TNF-α刺激マクロファージは、A549肺細胞を鉄と酸化から保護します

以前、TNF-αは、細胞のグルタチオンとH-フェリチンの減少を増加させることにより、鉄触媒リソソームの破壊および細胞死に対して鉄曝露J774マクロファージを保護することを示しました。J774細胞は、酸化還元活性状態で潜在的に有害である大量の鉄を収容できるため、TNF-α刺激J774マクロファージは、共生中の肺駆動型酸化的殺害を防ぐと仮定しました。本研究では、三塩化鉄（水分補給鉄 - リン酸錯体として細胞によってエンドサイトーシスされている）は、主にJ774マクロファージのリソソーム内に堆積したが、A549細胞は同様に鉄露出し、鉄がはるかに少ない。しかし、酸化剤に挑戦すると、A549細胞の反応性リソソーム鉄は、特にTNF-αの存在下でリソソームの破壊と細胞死を促進しました。この効果は、TNF-αによるROS生成の上昇に起因しましたが、TNF-αによる保護分子（H-フェリチンおよび/または還元グルタチオン）の代償的アップレギュレーションは存在しませんでした。A549細胞死は、酸化剤の課題中に条件付き培地に鉄とTNF-αが存在する場合に特に顕著でした。したがって、培地における鉄駆動酸化反応は、リソソーム内で起こっている細胞よりもはるかに大きな危険でした。その結果、酸化剤チャレンジ中に培地に添加すると、鉄キレートルであるデフェロキサミンがA549細胞死を効率的に防止しました。TNF-α刺激肺細胞の共培養では、J774マクロファージがリソソーム内の鉄隔離された鉄と酸化反応および細胞死からA549細胞を保護しました。したがって、共培養肺細胞に対するTNF-αの集合効果は、主に細胞保護でした。

Previously, we have shown that TNF-α protects iron-exposed J774 macrophages against iron-catalyzed oxidative lysosomal disruption and cell death by increasing reduced glutathione and H-ferritin in cells. Because J774 cells are able to harbor large amounts of iron, which is potentially harmful in a redox-active state, we hypothesized that TNF-α-stimulated J774 macrophages will prevent iron-driven oxidative killing of alveolar epithelial A549 cells in co-culture. In the present study, iron trichloride (which is endocytosed by cells as hydrated iron-phosphate complexes) was mainly deposited inside the lysosomes of J774 macrophages, while A549 cells, equally iron exposed, accumulated much less iron. When challenged by oxidants, however, reactive lysosomal iron in A549 cells promoted lysosomal disruption and cell death, particularly in the presence of TNF-α. This effect resulted from an elevation in ROS generation by TNF-α, while a compensatory upregulation of protective molecules (H-ferritin and/or reduced glutathione) by TNF-α was absent. A549 cell death was particularly pronounced when iron and TNF-α were present in the conditioned medium during oxidant challenge; thus, iron-driven oxidative reactions in the culture medium were a much greater hazard to A549 cells than those taking place inside their lysosomes. Consequently, the iron chelator, deferoxamine, efficiently prevented A549 cell death when added to the culture medium during an oxidant challenge. In co-cultures of TNF-α-stimulated lung cells, J774 macrophages sequestered iron inside their lysosomes and protected A549 cells from oxidative reactions and cell death. Thus, the collective effect of TNF-α on co-cultured lung cells was mainly cytoprotective.