《Food and Chemical Toxicology》:Organotins differentially modulate immune reporter responses across THP-1 monocyte–macrophage states
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•六株THP-1报告细胞系用于刻画八种有机锡在不同细胞状态下的作用。•有机锡诱导的报告活性在THP-1不同细胞状态间可发生方向反转。•在大多数暴露条件下,CXCL9和CD80报告活性降低。•CD163报告响应可在M2a和M2c条件之间发生反转。引言有机锡化合物被广泛用于防污涂
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六株THP-1报告细胞系用于刻画八种有机锡在不同细胞状态下的作用。
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有机锡诱导的报告活性在THP-1不同细胞状态间可发生方向反转。
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在大多数暴露条件下,CXCL9和CD80报告活性降低。
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CD163报告响应可在M2a和M2c条件之间发生反转。
引言
有机锡化合物被广泛用于防污涂料及其他工业和生物杀灭产品,长期以来引发了关于暴露和毒性的担忧[1]。一个主要关注点是它们对免疫功能的影响,其效应因化合物和响应类型而异。三丁基锡(TBT)、二丁基锡(DBT)和单丁基锡降低了人自然杀伤细胞的杀伤功能[2],而对甲基到苯基的三有机锡系列进行的直接比较发现,这四种化合物对人自然杀伤细胞杀伤功能的影响存在明显差异[3]。在小鼠中,三丁基锡氧化物增加了受刺激的腹腔巨噬细胞的NO和TNF-α产生,而三丁基锡氯化物则没有[4]。DBT削弱了糖皮质激素对LPS诱导的TNF和IL-6产生的抑制作用,这存在于原代人巨噬细胞和THP-1来源的巨噬细胞中[5]。
巨噬细胞是固有免疫的核心组成部分,参与协调宿主防御、炎症和组织修复[6]。其可塑性使它们能够根据不同信号采用不同的表型[6]。对暴露于28种刺激物的原代人巨噬细胞进行的微阵列分析显示,不同条件下的基因表达响应各不相同[7]。当处于不同状态的原代人巨噬细胞暴露于多氯联苯混合物时,M1细胞中的CD14、CD16和CD86变化很小,而M2a和M2c细胞中的CD163和CD206下降;在所有三种状态中IL-8升高而IL-10降低[8]。因此,巨噬细胞状态可能影响对化学暴露的免疫响应。
先前的有机锡实验在一定程度上探讨了巨噬细胞刺激是否改变观察到的响应。TBT增强了骨髓来源和RAW 264.7巨噬细胞中棕榈酸诱导的Tnf、Nos2、Stat1和Socs3表达[9]。经LPS预处理后,三甲基锡和三乙基锡增加IL-1β但减少TNF-α释放,而三苯基锡增加TNF-α;在未预处理的情况下,四种受测三有机锡均未能增加IL-1β[10]。在PMA分化的THP-1巨噬细胞中,三甲基锡增加TNF-α和IL-6 mRNA但减少MCP-1和MIP-1α mRNA[11]。既往研究主要关注一种或少数几种巨噬细胞条件下的炎症,使得不同有机锡的效果在不同巨噬细胞状态和免疫响应间是否存在差异尚不清楚。
在此,我们建立了六株稳定的THP-1启动子–海萤素荧光素酶报告细胞系,用于研究涉及炎症细胞因子(IL1B和TNF)、趋化因子(CXCL8和CXCL9)以及巨噬细胞激活相关基因(CD80和CD163)的免疫响应。为拓展有机锡免疫毒性的研究范围,我们选择了涵盖单有机锡、双有机锡、三有机锡和四有机锡结构,并带有烷基、烯基、环烷基和芳基取代基的八种有机锡化合物。我们比较了它们在THP-1单核细胞以及M0类、M1类和M2a类细胞中的效应,并对CD163增加了M2c类条件,并利用分子对接探索了其与免疫相关蛋白的可能相互作用。
章节摘要
有机锡化合物
三辛基锡氯化物(TOTC;源叶,B29424-10mg)、三正丙基锡氯化物(TPrTC;Dr. Ehrenstorfer,DRE-C17893850)、三苯基锡氯化物(TPTC;Macklin,中国上海;T819639-5g)、三甲基锡氯化物(TMTC;Macklin,中国上海;T889439-1g)、二甲基锡二氯化物(DMTC;Macklin,中国上海;D807930-5g)、四乙烯基锡(TVT;Macklin,中国上海;T865382-1g)、丁基锡氯化物二氢氧化物(BCTD;Macklin,中国上海;B859544-5g)以及三环己基锡氯化物(TCHTC;
六株稳定THP-1报告细胞系及四种单核细胞–巨噬细胞状态建立了免疫响应平台
我们建立了六株独立的稳定THP-1报告细胞系。在这六株细胞系中,分泌型海萤素荧光素酶(GLuc)的表达分别由IL1B、TNF、CXCL8、CXCL9、CD80和CD163启动子驱动(图1a)。这些细胞系在四种THP-1状态中进行了评估:单核细胞、PMA诱导的M0类细胞、用LPS和IFN-γ条件化的M1类细胞,以及用IL-4和IL-13条件化的M2a类细胞(图1b)14, 15, 16。每种状态的细胞均暴露于表1中列出的八种有机锡化合物。
讨论
有机锡暴露并未导致免疫活动出现一致的增加或降低。相反,其效应随巨噬细胞条件化而变化,且在不同免疫响应之间存在差异。这些差异也与有机锡结构相关,但无法用单一的对接模式来解释。综合来看,这些发现表明,对有机锡的免疫响应是由巨噬细胞状态和有机锡身份共同塑造的。
先前的研究表明,巨噬细胞背景可以
结论
有机锡诱导的免疫响应既取决于化合物身份,也取决于单核细胞–巨噬细胞状态。响应在巨噬细胞条件化后有时会发生反转,且所考察的免疫响应并非平行变化。等浓度分析能够区分单个有机锡的特征谱,而对齐并不能完全解释这些差异。综合来看,这些发现推进了对化学免疫毒性的更广泛认识——即作为随有毒物质身份和细胞状态而变化的响应。
CRediT作者贡献声明
Chenxi Liang:写作 – 审阅与编辑,写作 – 原稿撰写,方法论,调查研究,形式化分析,数据整理,概念化。Shujun Cheng:写作 – 审阅与编辑,监督指导,项目管理,概念化。Qian Ba:写作 – 审阅与编辑,监督指导,项目管理,资金获取,概念化。Mayu Sun:方法论,调查研究。Xinyi Cao:验证,方法论,调查研究。Minjie Li:方法论,调查研究。Yan Liu:
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Qian Ba、Chenxi Liang和Mayu Sun是本工作相关专利申请中的发明人。其他作者声明不存在利益冲突。
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资金
本工作得到了国家重点研发计划(编号:2022YFF0606703)和国家自然科学基金(编号:82574628)的支持。
利益冲突声明
? 作者声明以下财务利益/个人关系可能被视为潜在利益冲突:Qian Ba报告获得了国家重点研发计划的财务支持。Qian Ba报告获得了国家自然科学基金的财务支持。Qian Ba有专利#202610087377.8有待批于上海交通大学医学院。Qian Ba有专利#202610087379.7有待批于上海交通
Chenxi Liang|Mayu Sun|Xinyi Cao|Minjie Li|Lianghong Guo|Xia Gao|Yan Liu|Hui Wang|Shujun Cheng|Qian Ba