SMPDL3Bによるヒト糸球体内皮細胞の放射線誘発損傷の調節

Modulation of radiation-induced damage of human glomerular endothelial cells by SMPDL3B.

• Alaa Abou Daher
• Marina Francis
• Patrick Azzam
• Anis Ahmad
• Assaad A Eid
• Alessia Fornoni
• Brian Marples
• Youssef H Zeidan

抄録

放射線誘発性腎症に関与する細胞内分子経路はまだ十分に理解されていない。糸球体内皮細胞は糸球体濾過障壁の構造と機能の重要な構成要素であるが、その損傷と修復に関与するメカニズムについてはほとんど知られていない。本研究では、不死化ヒト糸球体内皮細胞（GEnC）の電離放射線（IR）に対する応答を明らかにした。我々は、スフィンゴ脂質と脂質修飾酵素スフィンゴミエリンホスホジエステラーゼ酸様3b(SMPDL3b)の放射線誘発GEnC損傷における役割を調べた。単線量の放射線を照射した後、長鎖および非常に長鎖のセラミド種とSMPDL3bの発現レベルが上昇した。一方、セラミドキナーゼ(CERK)のmRNA及びタンパク質レベルは安定していたが、セラミド-1-リン酸(C1P)レベルは時間依存的に低下した。C1Pの投与やSMPDL3bのノックダウンは、細胞の生存率を部分的に回復させ、放射線防護効果をもたらした。また、放射線誘発GEnC損傷におけるNADPH酸化酵素（NOX）、すなわちNOX1とNOX由来の活性酸素種（ROS）の新たな役割についても報告した。培養内皮細胞を放射線に曝露すると、NOX活性とスーパーオキシドアニオンの生成が増加した。NOX1特異的siRNAを用いてNOX1をサイレンシングすると、放射線誘発性酸化ストレスと細胞傷害が軽減された。さらに、NOXとSMPDL3bとの間に新たな関連があることを報告した。NOX阻害剤であるGKTを投与すると、放射線誘発細胞傷害が減少し、SMPDL3bの発現量が回復した。これらの知見は、SMPDL3bが放射線誘発性腎障害の治療標的として重要であることを示している。

The intracellular molecular pathways involved in radiation-induced nephropathy are still poorly understood. Glomerular endothelial cells are key components of the structure and function of the glomerular filtration barrier but little is known about the mechanisms implicated in their injury and repair. The current study establishes the response of immortalized human glomerular endothelial cells (GEnC) to ionizing radiation (IR). We investigated the role of sphingolipids and the lipid-modifying enzyme sphingomyelin phosphodiesterase acid-like 3b (SMPDL3b) in radiation-induced GEnC damage. After delivering a single dose of radiation, long and very-long-chain ceramide species, and the expression levels of SMPDL3b were elevated. In contrast, levels of ceramide-1-phosphate (C1P) dropped in a time-dependent manner although mRNA and protein levels of ceramide kinase (CERK) remained stable. Treatment with C1P or knocking down SMPDL3b partially restored cell survival and conferred radioprotection. We also report a novel role for the NADPH oxidase enzymes (NOXs), namely NOX1, and NOX-derived reactive oxygen species (ROS) in radiation-induced GEnC damage. Subjecting cultured endothelial cells to radiation was associated with increased NOX activity and superoxide anion generation. Silencing NOX1 using NOX1-specific siRNA mitigated radiation-induced oxidative stress and cellular injury. In addition, we report a novel connection between NOX and SMPDL3b. Treatment with the NOX inhibitor, GKT, decreased radiation-induced cellular injury and restored SMPDL3b basal levels of expression. Our findings indicate the importance of SMPDL3b as a potential therapeutic target in radiation-induced kidney damage.

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