Studientyp: Medizinische/biologische Studie (experimentelle Studie)

Cyclic AMP mediates keratinocyte directional migration in an electric field. med./bio.

[Zyklisches AMP vermittelt eine gerichtete Bewegung von Keratinozyten in einem elektrischen Feld].

Veröffentlicht in: J Cell Sci 2005; 118 (9): 2023-2034

Ziel der Studie (lt. Autor)

Es sollte die Rolle der β2-adrenergen Rezeptoren und von intrazellulärem cAMP (zyklisches AMP) in der elektrischen Feld-vermittelten gerichteten Migration ("Wanderung") von Keratinozyten untersucht werden, die einen wichtigen Teil bei der Einleitung der Wieder-Epithelisierung bei der Wundheilung übernehmen.

Hintergrund/weitere Details

Die Wieder-Epithelisierung von verwunderter Haut ist notwendig zum Wundverschluss und erfordert eine gerichtete Keratinozyten-Migration in Richtung des Wunden-Zentrums. Das elektrische Feld, was direkt auf der Verwundung erzeugt wird, könnte das früheste Signal sein, das Keratinozyten erhalten, um die gerichtete Migration und Heilung einzuleiten. Keratinozyten exprimieren viele β2-adrenerge Rezeptoren, aber ihre Rolle in der Epidermis ist nicht bekannt. Die Autoren haben kürzlich gezeigt, dass beta-adrenerge Rezeptor-Agonisten die Keratinozyten-Migration in einem cAMP-unabhängigen Mechanismus vermindern, bei dem die Aktivierung der Protein-Phosphatase 2A einbezogen ist.

Endpunkt

Exposition/Befeldung (teilweise nur auf Englisch)

Exposition Parameter
Exposition 1:
Expositionsdauer: kontinuierlich für 1 Stunde

Exposition 1

Hauptcharakteristika
Frequenz
Typ
Expositionsdauer kontinuierlich für 1 Stunde
Zusatzinfo Reference article: Pullar, C. E., Isseroff, R. R. and Nuccitelli, R. (2001). Cyclic AMP dependent protein kinase A plays a role in the directed migration of human keratinocytes in a DC electric field. Cell Motil. Cytoskeleton 50, 207-217.
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
Kammer Galvanotaxis chamber maintained at 36°C
Aufbau Ag-AgCl electrodes
Zusatzinfo Galvanotaxis chamber is composed of a rectangular Plexiglass frame with two media reservoirs on opposite sides to which a 45 x 50 mm glass coverslip is attached to form the chamber bottom. The keratinocytes are plated onto the collagen-coated center of the chamber between two coverslip spacers (25 x 10 mm). A third 25 mm² coverslip is placed on top and rests approx. 100-105 µm above the center panel and is sealed on top of the spacer coverslips with silicone high-vacuum grease.
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
elektrische Feldstärke 1 V/cm - gemessen - -

Referenzartikel

  • Pullar CE et al. (2001): Cyclic AMP-dependent protein kinase A plays a role in the directed migration of human keratinocytes in a DC electric field.

Exponiertes System:

Methoden Endpunkt/Messparameter/Methodik

Untersuchtes System:
Untersuchungszeitpunkt:
  • nach der Befeldung

Hauptergebnis der Studie (lt. Autor)

Wurden die Keratinozyten bei höheren Konzentrationen des beta-adrenergen Rezeptor-Agonisten (0.1 µM) exponiert, wurde ihre Wanderungsgeschwindigkeit gehemmt, sowohl bei Vorhandensein (gerichtete Migration) als auch bei Fehlen (zufällige Migration) eines 100 mV/mm elektrischen Feldes. Bei geringeren Agonisten-Konzentrationen (0.1 pM bis 0.1 nM) gab es keine Wirkung auf die Wanderungsgeschwindigkeit; allerdings war jegliche Gerichtetheit verloren - die Keratinozyten waren im Wesentlichen "blind" gegenüber dem gerichteten Schlüsselreiz.
Die Vorab-Inkubation der Keratinozyten mit einem β-Antagonist stellte die gerichtete Migration wieder her, was zeigt, dass die "Blindheit" durch den β2-adrenergen Rezeptor vermittelt war.
Die Inkubation von Zellen mit Substanzen, die dafür bekannt sind, die intrazellulären cAMP-Gehalte zu erhöhen, wie z.B. sp-cAMP, Pertussis-Toxin und Forskolin, führte zu einer ähnlichen "Erblindung" gegenüber dem elektrischen Feld, wohingegen die zufällige Migration unbeeinflusst war. Das interaktive cAMP-Analogon rp-cAMP hatte keine Wirkung auf die Keratinozyten-Migration. Allerdings stellte die rp-cAMP-Vorbehandlung vor dem Hinzufügen des β-Agonisten vollständig die Galvanotaxis wieder her, was die komplette cAMP-Abhängigkeit der Schwächung der gerichteten Keratinozyten-Migration zeigt.
Dies ist der erste Bericht, dass cAMP in der Lage ist, die Keratinozyten-Galvanotaxis zu vermitteln. beta-adrenerge Rezeptor-Agonisten und -Antagonisten könnten wertvolle Werkzeuge zur Modulierung der Wieder-Epithelisierung sein. Folglich regulieren beta-adrenerge Rezeptoren die zwei verschiedenen Komponenenten der gerichteten Keratinozyten-Migration auf unterschiedliche Weise: Die Migrations-Geschwindigkeit über einen cAMP-unabhängigen Mechanismus und die Galvanotaxis über einen cAMP-abhängigen.

Studienmerkmale:

Studie gefördert durch

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