Resumen del estudio (inglés)
BACKGROUND: The role of the reactive oxygen species (ROS)-TXNIP-NLRP3 inflammasome axis in mediating macrophage-endothelial crosstalk during Kawasaki disease (KD) vasculitis remains unclear. This study investigated its involvement using a lipopolysaccharide/adenosine triphosphate (LPS/ATP)-induced tandem model of THP-1 macrophages and human umbilical vein endothelial cells (HUVECs). METHODS: Phorbol-12-myristate-13-acetate (PMA)-differentiated THP-1 macrophages were stimulated with LPS and ATP to establish an NLRP3 inflammasome activation model. Control, LPS/ATP, LPS/ATP+N-acetylcysteine (NAC), and LPS/ATP+MCC950 groups were enrolled. Macrophage mitochondrial ROS (mtROS), TXNIP protein abundance, TXNIP-NLRP3 association by co-immunoprecipitation, apoptosis-associated speck-like protein containing a CARD (ASC) speck formation, cleaved caspase-1 (p20), and interleukin (IL)-1β/IL-18 secretion were assessed. Conditioned media from each group were subsequently transferred to HUVEC monolayers, and endothelial barrier function (fluorescein isothiocyanate (FITC)-dextran permeability), angiogenic capacity (tube formation assay), and adhesion molecule expression (intercellular adhesion molecule-1 (ICAM-1), vascular cell adhesion molecule-1 (VCAM-1), E-selectin) were evaluated. IL-1β neutralization was further performed to determine the contribution of macrophage-derived IL-1β to endothelial dysfunction. RESULTS: LPS/ATP stimulation significantly elevated macrophage mtROS levels and TXNIP expression, enhanced TXNIP-NLRP3 association, promoted NLRP3 inflammasome activation as evidenced by increased ASC speck formation and cleaved caspase-1, and markedly enhanced IL-1β/IL-18 secretion. Consequently, LPS/ATP-conditioned medium impaired HUVEC barrier integrity, suppressed tube formation, and upregulated ICAM-1, VCAM-1, and E-selectin mRNA expression. NAC pretreatment attenuated inflammasome activation by scavenging mtROS, reducing TXNIP expression, and weakening TXNIP-NLRP3 association, whereas MCC950 directly inhibited downstream NLRP3 inflammasome assembly without altering total NLRP3 or TXNIP levels. Both interventions significantly ameliorated macrophage-induced endothelial dysfunction across all measured parameters. Moreover, IL-1β neutralization attenuated LPS/ATP-conditioned medium-induced endothelial inflammatory activation, barrier disruption, VE-cadherin discontinuity, and impaired tube formation. CONCLUSION: The ROS-TXNIP-NLRP3 axis represents a critical mechanism underlying macrophage activation-mediated endothelial injury in vitro. NAC and MCC950 attenuated endothelial dysfunction through upstream antioxidant activity and downstream NLRP3 inhibition, respectively. In addition, macrophage-derived IL-1β acted as a key soluble mediator linking inflammasome activation to endothelial barrier disruption and angiogenic impairment. These findings provide mechanistic insight into macrophage-endothelial inflammatory crosstalk in vitro and suggest that the ROS-TXNIP-NLRP3/IL-1β axis warrants further validation in KD animal models before its therapeutic relevance can be established. Copyright © 2026 Elsevier Ltd. All rights reserved. DOI: 10.1016/j.tice.2026.103637
Traducción al español (IA · NME)
Antecedentes: El papel del eje especies reactivas de oxígeno (ROS)-TXNIP-inflamasoma NLRP3 en la mediación de la comunicación entre macrófagos y endotelio durante la vasculitis de la enfermedad de Kawasaki (KD) sigue sin estar claro. Este estudio investigó su implicación utilizando un modelo en tándem inducido por lipopolisacárido/trifosfato de adenosina (LPS/ATP) de macrófagos THP-1 y células endoteliales de vena umbilical humana (HUVECs).
