エンドサルファンはIRE1α/NF-κBシグナル伝達経路を介して内皮の炎症や機能障害を誘導する

Endosulfan induces endothelial inflammation and dysfunction via IRE1α/NF-κB signaling pathway.

• ShiTian Sun
• ZhengGuo Ji
• JiaRong Fu
• Xi-Feng Wang
• Lian-Shuang Zhang

抄録

心血管疾患は血管内皮細胞傷害と関連しており、我々の先行研究では、エンドサルファンが内皮細胞傷害を誘導して血液の高凝固を引き起こす可能性があることが示されています。そのメカニズムを明らかにするために、ヒト臍帯静脈内皮細胞（HUVEC）を0, 1, 5, 10μg/mLのエンドスルファンで処理し、阻害群では活性酸素種（ROS）阻害剤N-アセチルシステイン（NAC、3mmol）と小胞体ストレス阻害剤（STF-083010、10μmol）をエンドスルファンの前にインキュベートした。その結果、エンドスルファンは、インターロイキン-1β（IL-1β）、インターロイキン-6（IL-6）、腫瘍壊死因子α（TNF-α）などの炎症性サイトカインや、血管細胞接着分子1（VCAM-1）、エンドセリン-1（ET-1）などの接着分子の放出を増加させ、HUVECにおける活性酸素産生を誘導することで、炎症反応や機能不全を誘導することがわかった。また、エンドスルファンがER損傷を引き起こし、イノシトール要求酵素1α(IRE1α)の発現を著しく増加させることを見出した。)、リン酸化 IRE1α(p-IRE1α)、GRP78、XBP1、核内因子κB(NF-κB)、リン酸化 NF-κB(p-NF-κB)の発現を増加させることが明らかになりました。一方、STF-083010はGRP78、XBP1、NF-κB、p-NF-κBの発現レベルを低下させ、エンドスルファンによって誘導されるIL-1β、IL-6、TNF-α、VCAM-1、ET-1遊離を減衰させることができた。これらの結果から、エンドスルファンによる内皮の炎症や機能障害は、IRE1α/NF-κBシグナル伝達経路を介して酸化ストレスによって誘発される可能性があることが明らかになりました。本研究は、環境汚染物質（エンドサルファン）と心血管疾患との相関関係を示す実験的根拠となりました。

Cardiovascular diseases are related to vascular endothelial cell injury; our previous studies showed that endosulfan could cause hypercoagulation of blood by inducing endothelial cell injury. To clarify the mechanism of it, we treated human umbilical vein endothelial cells (HUVECs) with 0, 1, 5, and 10 μg/mL endosulfan, while in the inhibition groups, reactive oxygen species (ROS) inhibitor N-acetylcysteine (NAC, 3 mmol) and endoplasmic reticulum (ER) stress inhibitor (STF-083010, 10 μmol) were incubated prior to endosulfan. The results showed that endosulfan could induce inflammatory response and dysfunction by increasing the release of inflammatory cytokines such as interleukin-1β (IL-1β), interleukin-6 (IL-6), tumor necrosis factor alpha (TNF-α), and adhesion molecules such as vascular cell adhesion molecule 1 (VCAM-1) and endothelin-1 (ET-1), and inducing ROS production in HUVECs. We also found that endosulfan could cause ER damage, remarkably increase the expressions of inositol-requiring enzyme 1α (IRE1α), phosphorylated IRE1α (p-IRE1α), GRP78, XBP1, nuclear factor-kappa B (NF-κB), and phosphorylated NF-κB (p-NF-κB) in HUVECs. The presence of NAC antagonized the ROS production, expressions of IRE1α and p-IRE1α; however, STF-083010 could decrease the expression levels of GRP78, XBP1, NF-κB, and p-NF-κB and attenuate IL-1β, IL-6, TNF-α, VCAM-1, and ET-1 release induced by endosulfan. These results demonstrated that endosulfan-induced endothelial inflammation and dysfunction through the IRE1α/NF-κB signaling pathway may be triggered by oxidative stress. The study provided experimental basis for the correlation between environmental pollutants (endosulfan) and cardiovascular diseases.