Mối Quan Hệ Chức Năng Giữa Các Khe Giao Tiếp và Fenestrae Trong Các Tế Bào Nội Mạch Của Organoid Gan

The Journal of Membrane Biology - Tập 217 - Trang 115-121 - 2007
Masaya Saito1, Tomokazu Matsuura1,2, Keisuke Nagatsuma1, Ken Tanaka1, Haruka Maehashi3, Keiko Shimizu3, Yoshiaki Hataba4, Fumitaka Kato5, Isao Kashimori5, Hisao Tajiri1, Filip Braet6
1Division of Gastroenterology and Hepatology, Department of Internal Medicine, Jikei University School of Medicine, Tokyo, Japan
2Department of Laboratory Medicine, Jikei University School of Medicine, Tokyo, Japan
3Department of Biochemistry I, Jikei University School of Medicine, Tokyo, Japan
4Integrated Imaging Research Support, Tokyo, Japan
5Pharmacology Research Group, Discovery Research Laboratories, Nippon Shinyaku, Kyoto, Japan
6Australian Key Centre for Microscopy and Microanalysis, University of Sydney, Sydney, Australia

Tóm tắt

Organoid gan chức năng toàn vẹn có thể được tái cấu trúc trong một bể cấy tế bào chảy theo hướng tia khi các tế bào ung thư biểu mô gan người (FLC-5), dòng tế bào nội mô xoang chuột bất tử M1 (SEC) và dòng tế bào sao gan A7 (HSC) được đồng nuôi cấy. Các đặc điểm cấu trúc và chức năng của organoid được tái cấu trúc rất gần gũi với tình trạng gan trong cơ thể. Các nghiên cứu trước đây về organoid gan cho thấy rằng sự giao tiếp giữa các tế bào có thể là một yếu tố quan trọng cho tính toàn vẹn chức năng và cấu trúc của organoid được tái cấu trúc, bao gồm biểu hiện của các khe fenestrae. Vì vậy, chúng tôi đã khảo sát mối quan hệ có thể có giữa giao tiếp qua các khe liên tế bào intact (GJIC) và động học fenestrae trong các tế bào M1-SEC. Hình thái học tinh vi của organoid gan đã được nghiên cứu trong sự hiện diện của (1) irsogladine maleate (IM), (2) oleamide và (3) oleamide tiếp theo là điều trị IM. Những thay đổi vi cấu trúc tinh vi đã được nghiên cứu bằng kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM) và kính hiển vi điện tử quét (SEM) và so sánh với dữ liệu organoid gan đối chứng. TEM cho thấy rằng oleamide tác động đến tính toàn vẹn của các liên kết giữa các tế bào chủ yếu ở tế bào gan FLC-5. Quan sát SEM cho thấy sự hiện diện của các khe fenestrae trên các tế bào M1-SEC; tuy nhiên, oleamide ức chế biểu hiện fenestrae trên bề mặt các tế bào nội mô. Thú vị thay, các khe fenestrae lại xuất hiện khi IM được thêm vào sau khi tiếp xúc với oleamide ban đầu. GJIC điều hòa số lượng các khe fenestrae trong các tế bào nội mô của organoid gan.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

