Transzcelluláris bikarbonát szekréció és intracelluláris pH reguláció polarizált epitheliás sejtekben
Title in English
Transcellular bicarbonate seceretion and intracellular pH regulation on polarized epithelial cells
Panel
Cellular and Developmental Biology
Department or equivalent
Dept. of Oral Biolgy (Semmelweis University)
Starting date
2005-01-01
Closing date
2008-12-31
Funding (in million HUF)
2.500
FTE (full time equivalent)
2.00
state
closed project
Final report
Results in Hungarian
Kutatásunk célja polarizált epitheliális sejtek elektrolit és folyadékszekréciójának molekuláris szintű vizsgálata volt. Jól differenciált hasnyálmirigy duktusz Capan-1 és HPAF, valamint nyálmirigy acinus ParC10 és SMIE sejtvonalakat vizsgáltunk molekuláris és funkcionális eszközrendszer alkalmazásával. Polarizált sejttenyészeteket hoztunk létre permeábilis membránon, és vizsgáltuk génexpressziós mintázatukat RT-PCR-rel, anionszekréciójukat Ussing kamrás módszerrel és intracelluláris pH-szabályozásukat mikrofluorometriás pH-mérés segítségével. A vízszekrécióért felelős mechanizmusokat szöveti immunhisztokémiai módszerekkel tanulmányoztuk. Kimutattuk Capan-1, HPAF és Par-C10 sejtekben az NBC, NHE1, NKCC1, CFTR mRNS-ek expresszióját. Igazoltuk, hogy patkány és emberi hasnyálmirigyben koexpresszálódik az AQP1 és AQP5 csatorna az intraloburális duktuszok apikális felszínén. Ussing-kamrás kísérleteink során bizonyítottuk, hogy az HPAF és Par-C10 sejtvonalak képesek vektoriális anion szekrécióra, és ez gátolható az NKCC gátlásával. Sikerült igazolnunk, hogy a Capan-1, HPAF és Par-C10 sejtvonalakban a HCO3- utánpótlását a bazolaterálisan elhelyezkedő NBC és NHE együttesen szolgáltatják. Eredményeink szerint ParC10 sejtek bazolaterális és apikális felszínén is találhatóak anion-kicserélők. Az általunk jellemzett modellrendszerek jól alkalmazhatók a továbbiakban a humán külső elválasztású mirigyek folyadék- és elektrolit szekréció rendellenességeinek modellezésére.
Results in English
We studied the molecular mechanisms of the electrolyte and fluid secretion of polarized epithelial cells. We have used well differentiated Capan-1 and HPAF pancreas ductal and Par-C10 and SMIE salivary acinar cell lines for molecular and functional experiments. The cells were seeded on permeable support and formed polarized cultures. RT-PCR tests were taken to examine the gene expression of the cells. We have investigated the anion secretion with Ussing chamber, and intracellular pH with microfluorometric measurements. The mechanisms responsible for transcellular water secretion were studied by tissue immunohystochemistry. We have shown the Capan-1, HPAF and Par-C10 cells express the mRNA of NBC, NHE1, NKCC1 and CFTR. We have demonstrated that AQP1 and AQP5 aquaporin water channels colocalize on the apical membrane of rat and human pancreas intercalated ductal cells. With Ussing-chamber experiments it was detected that the HPAF and Par-C10 cells are capable of vectorial anion secretion and that this secretion can be blocked by the inhibition of NKCC. We could demonstrate that the HCO3- influx happens through the basolateral NHE and NBC transporters in Capan-1, HPAF and Par-C10 cells. Our results show that anion exchangers work in both the basolateral and apical membranes of Par-C10 cells. The characterized polarized cell systems are suitable model systems for examining the fluid- and electrolyte secretory transport function disorders of human exocrine glands.
Moore, Hannah E; Burghardt, Beata; Steward, Martin C;: SLC26 anion exchanger activity in the airway epithelial cell line Calu-3, J Physiol 567P C116; http://www.physoc.org/publications/proceedings/archive/article.asp?ID=567PC116, 2005
G VARGA, A SZUCS, A NAGY, I DEMETER, MC STEWARD, B BURGHARDT: Polarized Par-C10 parotid acinar cells as a model for epithelial vectorial bicarbonate transport, FAOPS 2006 Congress, Seoul, 2006
G. Varga, A. Szucs, I. Demeter, A. Nagy, M.C. Steward, B. Burghardt: Bicarbonate secretion by cultured salivary gland cells, Stensen Conference on Salivary Glands, Okazaki, 2006
Hegyesi O, Demeter I, Szűcs Á, Király M, Case RM, Steward MC,Varga G, Burghardt B:: Characterization of the anion transport of a cell line without functional CFTR channel, ISAC, Budapest, 2008
I Demeter, Á Szűcs, O Hegyesi, B Burghardt, G Varga, M C Steward:: Vectorial bicarbonate transport by Par-C10 cells: a model for human parotid secretion, Cellular Physiology and Biochemistry, submitted, 2009
Burghardt B, Nielsen S, Steward MC: The role of aquaporin water channels in fluid secretion by the exocrine pancreas, J Membr. Biol. 210:143-153, 2006
Racz GZ, Burghardt B, Szlávik V, Szűcs Á, Vág J, Elliott AC, Varga G: Duration of PKC-induced ERK activation determines the effects on DNA synthesis in Panc-1 human pancreatic cancer cells, J Cell Biochem 98: 1667-1680, 2006
Szűcs Á, Demeter I, Burghardt B, Óvári G, Case RM, Steward MC, Varga G: Vectorial bicarbonate transport by Capan-1 cells: a model for human pancreatic ductal secretion, Cell Physiol Biochem 18: 253-264, 2006
Irma Demeter, Orsolya Hegyesi, Ákos K Nagy, Maynard R Case, Martin C Steward, Gabor Varga, Beata Burghardt:: Bicarbonate transport by the human pancreatic ductal cell line HPAF, PANCREAS (id:08465R1), accepted with minor modification, 2009
