオートファジックフラックスアッセイは、MEHG治療がMERB発現細胞でオートファジーを活性化するが、野生型細胞ではないことを明らかにしました。さらに、MEHG治療は、特にMerb発現細胞にユビキチン化タンパク質とp62の蓄積を誘導します。共焦点顕微鏡では、P62に関連する大きなユビキチン化タンパク質凝集体（Aggresomes）が、MEHG暴露時にMerb発現細胞の核周囲領域で一時的に形成されることが明らかになりました。一方、オートファジーフラックスの阻害は、Merb発現細胞のMEHG誘導細胞生存率を低下させます。全体として、我々の結果は、細胞がLC3BとP62を活性化してIHGによって引き起こされる細胞毒性を防ぐことにより、層状の形成とオートファジーの活性化を調節することを意味します。これらの発見は、IHGを介した毒性に対するオートファジーの役割に関する洞察を提供します。

Methylmercury (MeHg) is converted to inorganic mercury (iHg) in several organs; however, its impact on tissues and cells remains poorly understood. Previously, we established a bacterial organomercury lyase (MerB)-expressing mammalian cell line to overcome the low cell permeability of iHg and investigate its effects. Here, we elucidated the cytotoxic effects of the resultant iHg on autophagy and deciphered their relationship. Treatment of MerB-expressing cells with MeHg significantly increases the mRNA and protein levels of LC3B and p62, which are involved in autophagosome formation and substrate recognition, respectively. Autophagic flux assays using the autophagy inhibitor chloroquine (CQ) revealed that MeHg treatment activates autophagy in MerB-expressing cells but not in wild-type cells. Additionally, MeHg treatment induces the accumulation of ubiquitinated proteins and p62, specifically in MerB-expressing cells. Confocal microscopy revealed that large ubiquitinated protein aggregates (aggresomes) associated with p62 are formed transiently in the perinuclear region of MerB-expressing cells upon MeHg exposure. Meanwhile, inhibition of autophagic flux decreases the MeHg-induced cell viability of MerB-expressing cells. Overall, our results imply that cells regulate aggresome formation and autophagy activation by activating LC3B and p62 to prevent cytotoxicity caused by iHg. These findings provide insights into the role of autophagy against iHg-mediated toxicity.