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Arsenic Induces M2 Macrophage Polarization and Shifts M1/M2 Cytokine Production via Mitophagy

粒体自噬 自噬 细胞生物学 帕金 化学 巨噬细胞极化 趋化因子 细胞因子 巨噬细胞 生物 细胞凋亡 免疫学 炎症 生物化学 病理 医学 体外 有机化学 疾病 帕金森病
作者
Chih‐Hsing Hung,Hua-Yu Hsu,Hsin-Ying Clair Chiou,Mei-Lan Tsai,Hua You,Yu-Chih Lin,Wei‐Ting Liao,Yi‐Ching Lin
出处
期刊:International Journal of Molecular Sciences [MDPI AG]
卷期号:23 (22): 13879-13879 被引量:3
标识
DOI:10.3390/ijms232213879
摘要

Arsenic is an environmental factor associated with epithelial-mesenchymal transition (EMT). Since macrophages play a crucial role in regulating EMT, we studied the effects of arsenic on macrophage polarization. We first determined the arsenic concentrations to be used by cell viability assays in conjunction with previous studies. In our results, arsenic treatment increased the alternatively activated (M2) macrophage markers, including arginase 1 (ARG-1) gene expression, chemokine (C-C motif) ligand 16 (CCL16), transforming growth factor-β1 (TGF-β1), and the cluster of differentiation 206 (CD206) surface marker. Arsenic-treated macrophages promoted A549 lung epithelial cell invasion and migration in a cell co-culture model and a 3D gel cell co-culture model, confirming that arsenic treatment promoted EMT in lung epithelial cells. We confirmed that arsenic induced autophagy/mitophagy by microtubule-associated protein 1 light-chain 3-II (LC3 II) and phosphor-Parkin (p-Parkin) protein markers. The autophagy inhibitor chloroquine (CQ) recovered the expression of the inducible nitric oxide synthase (iNOS) gene in arsenic-treated M1 macrophages, which represents a confirmation that arsenic indeed induced the repolarization of classically activated (M1) macrophage to M2 macrophages through the autophagy/mitophagy pathway. Next, we verified that arsenic increased M2 cell markers in mouse blood and lungs. This study suggests that mitophagy is involved in the arsenic-induced M1 macrophage switch to an M2-like phenotype.
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