環境関連濃度のパーフルオロオクタン酸がゼブラフィッシュ（Danio rerio）の脾臓に誘導する免疫抑制のメカニズム

Mechanism of immunosuppression in zebrafish (Danio rerio) spleen induced by environmentally relevant concentrations of perfluorooctanoic acid.

• Yuchi Zhong
• Lilai Shen
• Xueping Ye
• Dongren Zhou
• Yunyi He
• Hangjun Zhang

抄録

パーフルオロオクタン酸 (PFOA) は新しい永続的な有機性汚染物質として識別されました。この汚染物質は水中や環境中に遍在しています。PFOAは魚類に毒性があるが、正確な免疫毒性のメカニズムは不明である。本研究では、HPLC-MS分析により、ゼブラフィッシュの脾臓にPFOAが蓄積することを証明した。7日目と14日目のデータを比較したところ、0.1mg/LのPFOA処理群でも脾臓の累積含有量は26％と有意に増加していた。形態学的観察から、PFOAはゼブラフィッシュの脾臓において、液胞化、リポフスチン顆粒の生成、ミトコンドリアの腫脹を誘導し、免疫細胞を傷害することが明らかになった。また、Toll様受容体2(TLR2)/骨髄分化因子88(myd88)/NF-κB(P65)経路は、インターフェロン(IFN)とB細胞活性化因子(BAFF)のmRNA発現レベルを仲介し、免疫グロブリン(Ig)の分泌をさらに制御しています。RT-PCRの結果、1mg/L群のPFOA曝露後のP65及びIFNの発現量は、対照群と比較して、それぞれ4.03倍及び3.28倍に用量依存的に増加した。線形相関係数(r)を解析したところ、Ig媒介経路がPFOAの影響を受けうることが示された。例えば、IgDとP65の間のrは、PFOAに長時間曝露すると0.641(7d)から0.295(14d)に減少し、IgDとIFNの間のrは0.562(7d)から0.808(14d)に増加した。三角プロット法により、PFOA濃度の上昇とPFOAへの長時間の曝露がIg分泌を阻害することが強く示された。したがって、ゼブラフィッシュの免疫器官、特に脾臓はPFOAに対して脆弱であることが明らかになった。これらの結果は、PFOAによって誘発される可能性のある非発がん性リスクメカニズムの理解を深めるのに役立つと考えられます。

Perfluorooctanoic acid (PFOA) has been identified as a new persistent organic pollutant. This pollutant is ubiquitous in water and environments. Although PFOA is toxic to fishes, the precise immunotoxicological mechanism remains unclear. In this study, HPLC-MS analysis proved that PFOA can accumulate in the spleen of zebrafish. As comparison of 7-day and 14-day data, the cumulative content in the spleen significantly increased by 26% even in the 0.1 mg/L PFOA-treated group. Morphological observations revealed that PFOA can damage immune cells in zebrafish spleen by inducing vacuolization, lipofuscin granule production, and mitochondrial swelling. The Toll-like receptor 2 (TLR2)/myeloid differentiation factor 88 (myd88)/NF-κB (P65) pathway can mediate the mRNA expression levels of interferon (IFN) and B cell-activating factor (BAFF); immunoglobulin (Ig) secretion is further regulated. RT-PCR results indicated that the expression levels of P65 and IFN in the 1 mg/L group after PFOA exposure for 7 d increased by 4.03- and 3.28-fold, respectively, in a dose-dependent manner compared with those of the control group. The linear correlation coefficient (r) was analyzed, and the results indicated that the Ig-mediated pathway can be affected by PFOA. For example, the r between IgD and P65 decreased from 0.641 (7 d) to 0.295 (14 d) after the cells were exposed to PFOA for a prolonged time; the r between IgD and IFN increased from 0.562 (7 d) to 0.808 (14 d). The triangle plot method strongly demonstrated that increased PFOA concentration and prolonged exposure to PFOA can inhibit Ig secretion. Therefore, immune organs, particularly the spleen, of zebrafish are vulnerable to PFOA. These results can help to improve the understanding of the possible noncarcinogenic risk mechanisms induced by PFOA.

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