Η επίδραση της επαγωγής του "επαγόμενου από την υποξία μεταγραφικού παράγοντα - 1α" (HIF - 1α) στη συσταλότητα των λείων μυϊκών κυττάρων των αεραγωγών

Abstract

Στην αναπνευστική οδό, τα λεία μυϊκά κύτταρα (ΛΜΚ) καλύπτουν το εσωτερικό των αεραγωγών και ρυθμίζουν τη διάμετρό τους, ελέγχοντας έτσι το οξυγόνο που φθάνει στους πνεύμονες. Τα ΛΜΚ παρουσιάζουν υψηλό βαθμό πλαστικότητας και επιτελούν μια σειρά λειτουργιών, σημαντικότερη από τις οποίες είναι η σύσπαση, η οποία εξαρτάται από την έκφραση πλήθους συσταλτών και ρυθμιστικών πρωτεϊνών. Πρόσφατα έχει δειχθεί ότι, η απομάκρυνση του ορού εμβρύου βοός (FBS) από το θρεπτικό μέσο πρωτογενών καλλιεργειών ΛΜΚ τραχείας κουνελιού, επάγει την εμφάνιση ενός διαφοροποιημένου συσταλτού φαινοτύπου των κυττάρων, ο οποίος χαρακτηρίζεται από την έκφραση δεικτών ειδικών για τα ΛΜΚ. Στους ειδικούς αυτούς δείκτες ανήκουν μεταξύ άλλων, η α-ακτίνη των λείων μυών και η βαριά αλυσίδα της μυοσίνης των ΛΜΚ (SM-MHC). Ο κύριος ρυθμιστής της ομοιόστασης του οξυγόνου στους ιστούς είναι ο «επαγόμενος από την υποξία μεταγραφικός παράγοντας 1» (Hypoxia-Inducible Factor 1 - HIF-1). Ο HIF-1 είναι μία ετεροδιμερής πρωτεΐνη αποτελούμενη από δύο υπομονάδες : την υπομονάδα α (HIF-la), η οποία υπόκειται σε ρύθμιση και την υπομονάδα β (HIF-Ιβ ή ARNT), η οποία εκφράζεται συνεχώς. Μελέτες που έγιναν τόσο σε πρωτογενείς καλλιέργειες ΛΜΚ τραχείας κουνελιού, όσο και σε πρωτογενείς καλλιέργειες ΛΜΚΒ ανθρώπου, παρουσία ορού, έδειξαν ότι ο HIF-la επάγεται σε συνθήκες υποξίας, αλλά και σε φυσιολογικές συγκεντρώσεις οξυγόνου μετά από προσθήκη C0CI2 στο θρεπτικό μέσο καλλιέργειας. Επίσης, η προσθήκη C0CI2 και FBS σε διαφοροποιημένα ΛΜΚ τραχείας κουνελιού προκάλεσε υπερεπαγωγή του HIF-la και αύξησε την ανταποκρισιμότητά τους στην ακετυλοχολίνη. Στη παρούσα εργασία αρχικά μελετήθηκε αν το C0CI2, ο FBS και ο συνδυασμός τους, προκαλούν επαγωγή του HIF-la σε διαφοροποιημένα ΛΜΚΒ ανθρώπου. Τα αποτελέσματα έδειξαν, ότι ο HIF-la επάγεται κυρίως από το C0CI2 και ακόμη περισσότερο από τον συνδυασμό FBS+C0CI2, υποδηλώνοντας ότι οι δύο παράγοντες δρουν συνεργιστικά αυξάνοντας την επαγωγή του HIF-la, ο οποίος είναι συγκεντρωμένος στον πυρήνα των κυττάρων, σε διαφοροποιημένα ΛΜΚΒ ανθρώπου. Επιπλέον, μελετάται αν η επαγωγή του HIF-la στις παραπάνω συνθήκες, επηρεάζει την έκφραση πρωτεϊνών και mRNA γονιδίων που σχετίζονται με την συσταλτότητα των ΛΜΚΒ ανθρώπου. Συγκεκριμένα, μελετήθηκε η έκφραση των πρωτεϊνών των TRPC1 και SM-MHC με τη χρήση των μεθόδων SDS-PAGE και Western Blotting και των γονιδίων TRPC1 και TRPC6 με τη μέθοδο της ποσοτικής αλυσιδωτής αντίδρασης πολυμεράσης πραγματικού χρόνου (RT-qPCR). Τα αποτελέσματα που πήραμε, δείχνουν ότι έκφραση της πρωτεΐνης της SM-MHC δεν επηρεάστηκε στις συνθήκες επαγωγής του HIF-1 α, ενώ έκφραση των πρωτεϊνών του TRPC1 φαίνεται να επηρεάστηκε οριακά. Αντίθετα, η μεταγραφή του γονιδίου TRPC1 επάγεται από το CoCl? και επηρεάζεται όταν τα κύτταρα κατεργάζονται με FBS ή FBS + C0CI2 . F1 μεταγραφή του γονιδίου TRPC6 βρέθηκε να επάγεται και στις τρεις πειραματικές συνθήκες και κυρίως στην περίπτωση κατεργασίας των κυττάρων με FBS. Η επαγωγή των γονιδίων αυτών πιθανόν να επηρεάζει τη συσταλτότητα των ΛΜΚΒ ανθρώπου.