Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Silencing of STIM1 attenuates hypoxia-induced PASMCs proliferation via inhibition of the SOC/Ca2+/NFAT pathway
Tóm tắt
Phân tử tương tác mô đệm 1 (STIM1) là một cảm biến Ca2+ mới được phát hiện trên mạng lưới nội chất, điều này là phần không thể thiếu trong việc kích hoạt các kênh Ca2+ điều khiển bởi kho chứa (SOC). Các nghiên cứu gần đây cho thấy SOC của tế bào cơ trơn phổi (PASMCs) được tăng cường bởi tình trạng thiếu oxy mãn tính, điều này góp phần vào sự co thắt mạch phổi tăng cường và tái cấu trúc mạch máu. Tuy nhiên, vai trò chính xác của STIM1 trong sự phát triển của tăng huyết áp phổi do thiếu oxy mãn tính (HPH) vẫn chưa được làm rõ. Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã điều tra sự phân bố và biểu hiện của STIM1 bằng các phương pháp miễn dịch huỳnh quang, qRTPCR và phân tích Western blot trên các động mạch phổi xa của chuột Wistar dưới các điều kiện bình thường và thiếu oxy mãn tính. Trong ống nghiệm, các tế bào PASMCs của chuột Wistar được tách ra và nuôi cấy. PASMCs được chuyển gen bằng siRNA nhắm vào gen STIM1 thông qua liposome. Sự biểu hiện của protein STIM1 được phát hiện bằng phân tích Western blot. Việc nhận diện sự gắn kết của [3H]-thymidine ([3H]-TdR) được thực hiện để phát hiện sự phát triển của PASMCs. Chu kỳ tế bào được phân tích bằng phương pháp cytometry dòng chảy. Lưu lượng Ca2+ trung gian do SOC gây ra được tính toán bằng hình ảnh huỳnh quang Ca2+ và sự dịch chuyển nhân của NFATc3 được xác định qua phân tích miễn dịch huỳnh quang và Western blot của các trích xuất hạt nhân. Chúng tôi phát hiện rằng trong quá trình phát triển của HPH và sự khởi đầu của tái cấu trúc mạch máu, mức độ biểu hiện mRNA và protein của STIM1 tăng đáng kể trong các động mạch phổi xa. Thiếu oxy ở mức độ vừa làm tăng đáng kể sự phát triển của PASMCs và tiến triển chu kỳ tế bào. Việc làm giảm STIM1 đã làm giảm đáng kể sự phát triển tế bào và làm chậm tốc độ tiến triển chu kỳ tế bào do thiếu oxy gây ra. Việc làm giảm STIM1 cũng đã giảm đáng kể lưu lượng Ca2+ trung gian SOC và ức chế sự dịch chuyển nhân của NFATc3 trong các tế bào PASMCs thiếu oxy. Những phát hiện của chúng tôi cho thấy rằng tình trạng thiếu oxy mãn tính áp suất thấp làm tăng mức độ biểu hiện của STIM1 trong các động mạch phổi xa, điều này đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển của PASMCs do thiếu oxy thông qua con đường SOC/Ca2+/NFAT và có thể đại diện cho một mục tiêu điều trị mới cho việc ngăn ngừa tăng huyết áp phổi do thiếu oxy.
Từ khóa
#STIM1 #PASMCs #thiếu oxy mãn tính #tăng huyết áp phổi #đường dẫn truyền SOCTài liệu tham khảo
Yidiz P: Molecular mechanisms of pulmonary hypertension [J]. Clin Chim Acta. 2009, 403 (1–2): 9-16.
Wang J, Juhaszova M, Rubin LJ: Hypoxia inhibits gene expression of voltage-gated K+ channel alpha subunits in pulmonary artery smooth muscle cells [J]. J Clin Invest. 1997, 100 (9): 2347-2353. 10.1172/JCI119774.
Platoshyn O, Yu Y, Golovina VA: Chronic hypoxia decreases K(V) channel expression and function in pulmonary artery myocytes [J]. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol. 2001, 280 (4): L801-812.
