Hiperglisemi RBL-1 hücrelerinde Ca2+ salınımı ile aktive olan Ca2+ akımlarını (ICRAC) arttırır

Amaç: Depo bağımlı Ca2+ girişi (SOCE) olarak farklı türde akımlar tanımlanmış olsa da bunlar arasında en iyi bilineni Ca2+ salınımı ile aktive olan Ca2+ akımlarıdır (ICRAC). SOCE yolağı çeşitli biyolojik süreçleri düzenleyen hücre içi Ca2+ ([Ca2+]i) sinyalleri oluşturmak için önemli bir yoldur. Anormal SOCE, özellikle alerji, diyabet, yangı ve kanseri içeren birçok çeşitli hastalık tipinin altında yatan önemli sebeplerden biri olarak görülmektedir. Bu çalışmada, hipergliseminin SOCE aktivitesi üzerine olan etkileri elektrofizyolojik yöntemlerle incelenmiştir. Yöntem: Bu çalışmada, sıçan bazofilik lösemi-1 (RBL- 1) hücreleri yüksek glikoz (YG, 50mM) ve normal glikoz (5.5mM) derişimine sahip DMEM solüsyonları kullanılarak çoğaltılmıştır. RBL-1 hücreleri yeterli sayıya ulaşmasının ardından 72 saat süreyle yüksek glikoz ortamına maruz bırakılmıştır. Bu süreyi takiben hücrelerden Fura-2 tabanlı Ca2+ görüntüleme tekniği ile SOCE aktivitesi ve voltaj kenetleme yöntemiyle ICRAC akımları ölçülmüştür. Bulgular: ICRAC akım ölçümleri patch-clmap ve Fura-2 tabanlı Ca2+ görüntüleme yöntemleriyle gerçekleştirilmiştir. Pozitif kontrol deneyler için PYR6 (SOCE blokörü) kullanılarak akımların SOCE yolağı üzerinden olduğu doğrulanmıştır. Ayrıca hipergliseminin RBL-1 hücrelerinde SOCE aktivitesini kontrol değerlerine göre istatistiksel olarak anlamlı derecede arttırdığı iki farklı yöntemle tespit edilmiştir. Sonuç: Bulgularımız diyabetik patolojilerde karşılaşılan Ca2+ homeostazındaki ve ER/SR depolarının Ca2+ içeriğindeki bozulmalarda SOCE yolağı ile ilgili proteinlerin önemli bir rolü olabileceğini ortaya koymaktadır. Hücre düzeyinde elde edilen bu bulgular sınırlı olsa da ileride geliştirilecek olan çalışmalara büyük katkılar sağlayacağı düşünülmektedir.

Hyperglycemia increases Ca2+ realese activated Ca2+ current (ICRAC) in RBL-1 cells

Objective: Although different types of currents have been defined as store-operated Ca2+ entry (SOCE), the best characterized of these is Ca2+ release-activated Ca2+ currents (ICRAC). The SOCE pathway is an important way to generate cytosolic Ca2+ signals that regulate various biological processes. Abnormal SOCE appears to be one of the underlying causes of several diseases, particularly allergies, diabetes, inflammation, and cancer. In this study, the effects of hyperglycemia on SOCE activity were investigated by electrophysiological methods. Methods: In this study, rat basophilic leukemia-1 (RBL-1) cells were grown using DMEM solutions with high glucose (HG, 50mM) and normal glucose (5.5mM) concentrations. Following 72 h incubation period, SOCE activity was measured by Fura-2 based Ca2+ imaging technique and ICRAC currents recorded by voltage clamp method. Results: ICRAC current measurements were performed by the patch-clmap method and Fura-2 based Ca2+ imaging methods. For positive control experiments, using the PYR6 (SOCE blocker), it was confirmed that the currents were through the SOCE pathway. In addition, it was determined by two different methods that hyperglycemia significantly increased SOCE activity in RBL-1 cells compared to control values. Conclusion: Our findings reveal that the SOCE pathway may have an important role in the disturbances in Ca2+ homeostasis and Ca2+ content of ER/SR stores encountered in diabetic pathologies. Although these findings at the cellular level are limited, it is thought that they will make great contributions to future studies.

