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ヒト赤血球のヒ素とセレン酸塩の取り込みと隔離。セレノビス(S-グルタチオニル)アルジニウムイオンのヒト細胞内での形成の証拠
Human Red Blood Cell Uptake and Sequestration of Arsenite and Selenite: Evidence of Seleno-bis(S-glutathionyl) Arsinium Ion Formation in Human Cells.
PMID: 32652143 DOI: 10.1016/j.bcp.2020.114141.
抄録
全世界で2億人以上の人々が、汚染された飲料水からヒトの発がん性物質であるヒ素に曝されている。実験動物では、ヒ素と必須微量元素であるセレンは、セレンビス（S-グルタチオニル）アルシニウムイオン［(GS)AsSe］を形成することで相互に無害化され、胆道および糞便から排泄されます。動物の赤血球で形成された[(GS)AsSe]は、ヒ素とセレンを隔離し、毒性の影響を受けやすい末梢組織への両化合物の分布を遅らせる。ヒト赤血球では、ヒ素がセレン蓄積に及ぼす影響はほとんど知られていない。本研究の目的は、ヒト赤血球によるヒ素(As)とセレン(Se)の取り込みを特徴づけ、SeとAsがヒト赤血球における他方の蓄積を増加させるかどうかを決定し、最終的には[(GS)AsSe]の形成と隔離を介してこれが起こるかどうかを決定することであった。Se の蓄積は温度と Cl に依存し、4,4'-ジイソチオシアナトジヒドロスチルベン-2,2'-ジスルホン酸 (HDIDS) (IC 1 ± 0.2 µM) によって阻害され、30 µM で飽和に近づき、赤血球アニオン交換体 1 (AE1 またはバンド 3、遺伝子 SLC4A1) によって取り込まれていることが示唆された。AE1 を過剰発現させた HEK293 細胞では、Se の濃度依存的な取り込みが認められた。ヒト赤血球での取り込みは温度依存性であり、アクアグリセロポリン3阻害剤により一部減少し、飽和しなかった。Asは（アルブミンの存在下で）Seの蓄積を増加させ、Seはヒト赤血球におけるAsの蓄積を増加させた。近端X線吸収分光法により、AsとSeの両方に曝露されたヒト赤血球において[(GS)AsSe]が形成されていることが明らかになった。ヒト赤血球中の[(GS)AsSe]の固定化は、ヒ素の影響を受けやすい組織への分布を遅らせる可能性があり、ヒ素誘発性疾患を軽減する可能性がある。
Over 200 million people worldwide are exposed to the human carcinogen, arsenic, in contaminated drinking water. In laboratory animals, arsenic and the essential trace element, selenium, can undergo mutual detoxification through the formation of the seleno-bis(S-glutathionyl) arsinium ion [(GS)AsSe], which undergoes biliary and fecal elimination. [(GS)AsSe], formed in animal red blood cells (RBCs), sequesters arsenic and selenium, and slows the distribution of both compounds to peripheral tissues susceptible to toxic effects. In human RBCs, the influence of arsenic on selenium accumulation, and vice versa, is largely unknown. The study aims were to characterize arsenite (As) and selenite (Se) uptake by human RBCs, to determine if Se and As increase the respective accumulation of the other in human RBCs, and ultimately to determine if this occurs through the formation and sequestration of [(GS)AsSe]. Se accumulation was temperature and Cl-dependent, inhibited by 4,4'-diisothiocyanatodihydrostilbene-2,2'-disulfonic acid (HDIDS) (IC 1 ± 0.2 µM), and approached saturation at 30 µM, suggesting uptake is mediated by the erythrocyte anion-exchanger 1 (AE1 or Band 3, gene SLC4A1). HEK293 cells overexpressing AE1 showed concentration-dependent Se uptake. As uptake by human RBCs was temperature-dependent, partly reduced by aquaglyceroporin 3 inhibitors, and not saturated. As increased Se accumulation (in the presence of albumin) and Se increased As accumulation in human RBCs. Near-edge X-ray absorption spectroscopy revealed the formation of [(GS)AsSe] in human RBCs exposed to both As and Se. The sequestration of [(GS)AsSe] in human RBCs potentially slows arsenic distribution to susceptible tissues and could reduce arsenic-induced disease.
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