미세먼지와 산화적 스트레스에 의한 인간 폐 상피 A549 세포에의 ROS 의존적 자가포식 유도 (The Induction of ROS-dependent Autophagy by Particulate Matter 2.5 and Hydrogen Peroxide in Human Lung Epithelial A549 Cells)

서지정보

· 발행기관 : 한국생명과학회
· 수록지 정보 : 생명과학회지 / 32권 / 4호 / 310 ~ 317페이지
· 저자명 : 박범수, 김다혜, 황보현, 이혜숙, 홍수현, 정재훈, 최영현

초록

최근 인체에 유해한 요인으로 대기오염의 주성분인 미세먼지에 대한 관심이 증가하고 있다. 특히 직경이 2.5 μm 미만인 PM2.5는 인간의 폐 상피세포에서 자가포식을 동반한 산화적 스트레스를 유발하는 것으로 알려져 있다. 그러나 PM2.5가 산화적 스트레스 하에서 자가포식을 증가시키는지와 이 과정이 ROS 의존적인지에 대한 연구는 충분하지 않은 실정이다. 본 연구에서는 PM2.5가 인간 폐 상피 A594 세포에서 ROS 생성을 통해 자가포식을 촉진하는지를 조사하였다. 우리의 결과에 의하면, PM2.5와 H2O2를 함께 처리한 세포에서는 각각이 단독 처리된 세포에 비하여 세포 생존력이 유의적으로 감소하였으며, 이는 전체 및 미토콘드리아 ROS 생성의 증가와 관련이 있었다. 또한, PM2.5와 H2O2의 동시 처리는 Cyto-ID 염색을 통해 확인된 바와 같이 자가포식 유도의 증가와 LC3, p62 및 beclin 1과 같은 자가포식 바이오 마커 단백질의 발현을 증가시켰다. 그러나 NAC의 ​​전처리에 의하여 ROS의 생성을 인위적으로 차단하였을 경우, PM2.5와 H2O2의 동시 처리에 의한 세포 생존율의 감소와 자가포식 유도는 현저하게 억제되었다. 따라서, PM2.5에 의해 유도된 ROS 생성이 A549 세포에서 자가포식 유도에 중요한 역할을 할 것으로 추측되며, 이는 PM2.5에 의해 유도될 수 있는 폐 기능 손상이 산화적 스트레스 하에서 더욱 증가할 수 있음을 의미한다.

영어초록

Recently, interest in the harmful factors of particulate matter (PM), a major component of air pollution, has been increasing. In particular, PM2.5 with a diameter of less than 2.5 μm is well known to induce oxidative stress accompanied by autophagy in human lung epithelial cells. However, studies on whether PM2.5 increases autophagy under oxidative stress and whether this process is reactive oxygen species (ROS)-dependent are insufficient. Therefore, in this study, we investigated whether PM2.5 promotes autophagy through the generation of ROS in human alveolar epithelial A594 cells. According to our results, cells co-treated with PM2.5 and hydrogen peroxide (H2O2) showed a lower cell viability than cells treated with each alone, which was associated with increased total and mitochondrial ROS production. The co-treatment of PM2.5 and H2O2 also increased autophagy induction, which was confirmed through Cyto-ID staining, and the expression of autophagy biomarker proteins increased. However, when ROS generation was artificially blocked by N-acetyl-L-cysteine pretreatment, the reduction in cell viability and induction of autophagy by PM2.5 and H2O2 co-treatment were markedly attenuated. Therefore, the present results suggest that PM2.5-induced ROS generation may play a critical role in autophagy induction in A549 cells.

참고자료

· 없음