Menadione-induced cell death in Ginkgo biloba cell cultures

概要

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Menadione induces apoptosis in the cells of many animal species and of some plant species. We report here on the detection of apoptotic features in menadione-treated ginkgo suspensioncultured cells. Treatment of gingko cells with menadione at concentrations of 300 and 1000μM caused a rapid loss of cell viability, and agarose gel electrophoresis of DNA extracted from the dying cells revealed the ladder pattern that is one of the hallmarks of apoptosis. Increases in superoxide anion and hydrogen peroxide levels were observed in the culture within a few seconds after menadione addition. The effects of known apoptosis inhibitors on menadione-induced cell injury were also examined. Catalase, superoxide dismutase (SOD), and a caspase-specific inhibitor had little or no inhibitory effect on the loss of cell viability. Treatment with several concentrations of the immunosuppressive drug cyclosporin A (CsA), which prevents mitochondrial dysfunction, reduced DNA fragmentation in a dose-dependent manner, but did not inhibit the loss of cell viability. These results show that menadione induces apoptotic cell death in ginkgo cells and that mitochondria may play a role in the cell degradation process.メナジオンは，多くの動物細胞及びいくつかの植物細胞においてアポトーシスを誘導することが知られている。本稿では，イチョウ懸濁培養細胞をメナジオン処理した際に観察されるアポトーシス様の細胞死について報告する。イチョウ懸濁培養細胞を300μM又は1000μMのメナジオンで処理することにより，細胞生存率の急速な低下が引き起こされるとともに，それらの細胞から抽出したDNA の電気泳動像が，アポトーシスの特徴のひとつであるラダー状のパターンを呈することが明らかになった。また，メナジオン処理の後数秒以内に細胞系中のスーパーオキサイドアニオン及び過酸化水素の濃度が上昇することが確認された。メナジオンによる細胞傷害に対する，既知のアポトーシス阻害剤の影響についても検討した。カタラーゼ，スーパーオキサイドディスムターゼ，及びカスパーゼ特異的阻害剤は細胞生存率の低下をほとんど抑制しなかった。サイクロスポリンAは，用量依存的にDNAの分解を軽減したが，細胞生存率の低下は抑制しなかった。サイクロスポリンAは免疫抑制剤であり，ミトコンドリアの機能障害を抑制する作用を持つことが知られている。これらの結果から，メナジオンはイチョウ培養細胞においてアポトーシス様の細胞死を誘導すること，及びメナジオン処理細胞での細胞の分解過程にミトコンドリアが関与している可能性があることが示された。

Menadione-induced cell death in Ginkgo biloba cell cultures

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