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Nucleoplasmic calcium regulation in rabbit aortic vascular smooth muscle cells

机译:兔主动脉血管平滑肌细胞核质钙的调节

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摘要

In this study, we investigated whether nucleoplasmic free Ca2+ in aortic vascular smooth muscle cells (VSMCs) might be independently regulated from cytosolic free Ca2+. Understanding mechanisms and pathways responsible for this regulation is especially relevant given the role of a numerous intranuclear Ca2+-sensitive proteins in transcriptional regulation, apoptosis and cell division. The question of an independent regulatory mechanism remains largely unsettled because the previous use of intensitometric fluorophores (e.g., Fluo-3) has been criticized on technical grounds. To circumvent the potential problem of fluorescence artifact, we utilized confocal laser scanning microscopy to image intracellular Ca2+ movements with the ratiometric fluorophore Indo-1. In cultured rabbit VSMCs, we found sarcoplasmic reticulum (SR) Ca2+ ATPase (SERCA) pumps and ryanodine receptor (RyR) Ca2+ channel proteins to be discretely arranged within a perinuclear locus, as determined by fluorescent staining patterns of BODIPY® FL thapsi gargin and BODIPY® FL-X Ry. When intracellular Ca2+ stores were mobilized by addition of thapsigargin (5 mM) and activatory concentrations of ryanodine (1 mM), Indo-1 ratiometric signals were largely restricted to the nucleoplasm. Cytosolic signals, by comparison, were relatively small and even then its spatial distribution was largely perinuclear rather homogeneous. These observations indicate perinuclear RyR and SERCA proteins are intimately involved in regulating VSMC nucleoplasmic Ca2+ concentrations. We also observed a similar pattern of largely nucleoplasmic Ca2+ mobilization upon exposure of cells to the immunosuppressant drug FK506 (tacrolimus), which binds to the RyR-associated immunophillin-binding proteins FKBP12 and FKBP12.6. However, initial FK506-induced nucleoplasmic Ca2+ mobilization was followed by marked reduction of Indo-1 signal intensity close to pretreatment levels. This suggested FK506 exerts both activatory and inhibitory effects upon RyR channels. The latter was reinforced by observed effects of FK506 to only reduce nucleoplasmic Indo-1 signal intensity when added following pretreatment with both activatory and inhibitory concentrations of ryanodine. These latter observations raise the possibility that VSMC nuclei represent an important sink of intracellular Ca2+ and may help explain vasodilatory actions of FK506 observed by others.Key words: Ca2+, RyR, SERCA, cell nucleus, FK506, thapsigargin, ryanodine.Dans la présente étude, nous avons examiné si Ca2+ libre nucléoplasmique pourrait être régulé indépendamment du Ca2+ libre cytoplasmique dans les cellules musculaires