Biến đổi kiểu hình của tế bào cơ trơn mạch máu trong môi trường nuôi cấy có liên quan đến việc định hình lại các protein co bóp và cytoskeletal

Wiley - Tập 49 Số 3 - Trang 130-145 - 2001
Nathalie F. Worth1, Barbara E. Rolfe, Jian Song, Gordon Campbell
1Department of Anatomical Sciences, Centre for Research in Vascular Biology, University of Queensland, Queensland, Australia.

Tóm tắt

Tóm tắtCác tế bào cơ trơn (SMC) thể hiện tính linh hoạt chức năng, điều chỉnh từ kiểu hình trưởng thành, trong đó chức năng chính là co bóp, đến trạng thái ít phân biệt hơn với khả năng tăng cường về khả năng vận động, tổng hợp protein và tăng sinh. Nghiên cứu hiện tại đã xác định, sử dụng phân tích Western, miễn dịch huỳnh quang kép và kính hiển vi huỳnh quang hội tụ, liệu sự thay đổi trong biểu hiện kiểu hình của tế bào SMC động mạch chủ thỏ trong nuôi cấy có thể được kết hợp với sự thay đổi trong biểu hiện và phân bố của các protein cấu trúc. Tế bào SMC ở trạng thái "co bóp" (ngày 1 và 3 của nuôi cấy sơ cấp) cho thấy sự phân loại rõ rệt các protein vào các miền tế bào, nhất quán với lý thuyết rằng cơ chế cấu trúc SMC được phân chia trong tế bào. Các protein chuyên biệt cho việc co bóp (α-SM actin, SM-MHC, và calponin) được biểu hiện cao trong các tế bào này và tập trung ở vùng trung tâm trên cùng của tế bào. Vimentin được giới hạn ở thân tế bào, cung cấp hỗ trợ cho thể co bóp nhưng không đồng thời phân bố với nó. Theo vai trò của nó trong gắn kết tế bào và vận động, β-NM actin được định vị ở ngoại vi tế bào và vỏ đáy. Protein cơ thể dày α-actinin được tập trung ở ngoại vi tế bào, có thể ổn định cả cơ chế co bóp và vận động. Các điểm nối chứa vinculin phát triển tốt, cho thấy sự bám dính mạnh của tế bào vào nền. Ở trạng thái "tổng hợp" SMC (các thí nghiệm từ 2-3 lần nuôi cấy), có sự giảm biểu hiện của các protein co bóp và protein gắn kết (vinculin) đi kèm với sự gia tăng các protein cytoskeletal (β-non-muscle [NM] actin và vimentin). Những thay đổi định lượng này trong các protein cấu trúc có liên quan đến những thay đổi mạnh mẽ về sự phân bố của chúng. Sự phân chia đặc trưng của các protein cấu trúc được quan sát thấy ở SMC trạng thái "co bóp" không còn rõ ràng nữa, với các protein phân phối đều hơn trong bào tương để thích ứng với sự thay đổi chức năng của tế bào. Vì vậy, việc điều chỉnh kiểu hình SMC không chỉ liên quan đến sự thay đổi định lượng trong các protein co bóp và cytoskeletal, mà còn là sự tổ chức lại các protein này. Do cytoskeleton hoạt động như một yếu tố điều chỉnh không gian của tín hiệu nội bào, sự tổ chức lại của cytoskeleton có thể dẫn đến việc định hình lại các phân tử tín hiệu, điều này có thể dẫn đến các thay đổi trong chức năng liên quan đến điều chỉnh kiểu hình SMC.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

10.1042/bj2650461

10.1083/jcb.95.2.403

10.1146/annurev.cellbio.12.1.463

Byers HR, 1984, Organisation and function of stress fibres in cells in vivo and in situ. A review, Cell Muscle Motil, 5, 83

Campbell GR, 1997, Smooth muscle diversity: Implications for the question; What is a smooth muscle cell?, Biomed Res, 8, 81

Campbell GR, 1988, Arterial smooth muscle: a multifunctional mesenchymal cell, Arch Pathol Lab Med, 112, 977

