THP1単球/マクロファージによる4-ヒドロキシ-2-Trans-Nonenalの異化と、この脂質電気栄養症によるカルボキシレステーゼの不活性化

細胞および組織の酸化ストレスは、定量的に重要な4-ヒドロキシ-2-trans-nonenal（HNE）などの脂質電気栄養剤の品揃えの形成につながります。この細胞毒性のアルデヒドはアテローム性ですが、関与するメカニズムは不明です。HNEレベルの上昇は、タンパク質の内転を介してマクロファージでエステラーゼおよびリパーゼ活性を直接不活性化し、したがって泡細胞形成とその後のアテローム性動脈硬化を加速する生化学的病変を生成できると仮定します。本研究では、さまざまな生理学的尺度（すなわち、純粋な組換え酵素、細胞溶解物、および無傷の生細胞）でのヒトTHP1単球/マクロファージにおけるエステラーゼおよびリパーゼ活性に対するHNE治療の効果を調べました。細菌およびヒトカルボキシルエステラーゼ酵素（それぞれPNBCEおよびCES1）の加水分解活性は、時間および濃度依存的にin vitroでHNEによって不活性化されました。さらに、THP1細胞溶解物と無傷のTHP1単球およびマクロファージの加水分解活性も同様でした。組換えCES1の単一のリジン残基（LYS105）は、マイケル添加反応を介してHNEによって修飾されましたが、孤立還元システイン残基（CYS389）は修正されていません。細胞溶解物および無傷の細胞の脂肪分解活性は、エステロリ溶解活性よりもHNEの阻害効果により敏感でした。さらに、HNE抗体を使用した免疫ブロッティング分析により、比較的高いHNE濃度（>50μM）ではあるが、無傷のTHP1単球の治療後、HNEによっていくつかの細胞タンパク質が付加されたことが確認されました。予想外に、CES1とは対照的に、組換えヒトCES2をHNEで処理すると、未処理の酵素と比較して酵素活性が約3倍増加しました。さらに、THP1単球/マクロファージはHNEを効率的に代謝することができ、HNEのグルタチオンの結合は、その異化の約43％の原因です。この研究は、ヒト単球/マクロファージ細胞におけるこの生化学的活性を阻害するHNEの可能性を調べることにより、この重要な問題に対処するための第一歩を踏み出しましたが、アテローム発生に関する細胞加水分解酵素のHNE媒介不活性化の機能的重要性は曖昧なままです。ライン。

Oxidative stress in cells and tissues leads to the formation of an assortment of lipid electrophiles, such as the quantitatively important 4-hydroxy-2-trans-nonenal (HNE). Although this cytotoxic aldehyde is atherogenic the mechanisms involved are unclear. We hypothesize that elevated HNE levels can directly inactivate esterase and lipase activities in macrophages via protein adduction, thus generating a biochemical lesion that accelerates foam cell formation and subsequent atherosclerosis. In the present study we examined the effects of HNE treatment on esterase and lipase activities in human THP1 monocytes/macrophages at various physiological scales (i.e., pure recombinant enzymes, cell lysate, and intact living cells). The hydrolytic activities of bacterial and human carboxylesterase enzymes (pnbCE and CES1, respectively) were inactivated by HNE in vitro in a time- and concentration-dependent manner. In addition, so were the hydrolytic activities of THP1 cell lysates and intact THP1 monocytes and macrophages. A single lysine residue (Lys105) in recombinant CES1 was modified by HNE via a Michael addition reaction, whereas the lone reduced cysteine residue (Cys389) was found unmodified. The lipolytic activity of cell lysates and intact cells was more sensitive to the inhibitory effects of HNE than the esterolytic activity. Moreover, immunoblotting analysis using HNE antibodies confirmed that several cellular proteins were adducted by HNE following treatment of intact THP1 monocytes, albeit at relatively high HNE concentrations (>50μM). Unexpectedly, in contrast to CES1, the treatment of a recombinant human CES2 with HNE enhanced its enzymatic activity ∼3-fold compared to untreated enzyme. In addition, THP1 monocytes/macrophages can efficiently metabolize HNE, and glutathione conjugation of HNE is responsible for ∼43% of its catabolism. The functional importance of HNE-mediated inactivation of cellular hydrolytic enzymes with respect to atherogenesis remains obscure, although this study has taken a first step toward addressing this important issue by examining the potential of HNE to inhibit this biochemical activity in a human monocyte/macrophage cell line.