___

  • 1. Berridge MJ, Lipp P, Bootman MD. The versatility and universality of calcium signalling. Nat Rev Mol Cell Biol, 2000; 1(1): 11–21.
  • 2. Amcheslavsky A, Yeromin AV, Penna A, Cahalan MD. Store-operated calcium channels. Encycl Biol Chem Second Ed, 2013; (307): 314–20.
  • 3. Parekh AB, Putney JW. Store-operated calcium channels. Physiol Rev, 2005; 85(2): 757-810.
  • 4. Hunton DL, Zou L, Pang Y, Marchase RB, Dacia L, Zou L, et al. Adult rat cardiomyocytes exhibit capacitative calcium entry. Am J Physiol Heart Circ Physiol, 2004; 0005: 1124–32.
  • 5. Venkatachalam K, van Rossum DB, Patterson RL, Ma HT, Gill DL. The cellular and molecular basis of store-operated calcium entry. Nat Cell Biol, 2002; 4(11): E263-72.
  • 6. Parekh AB. Store-operated CRAC channels: function in health and disease. Nat Rev Drug Discov, 2010; 9(5): 399-410.
  • 7. Tian C, Du L, Zhou Y, Li M. Store-operated CRAC channel inhibitors: opportunities and challenges. Future Med Chem, 2016; 8(7): 817-32.
  • 8. Wang J, Fu J, Li J, Wang Y, Tang L, Bai S, et al. Enhanced store-operated Ca 2 + entry in high glucose-cultured neonatal and adult diabetic rat cardiomyocytes. Int J Cli Exp Pathol, 2017; 10(2): 877–89.
  • 9. Back SH, Kaufman RJ. Endoplasmic reticulum stress and type 2 diabetes. Annu Rev Biochem, 2012; (81): 767-93.
  • 10. Chaudhari S, Wu P, Wang Y, Ding Y, Yuan J, Begg M, et al. High glucose and diabetes enhanced store- operated Ca 2+ entry and increased expression of its signaling proteins in mesangial cells. Am J Physiol Physiol, 2014; 306(9): F1069–80.
  • 11. Zhang IX, Ren J, Vadrevu S, Raghavan M, Satin LS. ER stress increases store-operated Ca2+ entry (SOCE) and augments basal insulin secretion in pancreatic beta cells. J Biol Chem, 2020; 295(17): 5685-70.
  • 12. Bird GS, DeHaven WI, Smyth JT, Putney JW. Methods for studying store-operated calcium entry. Methods, 2008; 46(3): 204-12.
  • 13. Hendron E, Wang X, Zhou Y, Cai X, Goto JI, Mikoshiba K, et al. Potent functional uncoupling between STIM1 and Orai1 by dimeric 2-aminodiphenyl borinate analogs. Cell Calcium, 2014; 56(6): 482-92.
  • 14. Putney JW, Steinckwich-Besançon N, Numaga- Tomita T, Davis FM, Desai PN, D’Agostin DM, et al. The functions of store-operated calcium channels. Biochim Biophys Acta Mol Cell Res, 2017; 1864(6): 900-06.
  • 15. Battiprolu PK, Gillette TG, Wang ZV, Lavandero S, Hill JA. Diabetic cardiomyopathy: mechanisms and therapeutic targets. Drug Discov Today Dis Mech, 2010; 7(2): 135-43.
  • 16. Putney JW. A model for receptor-regulated calcium entry. Cell Calcium, 1986; 7(1): 1-12.
  • 17. Várnai P, Hunyady L, Balla T. STIM and orai: the long-awaited constituents of store-operated calcium entry. Trends Pharmacol Sci, 2009; 30(3): 118-28.
  • 18. Shaw PJ, Feske S. Regulation of lymphocyte function by ORAI and STIM proteins in infection and autoimmunity. J Physiol, 2012; 590(17): 4157- 67.
  • 19. Islam S, Hassan F, Tumurkhuu G, Ito H, Koide N, Mori I, et al. Lipopolysaccharide prevents apoptosis induced by brefeldin A, an endoplasmic reticulum stress agent, in RAW 264.7 cells. Biochem Biophys Res Commun, 2006; 340(2): 589-96.
  • 20. Kim SY, Hwang JS, Han IO. Tunicamycin inhibits Toll-like receptor-activated inflammation in RAW264.7 cells by suppression of NF-κB and c-Jun activity via a mechanism that is independent of ER-stress and N-glycosylation. Eur J Pharmacol, 2013; 721(1-3): 294-300.
  • 21. Arruda AP, Hotamisligil GS. Calcium homeostasis and organelle function in the pathogenesis of obesity and diabetes. Cell Metab, 2015; 22(3): 381-97.
  • 22. Li Z, Zhang T, Dai H, Liu G, Wang H, Sun Y, et al. Endoplasmic reticulum stress is involved in myocardial apoptosis of streptozocin-induced diabetic rats. J Endocrinol, 2008; 196(3):565-72.
  • 23. Li Z, Zhang T, Dai H, Liu G, Wang H, Sun Y, et al. Involvement of endoplasmic reticulum stress in myocardial apoptosis of streptozocin-induced diabetic rats. J Clin Biochem Nutr, 2007; 41(1): 58-67.
  • 24. Xia W, Li Y, Wang B, Chen J, Wang X, Sun Q, et al. Enhanced Store-Operated Calcium Entry in Platelets is Associated with Peripheral Artery Disease in Type 2 Diabetes. Cell Physiol Biochem, 2015; 37(5): 1945-55.
  • 25. Menè P, Pugliese G, Pricci F, Di Mario U, Cinotti GA, Pugliese F. High glucose level inhibits capacitative Ca2+ influx in cultured rat mesangial cells by a protein kinase C-dependent mechanism. Diabetologia, 1997; 40(5): 521-27.
  • 26. Menè P, Pascale C, Teti A, Bernardini S, Cinotti GA, Pugliese F. Effects of advanced glycation end products on cytosolic Ca2+ signaling of cultured human mesangial cells. J Am Soc Nephrol, 1999; 10(7): 1478-86.
  • 27. Pang Y, Hunton DL, Bounelis P, Marchase RB. Hyperglycemia inhibits capacitative calcium entry and hypertrophy in neonatal cardiomyocytes. Diabetes, 2002; 51(12): 3461-67.
Türk Hijyen ve Deneysel Biyoloji Dergisi-Cover
  • ISSN: 0377-9777
  • Başlangıç: 1938
  • Yayıncı: Türkiye Halk Sağlığı Kurumu
Sayıdaki Diğer Makaleler

