Phân bố không đồng đều của các transporter nucleoside và sự phân hủy enzym nội bào ngăn cản sự vận chuyển adenosine [14C] nguyên vẹn qua biểu mô màng đệm ở cừu dưới dạng một lớp tế bào trong nuôi cấy nguyên phát

Cerebrospinal Fluid Research - 2006
Zoran Redzic1,2, Aleksandra Isaković3, Sonja Misirlić-Denčić3, Dušan Popadić4, Malcolm B. Segal1
1School of Biomedical Sciences, King's College London, London, UK
2Department of Physiology, Faculty of Medicine, Kuwait, Kuwait
3Department of Biochemistry, School of Medicine, Belgrade, Serbia & Montenegro
4Department of Microbiology, School of Medicine, Belgrade, Serbia & Montenegro

Tóm tắt

Tóm tắt Nền Sự vận chuyển adenosine qua biểu mô của màng đệm (CP) có thể góp phần duy trì trạng thái cân bằng của neuromodulator này trong dịch ngoại bào của não. Mục đích của nghiên cứu này là khám phá sự vận chuyển adenosine qua các lớp tế bào biểu mô CP của cừu trong nuôi cấy nguyên phát. Phương pháp Để khám phá sự vận chuyển adenosine qua biểu mô CP, chúng tôi đã phát triển một phương pháp nuôi cấy nguyên phát các tế bào biểu mô màng đệm cừu (CPEC) trên các nền nhựa thấm và phân tích sự vận chuyển adenosine [14C] qua lớp tế bào này, chuyển hóa adenosine [14C] bên trong tế bào và sự hấp thu tế bào đối với adenosine [14C] từ bất kỳ buồng nào. Nuôi cấy tế bào nguyên phát bao gồm một phân đoạn tế bào biểu mô giàu có từ CP thất thứ tư của cừu và được nuôi trong các insert lọc được phủ laminin. Kết quả và kết luận CPEC phát triển thành các lớp đơn tạo thành các đảo hình đa giác điển hình, đạt được sự đồng nhất quang học vào ngày thứ ba sau khi đông đảo. Điện trở xuyên biểu mô gia tăng theo thời gian sau khi nuôi cấy lên đến 85 ± 9 Ω cm2 vào ngày thứ 8, trong khi tính thấm đối với [14C] sucrose, một dấu hiệu của sự khuếch tán ngoài tế bào, đồng thời giảm. Những tế bào này thể hiện một số đặc điểm điển hình của CPEC tại chỗ, bao gồm ba transporter nucleoside ở mức phiên mã mà thường trung gian việc vận chuyển adenosine qua màng tế bào. Tính thấm ước tính của các lớp tế bào này đối với adenosine [14C] là thấp và cùng cỡ với các dấu hiệu của khuếch tán ngoài tế bào.Tuy nhiên, sự ức chế các enzyme nội bào, adenosine kinase và adenosine deaminase, dẫn đến một sự gia tăng đáng kể trong tính thấm xuyên tế bào, cho thấy rằng phosphoryl hóa bên trong tế bào thành nucleotides có thể là lý do cho tính thấm xuyên tế bào thấp. Phân tích HPLC với việc phát hiện đồng thời phóng xạ cho thấy rằng phóng xạ [14C] xuất hiện trong buồng tiếp nhận sau khi nuôi cấy các lớp CPEC với adenosine [14C] trong buồng cho chủ yếu tồn tại dưới dạng hypoxanthine [14C], một sản phẩm phân hủy chuyển hóa của adenosine. Do đó, có vẻ như CPEC trong các nuôi cấy nguyên phát hoạt động như một rào cản enzym đối với adenosine. Các nghiên cứu về sự hấp thu tế bào cho thấy sự hấp thu tập trung của adenosine [14C] chỉ bị giới hạn ở phía của các tế bào này đối diện với buồng trên hoặc bề mặt, cho thấy sự phân bố không đồng đều của các transporter nucleoside.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

Von Lubitz DK: Adenosine and cerebral ischemia: therapeutic future or death of a brave concept?. Eur J Pharmacol. 1999, 365: 9-25. 10.1016/S0014-2999(98)00788-2.

Latini S, Pedata F: Adenosine in the central nervous system: release mechanisms and extracellular concentrations. J Neurochem. 2001, 79: 463-484. 10.1046/j.1471-4159.2001.00607.x.

Melani A, Pantoni L, Corsi C, Bianchi L, Monopoli A, Bertorelli R, Pepeu G, Pedata F: Striatal outflow of adenosine, excitatory amino acids, c-aminobutyric acid and taurine in awake freely moving rats after middle cerebral artery occlusion. Correlation with neurological deficit and histopathological damage. Stroke. 1999, 30: 2448-2455.

Sala-Newby GB, Skladanowski AC, Newby C: The mechanism of adenosine formation in cells: cloning of cytosolic 5c-nucleotidase-I. J Biol Chem. 1999, 274: 17789-17793. 10.1074/jbc.274.25.17789.

Zimmermann H: Biochemistry, localization and functional roles of ecto-nucleotidases in the nervous system. Progr Neurobiol. 1996, 49: 589-618. 10.1016/0301-0082(96)00026-3.

Phillips E, Newsholme EA: Maximum activities, properties and distribution of 5-nucleotidase, adenosine kinase and adenosine deaminase in rat and human brain. J Neurochem. 1979, 33: 553-558.

