Μελέτη της επαγωγής του "επαγόμενου από την υποξία μεταγραφικού παράγοντα-1" (HIF-1) σε ανθρώπινα λεία μυϊκά κύτταρα βρόγχων

Abstract

Ο επαγόμενος από την υποξία μεταγραφικός παράγοντας 1 (HIF-1), αποτελεί τον κύριο ρυθμιστή της ομοιόστασης του οξυγόνου στους ιστούς. Ο HIF-1 αποτελείται από δύο υπομονάδες: την υπομονάδα α (HIF-la), η οποία υπόκειται σε ρύθμιση και την υπομονάδα β (HIF-1 β ή ARNT), η οποία εκφράζεται συνεχώς. Ο HIF-la έχει βρεθεί ότι παράγεται σε υψηλά επίπεδα σε κύτταρα, τα οποία βρίσκονται κάτω από συνθήκες υποξίας. Στις συγκεκριμένες συνθήκες ο HIF-la ενεργοποιεί τη μεταγραφή μια σειράς γονιδίων, τα οποία σχετίζονται με διεργασίες, όπως η ερυθροποίηση, η αγγειογένεση, η αγγειοδιαστολή, η αύξηση του ρυθμού της αναπνοής, καθώς και η γλυκόλυση. Πρόσφατα έχει δειχθεί ότι πέραν της υποξίας, ο HIF-la, επάγεται και σε φυσιολογικές συγκεντρώσεις οξυγόνου από αυξητικούς παράγοντες. Επιπλέον σε συνθήκες νορμοξίας ο HIF-la επάγεται και από παράγοντες οι οποίοι έχει βρεθεί ότι μιμούνται τις συνθήκες υποξίας, όπως το κοβάλτιο (Co2+) και η δεσφεριοξαμίνη (DFO). Στο αναπνευστικό σύστημα, τα λεία μυϊκά κύτταρα καλύπτουν το εσωτερικό των αεραγωγών. Τα λεία μυϊκά κύτταρα των βρόγχων του αναπνευστικού συστήματος ρυθμίζουν τη διάμετρο των αεραγωγών και κατά συνέπεια το οξυγόνο που φτάνει στους πνεύμονες. Έχει βρεθεί ότι σε πρωτογενείς καλλιέργειες λείων μυϊκών κυττάρων τραχείας κουνελιού, ο HIF-la επάγεται σε συνθήκες μειωμένης συγκέντρωσης οξυγόνου καθώς και σε φυσιολογικές συγκεντρώσεις οξυγόνου παρουσία κοβαλτίου. Στη συγκεκριμένη εργασία διερευνήθηκε η επαγωγή η του HIF-la σε πρωτογενείς καλλιέργειες ανθρώπινων λείων μυϊκών κυττάρων βρόγχων (ΛΜΚΒ), τόσο σε συνθήκες υποξίας, όσο και από διάφορους επαγωγείς σε φυσιολογικές συνθήκες οξυγόνου, με τη χρήση των μεθόδων της ηλεκτροφόρησης σε πηκτή πολυακριλαμιδίου παρουσία αποδιατακτικών συνθηκών (SDS-PAGE) και της ανοσοαποτύπωσης (Western Blotting). Αρχικά επιχειρήθηκε η μελέτη της επίδρασης των παραγόντων που δρουν ως μιμητές της υποξίας στην επαγωγή του HIF-la. Τέτοιοι επαγωγείς έχει βρεθεί ότι είναι το κοβάλτιο (Co2+) (Chachami et al., 2004) και η δεσφεριοξαμίνη (DFO). Τόσο το κοβάλτιο, όσο και η δεσφεριοξαμίνη προκάλεσαν επαγωγή του HIF-la. στα ανθρώπινα ΛΜΚΒ. Επιπλέον διερευνήθηκε η επίδραση των διαφορετικών συγκεντρώσεων οξυγόνου (συγκέντρωση οξυγόνου 1% καν 6%) στην επαγωγή του HIF-la, στα ανθρώπινα ΛΜΚΒ. Η υποξία (συγκέντρωση οξυγόνου 1% και 6%) οδήγησε όπως ήταν αναμενόμενο στην επαγωγή του HIF-la στα ανθρώπινα ΛΜΚΒ. Συγκεκριμένα βρέθηκε ότι η επαγωγή αυτή ήταν πιο έντονη στα κύτταρα που καλλιεργήθηκαν σε συγκέντρωση οξυγόνου 1% από ότι σε συγκέντρωση οξυγόνου 6%. Επίσης μελετήθηκε η επίδραση της καρβαχόλης (CCH) , ενός χολινεργικού αγωνιστή της ακετυλοχολίνης στην επαγωγή του HIF-la. Η καρβαχόλη φαίνεται να μην προκαλεί επαγωγή του HIF-la στα ανθρώπινα ΛΜΚΒ σε επίπεδα ανιχνεύσιμα με τη μέθοδο που χρησιμοποιήθηκε. Επιπλέον μελετήθηκε και ο ενδοκυττάριος εντοπισμός της έκφρασης του HIF-la στα ανθρώπινα ΛΜΚΒ, ύστερα από επεξεργασία με τους παραπάνω επαγωγείς με τη μέθοδο του έμμεσου ανοσοφθορισμού. Από τα παραπάνω αποτελέσματα προκύπτει ότι οι πρωτογενείς καλλιέργειες ΛΜΚΒ ανθρώπου, αποτελούν ένα κυτταρικό μοντέλο, το οποίο είναι κατάλληλο για τη μελέτη της επαγωγής του HIF-la.