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多糖類のピロプトーシス-関連アミロイドβオリゴマー誘発性成人網膜色素上皮19細胞損傷への効果
The Effect of Polysaccharides on Pyroptosis-Associated Amyloid β Oligomers-Induced Adult Retinal Pigment Epithelium 19 Cell Damage.
PMID: 32629957 DOI: 10.3390/ijms21134658.
抄録
加齢黄斑変性症(AMD)は、治療法が限られている視力を脅かす疾患である。我々は、アミロイドβ（Aβ）が膿栓症を引き起こすかどうかを調べ、in vitro AMDモデルであるAβオリゴマー誘発網膜色素上皮19（ARPE-19）損傷に対する多糖類（LBP）の影響を評価した。ウェスタンブロットで確認されたAβオリゴマーを、24時間LBP処理の有無にかかわらずARPE-19細胞に添加した。Aβオリゴマーは、光顕微鏡下では明らかな形態学的変化を伴うARPE-19細胞の生存率を有意に低下させた。SEMでは、泡状に膨潤した細胞と細胞膜の破裂が観察され、これはピロプトーシスの形態学的特徴である。また，ELISA検査では，パイロプトーシスの最終産物であるIL-1βとIL-18の発現が増加していた．LBPを24時間投与しても、ARPE-19細胞には毒性はなく、Aβのオリゴマー化を用量依存的に阻害しながら、細胞の生存率と形態を改善した。さらに、Aβオリゴマーは、NOD様受容体プロテイン3（NLRP3）、カスパーゼ1、GSDMD膜N末端切断産物（GSDMD-N）を含むパイロプトーシスマーカーの細胞免疫反応性を上昇させ、LBP処理によってこれらの反応性を逆転させることができました。以上のことから、LBPは抗Aβオリゴマー化作用を有し、抗Aβオリゴマー化作用と抗ピロポトーシス作用により、Aβオリゴマー誘発性のARPE-19細胞損傷を効果的に保護することが明らかになった。
Age-related macular degeneration (AMD) is a sight-threatening disease with limited treatment options. We investigated whether amyloid β (Aβ) could cause pyroptosis and evaluated the effects of polysaccharides (LBP) on Aβ oligomers-induced retinal pigment epithelium 19 (ARPE-19) damage, which is an in vitro AMD model. Aβ oligomers verified by Western blot were added to ARPE-19 cells with or without 24 h LBP treatment. Aβ oligomers significantly decreased ARPE-19 cell viability with obvious morphological changes under light microscopy. SEM revealed swollen cells with a bubbling appearance and ruptured cell membrane, which are morphological characteristics of pyroptosis. ELISA results showed increased expression of IL-1β and IL-18, which are the final products of pyroptosis. LBP administration for 24 h had no toxic effects on ARPE-19 cells and improved cell viability and morphology while disrupting Aβ oligomerization in a dose-dependent manner. Furthermore, Aβ oligomers up-regulated the cellular immunoreactivity of pyroptosis markers including NOD-like receptors protein 3 (NLRP3), caspase-1, and membrane N-terminal cleavage product of GSDMD (GSDMD-N), which could be reversed by LBP treatment. Taken together, this study showed that LBP effectively protects the Aβ oligomers-induced pyroptotic ARPE-19 cell damages by its anti-Aβ oligomerization properties and its anti-pyroptotic effects.