Isakovic AJ, Abbott JN, Redzic ZB: Brain to blood efflux transport of adenosine: blood-brain barrier studies in the rat. J Neurochem. 2004, 90: 272-286. 10.1111/j.1471-4159.2004.02439.x.

Abbott NJ: Evidence for bulk flow of brain interstitial fluid: significance for physiology and pathology. Neurochem International. 2004, 45: 545-552. 10.1016/j.neuint.2003.11.006.

Redzic ZB, Segal MB, Markovic ID, Gasic JM, Vidovic V, Rakic LM: The characteristics of basolateral nucleoside transport in the perfused sheep choroid plexus and the effect of nitric oxide inhibition on these processes. Brain Res. 1997, 26-33. 10.1016/S0006-8993(97)00530-1.

Chishty MA, Begley DJ, Abbott NJ, Reichel A: Functional characterisation of nucleoside transport in rat brain endothelial cells. Neuroreport. 2003, 14: 1087-1090. 10.1097/00001756-200305230-00036.

Siflinger-Birnboim A, Del Vecchio PJ, Cooper JA, Blumenstock FA, Shepard JM, Malik AB: Molecular sieving characteristics of the cultured endothelial monolayer. J Cell Physiol. 1987, 132: 111-117. 10.1002/jcp.1041320115.

Redzic ZB, Markovic ID, Vidovic VP, et al: Endogenous nucleosides in the guinea pig eye: analysis of transport and metabolites. Exp Eye Res. 1998, 66: 315-325. 10.1006/exer.1997.0424.

Miettinen M, Clark R, Virtanen I: Intermediate filament proteins in choroid plexus and ependyma and their tumors. J Androl. 1986, 123: 231-240.

Strazielle N, Ghersi-Egea JF: Demonstration of a coupled metabolism-efflux process at the choroid plexus as a mechanism of brain protection toward xenobiotics. J Neurosci. 1999, 19: 6275-6289.

Peters A, Palay S, Webster H deF: The fine structure of the nervous system. Neurons and their supporting cells. New York: Oxford University Press, 3

Fanning AS, Jameson BJ, Jesaitis LA, Anderson JA: The tight junction protein ZO-1 establishes a link between the transmembrane protein occludin and the actin cytoskeleton. J Biol Chem. 1998, 273: 29745-29753. 10.1074/jbc.273.45.29745.

Davson H, Segal MB: Physiology of the CSF and blood-brain barriers. 1996, Boca Raton: CRC, 1

Kato M, Soprano DR, Makover A, Kato K, Herbert J, Goodman DS: Localization of immunoreactive transthyretin and of transthyretin mRNA in fetal and adult rat brain. Differentiation. 1986, 31: 228-235.

Dickson PW, Howlett GJ, Schreiber G: Rat transthyretin (prealbumin): molecular cloning, nucleotide sequence, and gene expression in liver and brain. J Biol Chem. 1985, 260: 8214-8219.

Plagemann PG, Wohlhueter RM, Woffendin C: Nucleoside and nucleobase transport in animal cells. Biochim Biophys Acta. 1988, 947: 405-443.

Lu H, Chen C, Klaassen C: Tissue distribution of concentrative and equilibrative nucleoside transporters in male and female rats and mice. Drug Metab Disp. 2004, 32: 1455-1461. 10.1124/dmd.104.001123.

Griffiths M, Beaumont N, Yao SYM, Sundaram M, Boumah CE, Davies A, Kwong FYP, Coe I, Cass CE, Young JD, Baldwin SA: Cloning of a human nucleoside transporter implicated in the cellular uptake of adenosine and chemotherapeutic drugs. Nat Med. 1997, 3: 89-93. 10.1038/nm0197-89.

Griffiths M, Yao SYM, Abidi F, Phillips SEV, Cass CE, Young JD, Baldwin SA: Molecular cloning and characterization of a nitrobenzylthioinosine- insensitive (ei) equilibrative nucleoside transporter from human placenta. Biochem J. 1997, 328: 739-743.

Baldwin SA, Beal PR, Yao SY, King AE, Cass CE, Young JD: The equilibrative nucleoside transporter family, SLC29. Pflugers Archive -Eur J Physiol. 2004, 447: 735-743. 10.1007/s00424-003-1103-2.

Gray JH, Owen RP, Giacomini KM: The concentrative nucleoside transporter family SLC28. Pflugers Arch-Eur J Physiol. 2004, 447: 728-734. 10.1007/s00424-003-1107-y.

Baldwin SA, Mackey JR, Cass CE, Young JD: Nucleoside transporters: molecular biology and implications for therapeutic development. Mol Med Today. 1999, 5: 216-224. 10.1016/S1357-4310(99)01459-8.

Redzic ZB, Biringer J, Barnes K, Baldwin SA, Al-Sarraf H, Nicola PA, Young JD, Cass CE, Barrand MA, Hladky SB: Polarised distribution of nucleoside transporters in rat brain endothelial and choroid plexus epithelial cells. J Neurochem. 2005, 94: 1420-1426. 10.1111/j.1471-4159.2005.03312.x.

Redzic ZB, Segal MB: The structure of the choroid plexus and the physiology of the choroid plexus epithelium. Adv Drug Del Rev. 2004, 56: 1695-1716. 10.1016/j.addr.2004.07.005.

Thông tin
Thông tin xuất bản

Cerebrospinal Fluid Research

Thông tin tác giả