10.1042/cs0850501

10.1161/01.ATV.5.4.318

10.1161/01.ATV.9.5.633

10.1152/physrev.1979.59.1.1

10.1016/0012-1606(92)90104-O

10.1126/science.279.5350.514

10.1073/pnas.78.1.298

10.1083/jcb.91.3.614

10.1126/science.169.3942.286

10.1007/BF00222796

10.1002/(SICI)1521-1878(199811)20:11<892::AID-BIES4>3.0.CO;2-D

10.1006/cbir.1995.1123

10.1111/j.1432-0436.1990.tb00621.x

10.1016/S0955-0674(05)80007-9

10.1006/excr.1996.0172

10.1016/S0021-9258(19)50337-4

10.1152/physrev.1998.78.3.763

10.1016/0248-4900(90)90299-I

10.1042/bj2770285

10.1083/jcb.136.6.1263

Kocher O, 1984, Cytoskeleton of rat aortic smooth muscle cells: Normal conditions and experimental intimal thickenings, Lab Invest, 50, 645

Kuro‐o M, 1989, Developmentally regulated expression of vascular smooth muscle myosin heavy chain isoforms, J Biol Chem, 264, 18272, 10.1016/S0021-9258(18)51457-5

10.1111/j.1462-5822.2007.00901.x

10.1083/jcb.102.1.200

10.1038/283249a0

10.1002/(SICI)1097-4644(1998)72:30/31 <250::AID-JCB31>3.0.CO;2-3

10.1161/01.ATV.9.3.289

10.1016/0021-9150(90)90072-Q

Mosse PRL, 1985, Smooth muscle phenotypic expression in human carotid arteries. I. Comparison of cells from diffuse intimal thickenings adjacent to atheromatous plaques with those of the media, Lab Invest, 53, 556

10.1161/01.ATV.6.6.664

Mounier N, 1997, Transfected muscle and non‐muscle actins are differentially sorted by cultured smooth muscle and non‐muscle cells, J Cell Sci, 110, 839, 10.1242/jcs.110.7.839

10.1046/j.1524-475X.1999.00045.x

Nagai R, 1989, Identification of two types of smooth muscle myosin heavy chain isoforms by by cDNA cloning and immunoblots analysis, J Biol Chem, 264, 9734, 10.1016/S0021-9258(18)81717-3

NobesC HallA.1995.Rho rac and cdc42 GTPases regulate the assembly of multimolecular focal complexes associated with actin stress fibres lamellipodia and filopodia. Cell.81:53–62.

North AJ, 1994, Calponin is localised in both the contractile and the cytoskeleton of smooth muscle cells, J Cell Sci, 107, 437, 10.1242/jcs.107.3.437

North AJ, 1994, Actin isoform compartments in chicken gizzard smooth muscle cells, J Cell Sci, 107, 445, 10.1242/jcs.107.3.445

10.1152/physrev.1995.75.3.487

10.1111/j.1469-7793.1998.187br.x

10.1006/excr.1995.1119

10.1016/0092-8674(92)90163-7

10.1016/S0021-9150(99)00322-6

10.1016/0021-9150(95)05595-N

Skalli O, 1986, Cytoskeletal remodelling of rat aortic smooth muscle cells in vitro: relationships to culture conditions and analogies to in vivo situations, J Submic Cytol, 18, 481

10.1016/0014-4827(90)90125-T

10.1002/j.1460-2075.1985.tb02315.x

10.1002/bies.950170908

10.1016/S0040-8166(98)80045-1

10.1097/00005344-198906146-00003

Steinert PM, 1993, Diversity of intermediate filament structure. Evidence that the alignment of coiled coil molecules in vimentin is different from that in keratin intermediate filaments, J Biol Chem, 268, 24916, 10.1016/S0021-9258(19)74552-9

10.1073/pnas.76.9.4350

Valgeirsdottir S, 1998, PDGF induces reorganisation of vimentin filaments, J Cell Sci, 111, 1973, 10.1242/jcs.111.14.1973

10.1083/jcb.131.4.989

10.1074/jbc.273.16.9570

10.1016/S0955-0674(96)80050-0

Thông tin
Thông tin xuất bản

Wiley

Tập 49 Số 3

130-145

Thông tin tác giả