Biểu hiện khác biệt của Connexin43 trong các tế bào nội mô não người thai nhi, người trưởng thành và liên quan đến khối u

Springer Science and Business Media LLC - 2002
Mariella Errede1, Vincenzo Benagiano2, Francesco Girolamo1, Paolo Flace1, Mirella Bertossi2, Luisa Roncali1, Daniela Virgintino1
1Department of Human Anatomy and Histology, University of Bari Medical School, Polyclinics, Bari, Italy
2Department of Biomedical Sciences, University of Foggia Medical School, Foggia, Italy

Tóm tắt

Connexin43 (Cx43), là protein chính cấu thành các khớp nối khoảng trống giữa các tế bào hình sao, đã được chứng minh trước đó ở các tế bào nội mô của các mạch máu somatic, nơi mà sự kết nối tế bào mà nó cung cấp đóng vai trò trong sự tăng sinh và di cư của tế bào nội mô. Trong nghiên cứu này, biểu hiện Cx43 đã được phân tích trong các tế bào nội mô vi mạch não người từ tấm vỏ não của não giữa thai nhi 18 tuần tuổi, trong vỏ não người trưởng thành và khối u thần kinh (tế bào hình sao). Nghiên cứu được thực hiện bằng phương pháp hóa miễn dịch tế bào sử dụng kháng thể đơn dòng Cx43 và kháng thể đa dòng chống lại GLUT1 (isoform chất vận chuyển glucose 1) để nhận diện các tế bào nội mô và định vị Cx43. Cx43 nội mô được biểu hiện khác nhau ở tấm vỏ não, vỏ não và khối u thần kinh. Trong tấm vỏ não và khối u, Cx43 được biểu hiện cao trong các tế bào nội mô vi mạch, trong khi gần như không có ở các mạch vi não vỏ não. Sự biểu hiện cao của protein khớp nối khoảng trống trong não đang phát triển, cũng như trong các khối u não, có thể liên quan đến trạng thái phát triển của các mạch vi cộng dồn trong suốt quá trình hình thành mạch máu não và khối u. Việc thiếu Cx43 nội mô trong vỏ não tương ứng với các đặc điểm của các tế bào nội mô não trưởng thành, được niêm phong bởi các khớp chặt. Kết luận, các kết quả chỉ ra rằng biểu hiện Cx43 nội mô được điều chỉnh theo sự phát triển trong não người bình thường và gợi ý rằng nó được kiểm soát bởi môi trường vi mô trong cả điều kiện bình thường và liên quan đến khối u.

Từ khóa

#Connexin43 #tế bào nội mô #não người #khối u #hình thành mạch máu

Tài liệu tham khảo

Allt G, Lawrenson JG (2001) Pericytes: Cell biology and pathology. Cells Tissues Organs 169: 1–11.

Aronica E, Gorter JA, Jansen GH, Leenstra S, Yankaya B, Troost D (2001) Expression of connexin 43 and connexin 32 gap-junction proteins in epilepsy-associated brain tumours and in the perilesional epileptic cortex. Acta Neuropathol (Berl.) 101: 449–459.

Bertossi M, Virgintino D, Maiorano E, Occhiogrosso M, Roncali L (1997) Ultrastructural and morphometric investigation of human brain capillaries in normal and peritumoral tissues. Ultrastruct Pathol 21: 41–49.

Bertossi M, Virgintino D, Errede M, Roncali L (1999) Immunohistochemical and ultrastructural characterization of cortical plate microvasculature in the human fetus telencephalon. Microvasc Res 58: 49–61.

Breier G, Risau W (1996) Angiogenesis in the developing brain and in brain tumors. Forum 6: 362–376.

Cai J, Jiang WG, Mansel RE (1998) Gap junctional communication and the tyrosine phosphorylation of connexin 43 in interaction between breast cancer and endothelial cells. Int J Mol Med 1: 273–278.

Chandross KJ (1998) Nerve injury and inflammatory cytokines modulate gap junctions in the peripheral nervous system. Glia 24: 21–31.

Damert A, Machein M, Breier G, Fujita MQ, Hanahan D, Risau W, Plate KH (1997) Up-regulation of vascular endothelial growth factor expression in a rat glioma is conferred by two distinct hypoxia-driven mechanisms. Cancer Res 57: 3860–3864.

