讨论
缝隙连接是存在于大多数相邻细胞间的一种蛋白通道,构成缝隙连接的亚单位称为连接小体(connexon),两个相邻细胞膜上的连接小体共同构成缝隙连接,成为一个水溶性通道,允许离子及分子量在1 488 u以下的小分子被动转移,参与对细胞生长和分化等功能的调节。以往对缝隙连接通讯的研究手段包括用组织学或免疫组化的方法直接观察缝隙连接(连接小体)的数量、电耦合、细胞代谢协同实验及细胞微注射后荧光染料转移技术等[4]。这些方法操作复杂、难度大、所得结果欠精确,使细胞与细胞间通讯的研究受到限制。近年新发展的FRAP技术[5],借助高强度脉冲激光照射某些细胞区域,从而造成该区域荧光分子的光淬灭,而其周围细胞未淬灭的荧光分子将以一定速率向淬灭细胞扩散,其扩散速率可通过低强度激光扫描探测。新近发展的激光扫描细胞仪ACAS系列可直接控制这种光淬灭作用,并进行实时监测。利用这种先进技术可对细胞与细胞间缝隙连接的物质交换速率进行较为精确的测量,从而为观察细胞间通讯提供了强有力的研究手段。
地塞米松是皮质类固醇类药物,有研究表明一定浓度的地塞米松对离体培养的晶状体上皮细胞有抑制作用[6]。其作用机制是药物与细胞浆中受体蛋白起作用而形成受体复合物,该复合物移入细胞核内与染色质结合,其所携带的信息抑制基因转录RNA的过程,从而抑制细胞的生长。本研究表明,地塞米松可增强晶状体上皮细胞之间的通讯。300 mg/L的地塞米松发挥最大增强效应,荧光恢复速率较对照组增加两倍多。胞间通讯的强弱受诸多因素的影响,如细胞内钙离子浓度[7],pH和cAMP水平[8]等。细胞内Ca2+浓度增高可抑制细胞间通讯,而cAMP及其类似物则可增强细胞间通讯,这在肝细胞、子宫内膜细胞以及人甲状腺细胞[9]等均得到证实。地塞米松增强细胞间通讯的机制尚不明确,可能与其降低细胞内Ca2+的浓度以及稳定细胞膜的作用有关。这一点对损伤细胞的修复是有益的。
本研究首次发现肝素可增强晶状体上皮细胞的胞间通讯。肝素是一种抗凝剂,并且在体内、外均有抗凝作用,对凝血过程每一步都有抑制作用。最近有研究发现肝素能抑制细胞的生长,Del Vecchio等[10]认为肝素的抑制细胞生长作用是一种直接抑制作用,而不是对细胞的毒性作用。Castellot等[11]认为肝素作用于细胞生长的G1期至S期之间,或更确切说是作用于S期刚开始时。Reilly等[12]的研究结果显示,肝素可减少表皮生长因子(EGF)对细胞的结合,从而延缓细胞的生长。本实验结果表明,肝素可增强晶状体上皮细胞之间的通讯,并且肝素2×105 U/L效应最大,荧光恢复速率约为对照组的3倍。肝素增强细胞间通讯的机制尚不清楚,可能与其在多个环节直接或间接抑制Ca2+活性有关。如肝素可抑制凝血酶的活性,从而抑制了Ⅴ因子和Ⅷ因子对Ca2+的激活作用。另外,肝素还可直接抑制经Ⅴ因子激活的Ca2+活性。
本实验研究发现地塞米松和肝素对晶状体上皮细胞间通讯有保护和增强作用,这对组织损伤后保持其固有的生物学性状和促进组织修复可能发挥作用。而地塞米松和肝素对培养的晶状体上皮细胞生长的抑制作用与促进胞间通讯之间有无因果关系,尚待今后更进一步研究。
基金项目:中华眼科麦格科研基金资助项目(97-临-01)
参考文献
1 Loewenstein WR. Junctional intercellular communication: the cell-to-cell membrane channel. Physiol Rev, 1981, 61:829-913.
2 Feijter AW, Trosko JE, Wade MH. Assesment of gap junctional intercellular communication in living cells using fluorescence techniques. In: Mason WT, ed. Fluorescent and luminescent probes for biological activity. New York: Acad Press, 1993.378-388.
3 Green LM, Lazarus JP, LaBue M, et al. Reduced cell-cell communication in a spontaneous murine model of autoimmune thyroid disease. Endocrinology, 1995,136:3611-3618.
4 Barhoumi R, Bowen JA, Stein LS, et al. Concurrent analysis of intracellular glutathione content and gap junctional intercellular communication. Cytometry, 1993,14:747-756.
5 Jou YS, Layhe B, Matesic DF, et al. Inhibition of gap junctional intercellular communication and malignant transformation of rat liver epithelial cells by neu oncogene. Carcinogenesis, 1995,16:311-317.
6 McDonnel PJ, Krause W, Glaser BM. In vitro inhibition of lens epithelial cell proliferation and migration. Ophthalmic Surg, 1998,29:25-30.
7 Tsugorka A, Rios E, Blatter LA. Imaging elementary events of calcium release in skeletal muscle cells. Science, 1995,269:1723-1726.
8 Dookwah HD, Barhoumi R, Narasimhan TR, et al. Gap junctions in myometrial cell cultures: evidence for modulation by cyclic adenosine 3':5'-monophosphate. Biol Reprod, 1992,47:397-407.
9 Munari-Silem Y, Audebet C, Rousset B. Hormonal control of cell to cell communication: regulation by thyrotropin of the gap junction-mediated dye transfer between thyroid cells. Endocrinology, 1991,128:3299-3309.
10 Del Vecchio PJ, Bizios R, Holleran LA, et al. Inhibition of human scleral fibroblast proliferation with heparin. Invest Ophthalmol Vis Sci, 1988,29:1272-1276.
11 Cochran DL, Castellot JJ Jr, Karnovsky MJ. Effect of heparin on vascular smooth muscle cells: II.specific protein synthesis. J Cell Physiol, 1985,124:29-36.
12 Reilly CF, Fritze LM, Rosenberg RO. Inhibition of smooth muscle cell proliferation by heparin-like molecules. Med J Aust, 1986,144:10-16. 上一页 [1] [2] |