Reeve HL, Michelakis E, Nelson DP: Alterations in a redox oxygen sensing mechanism in chronic hypoxia [J]. J Appl Physiol. 2001, 90 (6): 2249-2256.
Shimoda LA, Sylvester JT, Sham JS: Chronic hypoxia alters effects of endothelin and angiotensin on K+ currents in pulmonary arterial myocytes [J]. Am J Physiol. 1999, 277 (3 Pt 1): L431-439.
Lin MJ, Leung GP, Zhang WM: Chronic hypoxia-induced upregulation of store-operated and receptor-operated Ca2+ channels in pulmonary arterial smooth muscle cells: a novel mechanism of hypoxic pulmonary hypertension [J]. Circ Res. 2004, 95 (5): 496-505. 10.1161/01.RES.0000138952.16382.ad.
Hofmann T, Obukhov AG, Schaefer M: Direct activation of human TRPC6 and TRPC3 channels by diacylglycerol [J]. Nature. 1999, 397 (6716): 259-263. 10.1038/16711.
Trebak M, St JBG, McKay RR: Signaling mechanism for receptor-activated canonical transient receptor potential 3 (TRPC3) channels [J]. J Biol Chem. 2003, 278 (18): 16244-16252. 10.1074/jbc.M300544200.
Roos J, DiGregorio PJ, Yeromin AV: STIM1, an essential and conserved component of store-operated Ca2+ channel function [J]. J Cell Biol. 2005, 169 (3): 435-445. 10.1083/jcb.200502019.
Liou J, Kim ML, Heo WD: STIM is a Ca2+ sensor essential for Ca2+-store-depletion-triggered Ca2+ influx [J]. Curr Biol. 2005, 15 (13): 1235-1241. 10.1016/j.cub.2005.05.055.
Liou J, Fivaz M, Inoue T: Live-cell imaging reveals sequential oligomerization and local plasma membrane targeting of stromal interaction molecule 1 after Ca2+ store depletion [J]. Proc Natl Acad Sci USA. 2007, 104 (22): 9301-9306. 10.1073/pnas.0702866104.
Hewavitharana T, Deng X, Soboloff J: Role of STIM and Orai proteins in the store-operated calcium signaling pathway [J]. Cell Calcium. 2007, 42 (2): 173-182. 10.1016/j.ceca.2007.03.009.
Manji SS, Parker NJ, Williams RT: STIM1: a novel phosphoprotein located at the cell surface [J]. Biochim Biophys Acta. 2000, 1481 (1): 147-155. 10.1016/S0167-4838(00)00105-9.
Lu W, Wang J, Shimoda LA: Differences in STIM1 and TRPC expression in proximal and distal pulmonary arterial smooth muscle are associated with differences in Ca2+ responses to hypoxia [J]. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol. 2008, 295 (1): L104-113. 10.1152/ajplung.00058.2008.
Klinger JR, Warburton RR, Pietras L: Brain natriuretic peptide inhibits hypoxic pulmonary hypertension in rats [J]. J Appl Physiol. 1998, 84 (5): 1646-1652.
Yamamoto A, Takahashi H, Kojima Y: Downregulation of angiopoietin-1 and Tie2 in chronic hypoxic pulmonary hypertension [J]. Respiration. 2008, 75 (3): 328-338. 10.1159/000112432.
Wang J, Shimoda LA, Sylvester JT: Capacitative calcium entry and TRPC channel proteins are expressed in rat distal pulmonary arterial smooth muscle [J]. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol. 2004, 286 (4): L848-858. 10.1152/ajpcell.00192.2003.
Aubart FC, Sassi Y, Coulombe A: RNA interference targeting STIM1 suppresses vascular smooth muscle cell proliferation and neointima formation in the rat [J]. Mol Ther. 2009, 17 (3): 455-462. 10.1038/mt.2008.291.