Hiperglisemi RBL-1 hücrelerinde Ca2+ salınımı ile aktive olan Ca2+ akımlarını (ICRAC) arttırır

Yasin GÖKÇE, Taufiq RAHMAN, Nazmi YARAŞ

Yoğun bakım ünitesindeki COVID-19 hastalarının yapay sinir ağı ile tedavi maliyetinin tahmini

Suna KOÇ, Mehmet DOKUR, Türkan ÖZER, Betül BÖRKÜ UYSAL, Mehmet Sami İSLAMOĞLU, Nilgün AÇIKGÖZ, İlke KÜPELİ, Sena Gül KOÇ, Sema Nur DOKUR, İsmail Tuncer DEGİM

Yumurtalık kanserinde hedefe yönelik tedavi stratejilerinde moleküler mekanizmaların rolü

Betül ÇOLAK, Demet CANSARAN DUMAN, Erkan YILMAZ

Borik asitin dezenfektan etkinliğinin araştırılması

Yasemin ZER, Fatma Nur KARABACAK, Ayşe BÜYÜKTAŞ MANAY

Periferik arter hastalarinda yükselmiş serum homositrulin düzeyleri

Duygu ERYAVUZ ONMAZ, Canan AYDOĞAN, Nazif AYGÜL, Abdullah SİVRİKAYA, Sedat ABUŞOĞLU, Ali ÜNLÜ

Kronik hastalığı olan erişkinlerin 2015-2017 yılları arasında influenzaya karşı aşılanma durumları

Halil EKİNCİ, Turan BUZGAN, Banu EKİNCİ, Fatih KARA, Bekir KESKİNKILIÇ, Hasan IRMAK

Androctonus crassicauda antivenomunun Leiurus abdullahbayrami venomuna karşı çapraz koruyuculuğunun değerlendirilmesi

Ertuğrul TURAN, Gökhan CENGİZ, İlhan BOZYİĞİT, Mehmet Ali KANAT, Derya ALTUN, Kübra KILIÇ, Edibe Nurzen NAMLI BOZKURT

B12 vitamini sıçanlarda metotreksatın neden olduğu akciğer hasarını azaltır: Histopatolojik, immünohistokimyasal ve biyokimyasal bir çalışma

Emin KAYMAK, Derya KARABULUT, Emel ÖZTÜRK, Ali Tuğrul AKIN, Nurhan KULOĞLU, Birkan YAKAN

İntravitreal enjeksiyon odası ile günübirlik ameliyathane odasının hava kalitesinin ve mikrobiyal yükünün değerlendirilmesi

Erol HAVUZ, Seda GÜDÜL HAVUZ

Araştırma hastanesinde yoğun bakım ünitelerindeki hastalardan izole edilen Candida türlerinin epidemiyolojisi ve antifungal duyarlılığı

Esma EREN, Hafize SAV, Zehra BEŞTEPE DURSUN