Braet F (2004) How molecular microscopy revealed new insights into the dynamics of hepatic endothelial fenestrae in the past decade. Liver Int 24:532–539 Braet F, Spector I, De Zanger R, Wisse E (1998) A novel structure involved in the formation of liver endothelial cell fenestrae revealed by using the actin inhibitor misakinolide. Proc Natl Acad Sci USA 95:13635–13640 Braet F, Vekemans K, Morselt H, De Zanger R, Wisse E, Scherphof G, Kamps J (2004) The effect of cytochalasin B-loaded liposomes on the ultrastructure of the liver sieve. Comp Hepatol 3(Suppl 1):S27 Braet F, Wisse E (2002) Structural and functional aspects of liver sinusoidal endothelial cell fenestrae: a review. Comp Hepatol 1:1 Braet F, Wisse E, Bomans P, Frederik P, Geerts W, Koster A, Soon L, Ringer S (2007) Contribution of high-resolution correlative imaging techniques in the study of the liver sieve in three-dimensions. Microsc Res Tech 70:230–242 Chen J, Braet F, Brodsky S, Weinstein T, Romanov V, Noiri E, Goligorsky MS (2002) VEGF-induced mobilization of caveolae and increase in permeability of endothelial cells. Am J Physiol 282:C1053–C1063 DeLeve LD, Wang X, Hu L, McCuskey MK, McCuskey RS (2004) Rat liver sinusoidal endothelial cell phenotype is maintained by paracrine and autocrine regulation. Am J Physiol 287:G757–G763 de Wit C, Hoepfl B, Wolfle SE (2006) Endothelial mediators and communication through vascular gap junctions. Biol Chem 387:3–9 Evans WH, Martin PE (2002) Gap junctions: structure and function. Mol Membr Biol 19:121–136 Feng D, Nagy JA, Hipp J, Pyne K, Dvorak HF, Dvorak AM (1997) Reinterpretation of endothelial cell gaps induced by vasoactive mediators in guinea-pig, mouse and rat: many are transcellular pores. J Physiol 504(Pt 3):747–761 Feng D, Nagy JA, Pyne K, Hammel I, Dvorak HF, Dvorak AM (1999) Pathways of macromolecular extravasation across microvascular endothelium in response to VPF/VEGF and other vasoactive mediators. Microcirculation 6:23–44 Fraser R, Dobbs BR, Rogers GW (1995) Lipoproteins and the liver sieve: the role of the fenestrated sinusoidal endothelium in lipoprotein metabolism, atherosclerosis, and cirrhosis. Hepatology 21:863–874 Inoguchi T, Ueda F, Umeda F, Yamashita T, Nawata H (1995) Inhibition of intercellular communication via gap junction in cultured aortic endothelial cells by elevated glucose and phorbol ester. Biochem Biophys Res Commun 208:492–497 Ioannidou S, Deinhardt K, Miotla J, Bradley J, Cheung E, Samuelsson S, Ng YS, Shima DT (2006) An in vitro assay reveals a role for the diaphragm protein PV-1 in endothelial fenestra morphogenesis. Proc Natl Acad Sci USA 103:16770–16775 Jat PS, Noble MD, Ataliotis P, Tanaka Y, Yannoutsos N, Larsen L, Kioussis D (1991) Direct derivation of conditionally immortal cell lines from an H-2Kb-tsA58 transgenic mouse. Proc Natl Acad Sci USA 88:5096–5100 Kawasaki Y, Tsuchida A, Sasaki T, Yamasaki S, Kuwada Y, Murakami M, Chayama K (2002) Irsogladine malate up-regulates gap junctional intercellular communication between pancreatic cancer cells via PKA pathway. Pancreas 25:373–377 Matsuura T, Kawada M, Hasumura S, et al. (1998) High-density culture of immortalized liver endothelial cells in the radial-flow bioreactor in the development of an artificial liver. Int J Artif Organs 21:229–234 Matsuura T, Kawada M, Sujino H, Hasumura S, Nagamori S, Shimizu H (1999) Vitamin A metabolism of immortalized hepatic stellate cell in the bioreactor. In: Cells of the Hepatic Sinusoid, vol 7. The Kupffer Cell Foundation, Leiden The Netherlands, pp 88–89 Nakashima Y, Kohno H, El-Assal ON, Dhar DK, Ueda F, Nagasue N (2000) Irsogladine upregulates expressions of connexin32 and connexin26 in the rat liver. Hepatol Res 18:29–42 Oda M, Han JY, Nakamura M (2000) Endothelial cell dysfunction in microvasculature: relevance to disease processes. Clin Hemorheol Microcirc 23:199–211 Pimentel RC, Yamada KA, Kleber AG, Saffitz JE (2002) Autocrine regulation of myocyte Cx43 expression by VEGF. Circ Res 90:671–677 Roberts WG, Palade GE (1995) Increased microvascular permeability and endothelial fenestration induced by vascular endothelial growth factor. J Cell Sci 108:2369–2379 Rummery NM, Hill CE (2004) Vascular gap junctions and implications for hypertension. Clin Exp Pharmacol Physiol 31:659–667 Saito M, Matsuura T, Masaki T, Maehashi H, Braet F (2004) Study of the reappearance of sieve plate-like pores in immortalized sinusoidal endothelial cells - effect of actin inhibitor in mixed perfusion cultures. Comp Hepatol 3(Suppl 1):S28 Saito M, Matsuura T, Masaki T, Maehashi H, Shimizu K, Hataba Y, Iwahori T, Suzuki T, Braet F (2006) Reconstruction of liver organoid using a bioreactor. World J Gastroenterol 12:1881–1888 Uchida Y, Shiba H, Komatsuzawa H, Hirono C, Ashikaga A, Fujita T, Kawaguchi H, Sugai M, Shiba Y, Kurihara H (2005) Irsogladine maleate influences the response of gap junctional intercellular communication and IL-8 of human gingival epithelial cells following periodontopathogenic bacterial challenge. Biochem Biophys Res Commun 333:502–507 van Veen TA, van Rijen HV, Jongsma HJ (2006) Physiology of cardiovascular gap junctions. Adv Cardiol 42:18–40 Wisse E (1970) An electron microscopic study of the fenestrated endothelial lining of rat liver sinusoids. J Ultrastruct Res 3:125–150 Wisse E, De Zanger RB, Charels K, Van Der Smissen P, McCuskey RS (1985) The liver sieve: considerations concerning the structure and function of endothelial fenestrae, the sinusoidal wall and the space of Disse. Hepatology 5:683–692 Yamada K, Green KG, Samarel AM, Saffitz JE (2005) Distinct pathways regulate expression of cardiac electrical and mechanical junction proteins in response to stretch. Circ Res 97:346–353 Yokomori H, Oda M, Yoshimura K, Nagai T, Ogi M, Nomura M, Ishii H (2003) Vascular endothelial growth factor increases fenestral permeability in hepatic sinusoidal endothelial cells. Liver Int 23:467–475 Yokomori H, Yoshimura K, Funakoshi S, Nagai T, Fujimaki K, Nomura M, Ishii H, Oda M (2004) Rho modulates hepatic sinusoidal endothelial fenestrae via regulation of the actin cytoskeleton in rat endothelial cells. Lab Invest 84:857–864 Zahler S, Hoffmann A, Gloe T, Pohl U (2003) Gap-junctional coupling between neutrophils and endothelial cells: a novel modulator of transendothelial migration. J Leukoc Biol 73:118–126