Caco-2細胞におけるポリスチレン粒子取り込みの調節因子としてのNa+/H+ exchangers (NHE)の関与

抄録

【目的】直径0.1 µm程度のポリスチレン粒子が、腸管モデル細胞内に取り込まれることが報告された。経口摂取されたマイクロプラスチックが消化管上皮細胞のリソソームに蓄積し細胞機能に影響を与える可能性があり、細胞内取り込み機構の解明が急がれる。細胞内取り込み機構については当初考えられていた単純拡散によるものだけではなく、リソソーム腔内への取り込みが見られることからエンドソーム系の関与も想定される。そこで本研究では細胞膜、エンドソームからリソソームまで広く局在し、エンドサイトーシスに関与するNa+/H+ exchangers (NHE)の阻害剤であるAmilorideのポリスチレン粒子の細胞内取り込みへの影響について評価を行った。【方法】ヒト結腸癌由来細胞株Caco-2細胞を用い、200 µg/mlのアミノ基修飾のされた直径0.1 µmの蛍光ポリスチレンビーズを24時間処置した。リソソーム膜透過性亢進は蛍光タグGalectin3発現プラスミドを導入して観察した。後期エンドソームおよびリソソームは免疫蛍光染色法にて観察した。【結果と考察】100 µMのAmiloride処置は後期エンドソームの数・サイズの減少を誘導するとともに、ポリスチレン粒子の細胞内取り込み、特にリソソーム様オルガネラ腔内への取り込みを有意に減少させた。またポリスチレン粒子の処置により観察されたリソソーム膜透過性亢進も、Amiloride処置により抑制された。エンドドーム局在NHEサブクラスの一つNHE-7をsiRNAノックダウンしたが、後期エンドソームの数・サイズの減少は僅かであり、ポリスチレン粒子の取り込み量の減少も認められなかった。サブタイプの同定には至らなかったが、NHEがポリスチレン粒子の細胞内取り込みおよびリソソーム集積に関与することが示唆された。