DePaola N, Davies PF, Pritchard WF Jr, Florez L, Harbeck N, Polacek DC (1999) Spatial and temporal regulation of gap junction connexin43 in vascular endothelial cells exposed to controlled disturbed flows in vitro. Proc Natl Acad Sci USA 96: 3154–3159.

Dermietzel R, Spray DC (1998) From neuro-glue ('Nervenkitt') to glia: A prologue. Glia 24: 1–7.

Dermietzel R, Traub O, Hwang TK, Beyer E, Bennett MV, Spray DC, Willecke K (1989) Differential expression of three gap junction proteins in developing and mature brain tissues. Proc Natl Acad Sci USA 86: 10148–10152.

Duffy HS, John GR, Lee SC, Brosnan CF, Spray DC (2000) Reciprocal regulation of the junctional proteins claudin-1 and connexin43 by Interleukin-1? in primary human fetal astrocytes. J Neurosci 20: RC 114.

Fróes MM, Campos De Carvalho AC (1998) Gap junction-mediated loops of neuronal-glial interactions. Glia 24: 97–107.

Fujimoto K (1995) Pericyte-endothelial gap junctions in developing rat cerebral capillaries: A fine structural study. Anat Rec 242: 562–565.

Gabriels JE, Paul DL (1998) Connexin43 is highly localized to sites of disturbed flow in rat aortic endothelium but connexin37 and connexin40 are more uniformly distributed. Circ Res 83: 636–643.

Haefliger JA, Demotz S, Braissant O, Suter E, Waeber B, Nicod P, Meda P (2001) Connexins 40 and 43 are differentially regulated within the kidneys of rats with renovascular hypertension. Kidney Int 60: 190–201.

Hirschi KK, D'Amore PA(1997) Control of angiogenesis by the pericyte: Molecular mechanisms and significance. EXS 79: 419–428.

Huang RP, Hossain MZ, Sehgal A, Boynton AL (1999) Reduced connexin43 expression in high-grade human brain glioma cells. J Surg Oncol 70: 21–24.

Inoguchi T, Yu HY, Imamura M, Kakimoto M, Kuroki T, Maruyama T, Nawata H (2001) Altered gap junction activity in cardiovascular tissues of diabetes. Med Electron Microsc 34: 86–91.

Kitamura Y, Morita I, Nihei Z, Mishima Y, Murota S (1997) Effect of IL-6 on tumor cell invasion of vascular endothelial monolayers. Surg Today 27: 534–541.

Kniesel U, Wolburg H (2000) Tight junctions of the blood-brain barrier. Cell Mol Neurobiol 20: 57–76.

Ko YS, Yeh HI, Rothery S, Dupont E, Coppen SR, Severs NJ (1999) Connexin make-up of endothelial gap junctions in the rat pulmonary artery as revealed by immunoconfocal microscopy and triplelabel immunogold electron microscopy. J Histochem Cytochem 47: 683–692.

Kwak BR, Mulhaupt F, Veillard N, Gros DB, Mach F (2002) Altered pattern of vascular connexin expression in atherosclerotic plaques. Arterioscler Thromb Vasc Biol 22: 225–230.

Liebner S, Fischmann A, Rascher G, Duffner F, Grote EH, Kalbacher H, Wolburg H (2000) Claudin-1 and claudin-5 expression and tight junction morphology are altered in blood vessels of human glioblastoma multiforme. Acta Neuropathol (Berl.) 100: 323–331.

Little TL, Beyer EC, Duling BR (1995) Connexin 43 and connexin 40 gap junctional proteins are present in arteriolar smooth muscle and endothelium in vivo. Am J Physiol 268: 729–739.

McDonough WS, Johansson A, Joffee H, Giese A, Berens ME (1999) Gap junction intercellular communication in gliomas is inversely related to cell motility. Int J Dev Neurosci 17: 601–611.

Nadarajah B, Thomaidou D, Evans WH, Parnavelas JG (1996) Gap junctions in the adult cerebral cortex: Regional differences in their distribution and cellular expression of connexins. J Comp Neurol 376: 326–342.

