环境污染物BDE-47会改变巨噬细胞来源的细胞外囊泡中的糖链和微小RNA（microRNA）表达特征，并调控细胞衰老信号通路

《Cell Communication and Signaling》：Environmental pollutant BDE-47 alters glycan and microRNA signatures of macrophage-derived extracellular vesicles and modulates senescence signaling

　　

摘要

背景

细胞外囊泡（EVs）是细胞间通信的关键介质，其分子货物和表面特性会受到外部刺激的深刻影响。在炎症背景下，免疫细胞会增加EV的释放以调节免疫和代谢。我们之前已经证明，BDE-47通过损害促炎细胞因子的分泌以及调节巨噬细胞来源的sEVs的产生和miRNA货物来改变巨噬细胞的免疫反应，这反过来又可以影响幼稚巨噬细胞的表型。这些观察结果表明，污染物引起的EV改变可能是调节细胞间通信和免疫信号通路的重要机制。

方法

根据沉降系数和密度，通过差速离心从经过BDE-47处理的THP-1 M(LPS)巨噬细胞的培养基中分离出富含EV的组分。该程序能够在10,000 × g（10KEVs）的条件下富集密度较大的EV，而密度较小的囊泡则主要在100,000 × g（100KEVs）的条件下被回收。使用NTA、DLS、Western blotting和凝集素结合实验评估了10KEVs和100KEVs的大小、浓度和表面特征，同时通过微阵列技术分析了与EV相关的miRNAs。进行了通路富集分析，以确定由于BDE-47处理而改变的关键生物学通路。通过摄取研究、BrdU掺入和β-半乳糖苷酶衰老测定评估了不同EV富集组分（100KEVs^DMSO/BDE?47和10KEVs^DMSO/BDE?47）对LNCaP细胞的下游影响。此外，还进行了转录和Western Blot分析，以研究参与细胞周期调节的基因的表达情况。

结果

我们的结果显示，BDE-47并不改变EV的大小和表面典型标志物，但显著重塑了它们的分子身份。具体来说，我们观察到100KEVs和10KEVs富集组分中的糖胺聚糖表面表达发生变化，并且miRNA的分选也发生了选择性调节。生物信息学分析揭示了一个与细胞周期检查点通路调节相关的独特BDE-47相关EV-miRNA特征。在LNCaP细胞中进行的功能实验表明，来自BDE-47处理过的巨噬细胞的EV组分（分别为10KEVs^BDE?47/DMSO和100KEVs^BDE?47/DMSO）被不同程度地内化，并对受体细胞产生了不同的生物学效应。特别是，这两种EV^BDE?47/DMSO富集组分在LNCaP细胞的摄取能力、调节细胞增殖、诱导细胞衰老以及调节关键细胞周期抑制因子（包括p16和p21基因）的表达方面存在差异。

结论

我们的发现强调了EV作为污染物诱导的细胞效应的中心目标和介质的作用，揭示了环境污染物干扰EV介导的通信并影响受体细胞行为和功能的新机制。