lisses vasculaires (CMLV) aortiques. La compréhension des mécanismes et des voies responsables de cette régulation est particulièrement utile vu le rôle de nombreuses protéines sensibles au Ca2+ intranucléaire dans la régulation transcriptionnelle, l'apoptose et la division cellulaire. La question d'un mécanisme régulateur indépendant demeure toutefois en suspens étant donné que l'utilisation de fluorophores intensitométriques (p.ex. le fluo-3) a été critiquée du point de vue technique. Pour éliminer un éventuel artefact de fluorescence, nous avons eu recours à la microscopie confocale à balayage laser pour visualiser les mouvements du Ca2+ intracellulaire avec le fluorophore ratiométrique Indo-1. Dans les CMLV aortiques cultivées de lapins, nous avons observé une répartition discrète des pompes Ca2+ ATPase du réticulum sarcoplasmique (SERCA) et des protéines des canaux Ca2+ du récepteur à la ryanodine (RyR) dans un locus périnucléaire, tel que déterminé par les patrons de fluorescence de BODIPY® FL thapsigargine et de BODIPY® FL-X Ry. Lorsque les réserves de Ca2+ intracellulaire ont été mobilisées par l'addition de thapsigargine (5 mM) et de concentrations activatrices de ryanodine (1 mM), les signaux ratiométriques de l'Indo-1 ont été principalement limités au nucléoplasme. Les signaux cytosoliques, par comparaison, ont été relativement faibles et, même alors, leur répartition a été p&eacu
机译:在这项研究中,我们研究了主动脉血管平滑肌细胞(VSMC)中的核质游离Ca 2 + 是否可能独立于胞质游离Ca 2 + 的调控。鉴于众多核内Ca 2 + 敏感蛋白在转录调节,细胞凋亡和细胞分裂中的作用,了解负责这种调节的机制和途径尤为重要。独立监管机制的问题仍然悬而未决,因为以前在技术上批评使用强度荧光团(例如Fluo-3)。为了避免潜在的荧光伪影问题,我们使用共聚焦激光扫描显微镜用比例荧光团Indo-1对细胞内Ca 2 + 的运动进行成像。在培养的兔VSMC中,我们发现肌浆网(SR)Ca 2 + ATPase(SERCA)泵和丹素受体(RyR)Ca 2 + 通道蛋白被离散排列在通过BODIPY ® FL thapsi gargin和BODIPY ® FL-X Ry的荧光染色模式确定了一个核周基因座。当通过添加thapsigargin(5 mM)和激活浓度的ryanodine(1 mM)动员细胞内Ca 2 + 时,I​​ndo-1比例信号主要局限于核质。相比之下,胞浆信号相对较小,即使那时其空间分布在很大程度上是核周而同质的。这些观察结果表明核周RyR和SERCA蛋白与调节VSMC核质Ca 2 + 浓度密切相关。我们还观察到细胞暴露于免疫抑制剂药物FK506(他克莫司)后,大部分核质Ca 2 + 动员的相似模式,该药物与RyR相关的免疫亲和素结合蛋白FKBP12和FKBP12.6结合。然而,最初的FK506诱导的核质Ca 2 + 动员后,Indo-1信号强度显着降低,接近预处理水平。这表明FK506对RyR通道具有激活和抑制作用。观察到的FK506的作用增强了后者,该作用仅在用活化浓度和抑制浓度的雷诺丁预处理后添加时才降低核仁Indo-1信号强度。这些后来的观察结果增加了VSMC核代表细胞内Ca 2 + 的重要库的可能性,并可能有助于解释他人观察到的FK506的血管舒张作用。关键词:Ca 2 + ,RyR,SERCA,细胞核,FK506,毒胡萝卜素,ryanodine.Dans laprésenteétude,nous avonsextestinési Ca 2 + 自由核素等离子修饰的钙+ sups 肌肉发达的肌肉发达的细胞质(CMLV)主动脉。 《负责任的机械和配药法》对蛋白质的特殊性和可食用性负责任,对蛋白质的敏感度为auCa 2 + 核糖核酸内在转录和细胞分裂。强制性死刑法令》,以荧光强度法(第3页,例如:le fluo-3)为代表,禁止使用荧光素强化剂。倒入荧光粉,从显微镜到共聚焦显微镜,再从激光注入器中倒入ca 2 + 细胞内荧光剂比率的Indo-1。拉丁文的CMLV主菜栽培种,法国绒毛植物新发现的Ca 2 + 肉质ATPase(SERCA)以及法国de Proauxines des Canaux蛋白质的Ca 2 + durécept荧光素BODIPY ® FL thapsigargine和DE BODIPY ® FL-X Ry的原定位置的ryanodine(RyR)dans un locuspérinucléaire。柠檬酸甘油酯(5 mM)和浓度的活性菜素(1 mM)以及柠檬酸脂(1 mM)和印第1号印度Intété的比例保留了细胞内Ca 2 + 限制核素质体。莱斯信号胶质体,标准比较,亲戚关系的其他知识,女士,小学生和研究生

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