Métodos: Los macrófagos THP-1 diferenciados con forbol-12-miristato-13-acetato (PMA) fueron estimulados con LPS y ATP para establecer un modelo de activación del inflamasoma NLRP3. Se incluyeron grupos de control, LPS/ATP, LPS/ATP+N-acetilcisteína (NAC) y LPS/ATP+MCC950. Se evaluaron los niveles de ROS mitocondriales de los macrófagos (mtROS), la abundancia de la proteína TXNIP, la asociación TXNIP-NLRP3 mediante co-inmunoprecipitación, la formación de agregados de proteína asociada a apoptosis con dominio de reclutamiento de caspasa (ASC), la caspasa-1 escindida (p20) y la secreción de interleucina (IL)-1β/IL-18. Los medios acondicionados de cada grupo se transfirieron posteriormente a monocapas de HUVECs, y se evaluaron la función de la barrera endotelial (permeabilidad a dextrano-FITC), la capacidad angiogénica (ensayo de formación de tubos) y la expresión de moléculas de adhesión (molécula de adhesión intercelular-1 (ICAM-1), molécula de adhesión celular vascular-1 (VCAM-1), E-selectina). Se realizó además una neutralización de IL-1β para determinar la contribución de la IL-1β derivada de macrófagos a la disfunción endotelial.
Resultados: La estimulación con LPS/ATP elevó significativamente los niveles de mtROS de los macrófagos y la expresión de TXNIP, aumentó la asociación TXNIP-NLRP3, promovió la activación del inflamasoma NLRP3 como lo evidenció el incremento en la formación de agregados ASC y la caspasa-1 escindida, y aumentó notablemente la secreción de IL-1β/IL-18. En consecuencia, el medio acondicionado con LPS/ATP deterioró la integridad de la barrera de las HUVECs, suprimió la formación de tubos y aumentó la expresión de ARNm de ICAM-1, VCAM-1 y E-selectina. El pretratamiento con NAC atenuó la activación del inflamasoma al eliminar los mtROS, reducir la expresión de TXNIP y debilitar la asociación TXNIP-NLRP3, mientras que MCC950 inhibió directamente el ensamblaje del inflamasoma NLRP3 sin alterar los niveles totales de NLRP3 o TXNIP. Ambas intervenciones mejoraron significativamente la disfunción endotelial inducida por macrófagos en todos los parámetros medidos. Además, la neutralización de IL-1β atenuó la activación inflamatoria endotelial inducida por el medio acondicionado con LPS/ATP, la disrupción de la barrera, la discontinuidad de VE-cadherina y la formación de tubos deteriorada.
Conclusiones: El eje ROS-TXNIP-NLRP3 representa un mecanismo crítico subyacente a la lesión endotelial mediada por la activación de macrófagos in vitro. NAC y MCC950 atenuaron la disfunción endotelial a través de la actividad antioxidante aguas arriba y la inhibición del inflamasoma NLRP3 aguas abajo, respectivamente. Además, la IL-1β derivada de macrófagos actuó como un mediador soluble clave que vincula la activación del inflamasoma con la disrupción de la barrera endotelial y el deterioro angiogénico. Estos hallazgos proporcionan una visión mecanicista del crosstalk inflamatorio entre macrófagos y endotelio in vitro y sugieren que el eje ROS-TXNIP-NLRP3/IL-1β merece una validación adicional en modelos animales de KD antes de que se pueda establecer su relevancia terapéutica. Copyright © 2026 Elsevier Ltd. Todos los derechos reservados. DOI: 10.1016/j.tice.2026.103637
Traducción automática para apoyo de lectura. Para uso clínico recomendamos consultar el texto original publicado.
Detalles bibliográficos
- Autores: Wang Q
- Publicado en: Tissue & cell
- PMID: 42263501
- DOI: 10.1016/j.tice.2026.103637
