Journals / Çocuk Cerrahisi Dergisi / 2005 / Cilt: 19 - Sayı: 2
Lipopolysaccharide impairs cell-to-cell communication by affecting the gap junction protein connexin-43 in enterocytes
- Journal
- Çocuk Cerrahisi Dergisi
- Pages
- 53–58
- DOI
- —
Abstract
Aim: Communication between enterocytes is likely to be essential for the maintenance of gut barrier integrity. In many cells such as neurons, intercellular communication occurs through the gap junction (GJ) protein connexin-43 (Cx43), and phosphorylation of Cx43 (pCx43) disrupts GJ function. However, the in vivo effects of LPS on GJ expression and phosphorylation in enterocytes are undefined. We hypothesized that LPS modulates connexin-43 expression and phosphorylation in enterocytes in-vitro. Methods: Inter-enterocyte communication was measured by microinjecting intestinal epithelial cells (IEC-6) with lucifer-yellow (LY) and a larger molecule "rhodamine-dextrane (Rd-D). The specificity of GJ function was assessed by pretreatment of cells with "oleamide", a specific inhibitor of GJ function. Images were obtained by laser confocal microscopy. The expression and distribution of Cx-43 and its phosphorylation (pCx-43) were assessed in IEC-6 cells following treatment with LPS (50 µg/ml 24h) by Western blot and confocal microscopy. Results: Enterocyte injections allowed passage of LY but not Rd-dextran to adjoining cells, suggesting GJ function. Oleamide treatment inhibited the passage of LY to the adjacent cells. LPS significantly increased enterocyte pCx-43 (density rel to actin ctrl: 0.3±0.1 vs LPS 0.9±0.2, p<0.05) but not total Cx-43. LPS significantly increased accumulation of pCX-43 between cells. Conclusion: LPS impairs the function of GJ by increasing the phosphorilation of Cx-43.This may provide insights into maintenance of barrier function by interenterocyte function.
Özet
Giriş: Enterositlerde hücreler arasındaki iletişimin bariyer işlevinin korunması açısından önemli olduğu düşünülmektedir. Ara bağlantı (AB) proteini konneksin-43'ün (K-43) nöronlarda hücre içi mediatör trafiğini düzenlediği ve fosforilasyon ile işlevinin engellendiği bilinmektedir. Bu çalışmada Lipopolisakkaridin (LPS) neden olduğu barsak bariyeri işlev bozukluğunun enterositler arasındaki iletişim, K-43 ekspresyonu ve fosforilasyon durumunu nasıl etkilediği ve hangi mekanizmanın sorumlu olduğu araştırılmıştır. Yöntem: Enterositler arasındaki iletişimi göstermek için IEC-6 enterosit hücre serilerine kültür ortamında floresan bir molekül olan lusifer-sarısı (LS) ve daha büyük başka bir molekül olan Rodamin-dekstran (Rd-D) ile mikroenjeksiyon uygulanmıştır. AB fonksiyonunun öznelliğini ortaya koymak amacı ile hücreler AB inhibitörü olan Oleamid ile muamele edildikten sonra enjeksiyon tekrarlanarak lazer konfokal mikroskobi ile görüntülenmiştir. Ardından, IEC-6 hücrelerinin LPS ile (50 µg/ml 24h) muamele sonrasındaki K-43 ekspresyonu ve fosforilasyonu (fK-43) Western Blot ve lazer konfokal mikroskobi ile değerlendirilmiştir. Bulgular: Enterositlere uygulanan mikroenjeksiyon sonrasında LS'nın hücreden komşu hücrelere AB aracılığı ile geçtiği gözlenirken Rd-D'ın sadece enjeksiyon yapılan hücrede sınırlı kalması işlevsel AB'ların varlığını ortaya koymuştur. Oleamid ile muamele sonrasında LS'nın da komşu hücrelere geçişinin engellenmesi AB işlevinin öznelliğini doğrulamıştır. LPS uygulaması entrositlerdeki fK-43 düzeyini anlamlı olarak arttırken (aktin bant dansitesine oranla kontrol hücrelerde: 0.3±0.1, LPS sonrası: 0.9±0.2; p<0.05) toplam K-43 değişmemiştir. LPS uygulaması hücreler arasında fK-43 birikimini arttırmıştır. Sonuç: LPS, AB proteini K-43'ün fosforilasyonunu arttırarak AB'ların işlevini engellemektedir. Bu da endotoksinin enterositler arası iletişimi bozmak yoluyla barsak bariyerinin bütünlüğünün korunmasını engelleyebileceğini düşündürmektedir.