Nadarajah B, Jones AM, Evans WH, Parnavelas JG (1997) Differential expression of connexins during neocortical development and neuronal circuit formation. J Neurosci 17: 3096–3111.

Nagy JI, Rash JE (2000) Connexins and gap junctions of astrocytes and oligodendrocytes in the CNS. Brain Res Brain Res Rev 32: 29–44.

Norman MG, O'Kusky JR (1986) The growth and development of microvasculature in human cerebral cortex. J Neuropathol Exp Neurol 45: 222–232.

Pardridge WM (1999) Blood-brain barrier biology and methodology. J Neurovirol 5: 556–569.

Pardrige WM, Boado RJ, Farrell CR (1990) Brain-type glucose transporter (GLUT-1) is selectively localized to the blood-brain barrier. J Biol Chem 265: 18035–18040.

Pepper MS, Meda P (1992) Basic fibroblast growth factor increases junctional communication and connexin 43 expression in microvascular endothelial cells. J Cell Physiol 153: 196–205.

Ribatti D, Nico B, Vacca A, Roncali L, Dammacco F (2002) Endothelial cell heterogeneity and organ specificity. J Hematother Stem Cell Res 11: 81–90.

Roncali L (2001) Astrocyte and barrier-provided microvasculature in the developing brain. In: De Vellis J, ed. Neuroglia in the Aging Brain. Totowa: Humana Press, pp. 321–335.

Rozental R, Giaume C, Spray DC (2000) Gap junctions in the nervous system. Brain Res Brain Res Rev 32: 11–15.

Soroceanu L, Manning TJ Jr, Sontheimer H (2001) Reduced expression of connexin-43 and functional gap junction coupling in human gliomas. Glia 33: 107–117.

Suarez S, Ballmer-Hofer K (2001) VEGF transiently disrupts gap junctional communication in endothelial cells. J Cell Sci 114: 1229–1235.

Traub O, Hertlein B, Kasper M, Eckert R, Krisciukaitis A, Hulser D, Willecke K (1998) Characterization of the gap junction protein connexin37 in murine endothelium, respiratory epithelium, and after transfection in human HeLa cells. Eur J Cell Biol 77: 313–322.

van Kempen MJ, Jongsma HJ (1999) Distribution of connexin37, connexin40 and connexin43 in the aorta and coronary artery of several mammals. Histochem Cell Biol 112: 479–486.

van Rijen HV, van Kempen MJ, Postma S, Jongsma HJ (1998) Tumor necrosis factor alpha alters the expression of connexin43, connexin40, and connexin37 in human umbilical vein endothelial cells. Cytokine 10: 258–264.

Virgintino D, Robertson D, Benagiano V, Errede M, Bertossi M, Ambrosi G, Roncali L (2000) Immunogold cytochemistry of the blood-brain barrier glucose transporter GLUT1 and endogenous albumin in the developing human brain. Dev Brain Res 123: 95–101.

Virgintino D, Robertson D, Errede M, Benagiano V, Bertossi M, Ambrosi G, Roncali L (2001) Expression of the gap junction protein connexin43 in human telencephalon microvessels. Microvasc Res 62: 435–439.

Wijsman JA, Shivers RR (1998) Immortalized mouse brain endothelial cells are ultrastructurally similar to endothelial cells and respond to astrocyte-conditioned medium. In Vitro Cell Dev Biol Anim 34: 777–784.

Yeh HI, Rothery S, Dupont E, Coppen SR, Severs NJ (1998) Individual gap junction plaques contain multiple connexins in arterial endothelium. Circ Res 83: 1248–1263.

Yeh HI, Chang HM, Lu WW, Lee YN, Ko YS, Severs NJ, Tsai CH (2000a) Age-related alteration of gap junction distribution and connexin expression in rat aortic endothelium. J Histochem Cytochem 48: 1377–1389.

Yeh HI, Lai YJ, Chang HM, Ko YS, Severs NJ, Tsai CH (2000b) Multiple connexin expression in regenerating arterial endothelial gap junctions. Arterioscler Thromb Vasc Biol 20: 1753–1762.

Zahs KR (1998) Heterotypic coupling between glial cells of the mammalian central nervous system. Glia 24: 85–96.

Thông tin
Thông tin xuất bản

Springer Science and Business Media LLC

Thông tin tác giả