Strong epidemiological evidence supports the association between increased air pollution and the risk of developing atherosclerotic cardiovascular diseases (CVDs). However, the mechanism remains unclear. As an environmental air pollutant and benzo-a-pyrene (BP) metabolite, BP-1,6-quinone (BP-1,6-Q) is present in the particulate phase of air pollution. This study was undertaken to examine the redox activity of BP-1,6-Q and mechanisms associated with it using EA.hy926 endothelial cells. BP-1,6-Q at 0.01-1 µM significantly stimulated the production of reactive oxygen species (ROS)·in intact cells and isolated mitochondria. Furthermore, BP-1,6-Q-induced ROS was altered by mitochondrial electron transport chain (METC) inhibitors of complex I (rotenone) and complex III (antimycin A), denoting the involvement of mitochondrial electron transport chain (METC) in BP-1,6-Q mediated ROS production. In METC deficient cells, interestingly, BP-1,6-Q-mediated ROS production was enhanced, suggesting that overproduction of ROS by BP-1,6-Q is not only produced from mitochondria but can also be from the cell outside of mitochondria (extramitochondrial). BP-1,6-Q also triggered endothelial-monocyte interaction and stimulated expression of vascular adhesion molecule-1 (VCAM-1). In conclusion, these results demonstrate that BP-1,6-Q can generate ROS within both mitochondria and outside of mitochondria, resulting in stimulation of adhesion of monocytes to endothelial cells, a key event in the pathogenesis of atherosclerosis.

中文翻译：

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BP-1,6-醌产生的活性氧及其对内皮功能障碍的影响：线粒体的参与

强有力的流行病学证据支持空气污染增加与患动脉粥样硬化性心血管疾病 (CVD) 的风险之间存在关联。然而，机制仍不清楚。作为环境空气污染物和苯并-a-芘 (BP) 代谢物，BP-1,6-醌 (BP-1,6-Q) 存在于空气污染的颗粒相中。本研究旨在使用 EA.hy926 内皮细胞检查 BP-1,6-Q 的氧化还原活性及其相关机制。0.01-1 µM 的 BP-1,6-Q 显着刺激完整细胞和分离的线粒体中活性氧 (ROS)·的产生。此外，复合物 I（鱼藤酮）和复合物 III（抗霉素 A）的线粒体电子传递链 (METC) 抑制剂改变了 BP-1,6-Q 诱导的 ROS，表示线粒体电子传递链 (METC) 参与 BP-1,6-Q 介导的 ROS 产生。在 METC 缺陷细胞中，有趣的是，BP-1,6-Q 介导的 ROS 产生增强，表明 BP-1,6-Q 产生的 ROS 过量产生不仅来自线粒体，还可以来自线粒体外的细胞（线粒体外）。BP-1,6-Q 还引发内皮-单核细胞相互作用并刺激血管粘附分子-1 (VCAM-1) 的表达。总之，这些结果表明 BP-1,6-Q 可以在线粒体内和线粒体外产生 ROS，从而刺激单核细胞与内皮细胞的粘附，这是动脉粥样硬化发病机制中的关键事件。6-Q 介导的 ROS 产生增强，表明 BP-1,6-Q 产生的 ROS 过量产生不仅来自线粒体，还可以来自线粒体外的细胞（线粒体外）。BP-1,6-Q 还引发内皮-单核细胞相互作用并刺激血管粘附分子-1 (VCAM-1) 的表达。总之，这些结果表明 BP-1,6-Q 可以在线粒体内和线粒体外产生 ROS，从而刺激单核细胞与内皮细胞的粘附，这是动脉粥样硬化发病机制中的关键事件。6-Q 介导的 ROS 产生增强，表明 BP-1,6-Q 产生的 ROS 过量产生不仅来自线粒体，还可以来自线粒体外的细胞（线粒体外）。BP-1,6-Q 还引发内皮-单核细胞相互作用并刺激血管粘附分子-1 (VCAM-1) 的表达。总之，这些结果表明 BP-1,6-Q 可以在线粒体内和线粒体外产生 ROS，从而刺激单核细胞与内皮细胞的粘附，这是动脉粥样硬化发病机制中的关键事件。6-Q 还引发内皮-单核细胞相互作用并刺激血管粘附分子-1 (VCAM-1) 的表达。总之，这些结果表明 BP-1,6-Q 可以在线粒体内和线粒体外产生 ROS，从而刺激单核细胞与内皮细胞的粘附，这是动脉粥样硬化发病机制中的关键事件。6-Q 还引发内皮-单核细胞相互作用并刺激血管粘附分子-1 (VCAM-1) 的表达。总之，这些结果表明 BP-1,6-Q 可以在线粒体内和线粒体外产生 ROS，从而刺激单核细胞与内皮细胞的粘附，这是动脉粥样硬化发病机制中的关键事件。