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エンドスルファンはHUVECにおけるPTP4A3を介したシグナル伝達経路を介した細胞移動を促進する
Endosulfan promotes cell migration via PTP4A3-mediated signaling pathways in HUVECs.
PMID: 32044604 DOI: 10.1016/j.ecoenv.2020.110267.
抄録
エンドスルファンは難分解性有機汚染物質であり、心血管疾患と密接に関連した内皮機能障害を引き起こす可能性がある。内皮細胞の遊走は、動脈硬化や血管新生において重要な役割を果たしている。本研究の目的は、環境に関連した用量のエンドスルファンの内皮細胞遊走への影響とその基礎となる分子機構を調べることであった。ヒト臍帯静脈内皮細胞（HUVEC）を、阻害剤の存在下または非存在下でDMSO（コントロール）またはエンドスルファン（0.1、1、10および20μM）で処理した。創傷治癒およびトランスウェルアッセイは、内皮細胞遊走に対するエンドスルファンの効果を探索するために採用した。遺伝子またはタンパク質の発現は、リアルタイムPCRまたは免疫ブロッティングによってアッセイした。その結果、相対的に低濃度（0.1, 1, 10, 20μM）のエンドスルファンは、曝露後12時間で細胞の縦横移動能力を増加させることが示された。この細胞効果に伴い、エンドスルファンを暴露した内皮細胞では、Protein-tyrosine Phosphatase 4A3 (PTP4A3)の発現が有意に増加していた。PTP4A3の特異的阻害剤は、20μMエンドスルファン誘発細胞移動、Srcの発現とリン酸化、および焦点接着キナーゼ（FAK）のリン酸化を有意に阻害した。エンドスルファンへの曝露は、ホスホイノシチド3-キナーゼ(PI3K)/AKT、マイトジェン活性化プロテインキナーゼ(MAPK)、核内因子κB(NF-κB)を含む様々なシグナル伝達経路の活性化をもたらし、これらのシグナル伝達経路はPTP4A3阻害剤または各シグナル伝達経路に特異的な阻害剤によって抑制された。エンドスルファンへの曝露は、HUVECにおいて一酸化窒素産生を有意に減少させ、酸化ストレスを引き起こした。これらの知見は、エンドスルファンが内皮細胞においてPTP4A3を介した様々なシグナル伝達経路を介して細胞移動を促進したことを示唆している。
Endosulfan is a persistent organic pollutant and can cause endothelial dysfunction, closely related to cardiovascular diseases. Endothelial cell migration plays a critical role in atherosclerosis and angiogenesis. This study was aimed to investigate the effect of environmentally relevant doses of endosulfan and underlying molecular mechanism on endothelial cell migration. Human umbilical vein endothelial cells (HUVECs) were treated with DMSO (control) or endosulfan (0.1, 1, 10 and 20 μM) in the presence or absence of inhibitors. Wound healing and Transwell assay were employed to explore the effect of endosulfan on endothelial cell migration. The expression of genes or proteins was assayed by real-time PCR or immunoblotting. The results showed that endosulfan at relative low concentration (0.1, 1, 10 and 20 μM) increased cell migration ability horizontally and vertically at 12 h after exposure. In line with this cellular effect, Protein-tyrosine Phosphatase 4A3 (PTP4A3) expression was significantly increased in endosulfan-exposed endothelial cells. Specific inhibitor of PTP4A3 significantly inhibited 20 μM endosulfan-induced cell migration, the expression and phosphorylation of Src and phosphorylation of focal adhesion kinase (FAK). Exposure to endosulfan resulted in activation of various signaling pathways including phosphoinositide 3-kinase (PI3K)/AKT, mitogen-activated protein kinase (MAPK) and nuclear factor kappa B (NF-κB), which were suppressed by PTP4A3 inhibitor or specific inhibitor for each signaling pathway. Exposure to endosulfan significantly reduced nitric oxide production and caused oxidative stress in HUVECs. These findings suggest that endosulfan promoted cell migration through PTP4A3-mediated various signaling pathways in endothelial cells.
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