紧密连接是调控颌下腺分泌的重要途径,但其机制尚不清楚。我们前期工作发现激活AMPK促进离体大鼠颌下腺的分泌,增加SMG-C6细胞紧密连接的通透性,并促进紧密连接蛋白claudin-4向膜转位。我们推测激活AMPK可以通过调节claudin-4来调控紧密连接的功能,从而促进颌下腺的分泌。我们拟①以离体大鼠颌下腺灌流为模型,在器官水平上观察AMPK对颌下腺唾液分泌的作用;②在培养的大鼠颌下腺腺泡细胞上证实激活AMPK可以增加细胞紧密连接的通透性;③在培养的细胞上观察claudin-4含量、分布与磷酸化的变化,并通过选择性敲低或过表达claudin-4,在分子水平上明确claudin-4在颌下腺紧密连接中的作用,并证明AMPK可以调节claudin-4,进而影响紧密连接的通透性。为揭示AMPK调控颌下腺分泌的机制、探讨紧密连接对颌下腺分泌功能的作用提供实验依据,具有重要的理论和临床意义。
submandibular gland;tight junction;AMP-activated protein kinase;claudin-4;
本研究探讨腺苷酸活化蛋白激酶(AMP-activated protein kinase,AMPK)经紧密连接分子claudin-4调控颌下腺分泌的作用机制,并阐明AMPK调控颌下腺紧密连接通透性的具体信号转导通路。选用AMPK激动剂AICAR对离体大鼠颌下腺进行灌流,检测颌下腺分泌功能的改变。以大鼠颌下腺腺泡细胞系SMG-C6细胞为模型,检测AICAR刺激对跨上皮电阻(TER)及对4 kDa FITC-右旋糖酐通透性的作用,采用免疫荧光法和western blot观察claudin-4分子的分布,western blot检测相关信号分子表达的改变,免疫共沉淀法检测claudin-4分子的磷酸化及claudin-4与其他紧密连接分子之间的相互作用。结果显示AICAR显著增加了离体大鼠颌下腺的分泌,用AICAR刺激SMG-C6细胞5至60min显著降低了TER值,并增加了对4 kDa FITC-右旋糖酐的通透性,提示AMPK激活后增加了SMG-C6细胞的旁细胞通透性。免疫荧光和western blot结果显示AICAR特异性诱导了claudin-4分子从细胞膜向细胞浆转位,但不影响claudin-1, -3, occludin和ZO-1的分布。AICAR刺激5至60min显著增强了SMG-C6细胞ERK磷酸化,使用ERK1/2抑制剂U0126和ERK1/2 siRNA后抑制了AICAR对TER的影响,并抑制了claudin-4从细胞浆向细胞膜的转位。免疫共沉淀结果显示AICAR激活了claudin-4丝氨酸(Ser)199位点的磷酸化并且增加了claudin-4和occludin之间的相互作用。使用U0126预孵育显著抑制AMPK诱导的claudin-4磷酸化以及claudin-4和occludin之间的相互作用。本研究证实AMPK激活后通过调节claudin-4分子的磷酸化及分布增加了SMG-C6细胞紧密连接的通透性,促进颌下腺的分泌,该作用可能通过ERK信号通路。本研究为揭示AMPK调控颌下腺分泌的机制、探讨紧密连接对颌下腺分泌功能的作用提供实验依据,具有重要的理论和临床意义。