Morrell NW, Upton PD, Kotecha S: Angiotensin II activates MAPK and stimulates growth of human pulmonary artery smooth muscle via AT1 receptors [J]. Am J Physiol. 1999, 277 (3 Pt 1): L440-448.
Stenmark KR, Fagan KA, Frid MG: Hypoxia-induced pulmonary vascular remodeling: cellular and molecular mechanisms [J]. Circ Res. 2006, 99 (7): 675-691. 10.1161/01.RES.0000243584.45145.3f.
Uzunpinar A, Cilingiroglu M: Pulmonary arterial hypertension [J]. Curr Atheroscler Rep. 2009, 11 (2): 139-145. 10.1007/s11883-009-0022-x.
Weir EK, Archer SL: The mechanism of acute hypoxic pulmonary vasoconstriction: the tale of two channels [J]. FASEB J. 1995, 9 (2): 183-189.
Li KX, Fouty B, McMurtry IF: Enhanced ET(A)-receptor-mediated inhibition of K(v) channels in hypoxic hypertensive rat pulmonary artery myocytes [J]. Am J Physiol. 1999, 277 (1 Pt 2): H363-370.
Yuan JX, Aldinger AM, Juhaszova M: Dysfunctional voltage-gated K+ channels in pulmonary artery smooth muscle cells of patients with primary pulmonary hypertension [J]. Circulation. 1998, 98 (14): 1400-1406. 10.1161/01.CIR.98.14.1400.
Yu Y, Fantozzi I, Remillard CV: Enhanced expression of transient receptor potential channels in idiopathic pulmonary arterial hypertension [J]. Proc Natl Acad Sci USA. 2004, 101 (38): 13861-13866. 10.1073/pnas.0405908101.
Oka MMK, McMurtry IF: NIP-121 is more effective than nifedipine in acutely reversing chronic pulmonary hypertension. J Appl Physiol. 1993, 75 (3): 1075-1080.
Golovina VA, Platoshyn O, Bailey CL: Upregulated TRP and enhanced capacitative Ca2+ entry in human pulmonary artery myocytes during proliferation [J]. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2001, 280 (2): H746-755.
Parekh AB, Putney JW: Store-operated calcium channels [J]. Physiol Rev. 2005, 85 (2): 757-810. 10.1152/physrev.00057.2003.
Smyth JT, Dehaven WI, Jones BF: Emerging perspectives in store-operated Ca2+ entry: roles of Orai, Stim and TRP [J]. Biochim Biophys Acta. 2006, 1763 (11): 1147-1160. 10.1016/j.bbamcr.2006.08.050.
Peel SE, Liu B, Hall IP: A key role for STIM1 in store operated calcium channel activation in airway smooth muscle [J]. Respir Res. 2006, 7 (1): 119-10.1186/1465-9921-7-119.
Stiber J, Hawkins A, Zhang ZS: STIM1 signalling controls store-operated calcium entry required for development and contractile function in skeletal muscle [J]. Nat Cell Biol. 2008, 10 (6): 688-697. 10.1038/ncb1731.
Hill-Eubanks DC, Gomez MF, Stevenson AS: NFAT regulation in smooth muscle [J]. Trends Cardiovasc Med. 2003, 13 (2): 56-62. 10.1016/S1050-1738(02)00212-8.
Rao A, Luo C, Hogan PG: Transcription factors of the NFAT family: regulation and function [J]. Annu Rev Immunol. 1997, 15: 707-747. 10.1146/annurev.immunol.15.1.707.
de Frutos S, Spangler R, Alo D: NFATc3 mediates chronic hypoxia-induced pulmonary arterial remodeling with alpha-actin up-regulation [J]. J Biol Chem. 2007, 282 (20): 15081-15089. 10.1074/jbc.M702679200.
Wang C, Li JF, Zhao L: Inhibition of SOC/Ca2+/NFAT pathway is involved in the anti-proliferative effect of sildenafil on pulmonary artery smooth muscle cells [J]. Respir Res. 2009, 10 (123): 123-