12 resultados para Cx26
Resumo:
Mutations in the GJB2 gene, encoding connexin 26 (Cx26), are a major cause of nonsyndromic recessive hearing loss in many countries. We report here on a novel point mutation in GJB2, p.L76P (c.227C>T), in compound heterozygosity with a c.35delG mutation, in two Brazilian sibs, one presenting mild and the other profound nonsyndromic neurosensorial hearing impairment. Their father, who carried a wild-type allele and a p.L76P mutation, had normal hearing. The mutation leads to the substitution of leucine (L) by proline (P) at residue 76, an evolutionarily conserved position in Cx26 as well as in other connexins. This mutation is predicted to affect the first extracellular domain (EC1) or the second transmembrane domain (TM2). EC1 is important for connexon-connexon interaction and for the control of channel voltage gating. The segregation of the c.227C>T (p.L76P) mutation together with c.35delG in this family indicates a recessive mode of inheritance. The association between the p.L76P mutation and hearing impairment is further supported by its absence in a normal hearing control group of 100 individuals, 50 European-Brazilians and 50 African-Brazilians.
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Gap junctional intercellular communication (GJIC) and connexin expression (Cx26 and Cx32) in mouse liver were studied after administration of 4-bis[2-(3,5 dichloropyridyloxy)]benzene (TCPOBOP), a phenobarbital-like enzyme inducer. Female C57BI/6 mice were administered TCPOBOP (5.8 mg/kg BW) and euthanized 0, 24, 48 and 72 hours later. Liver samples were snap frozen, or fixed in formalin, or submitted to GJIC analysis. The proliferating cell nuclear antigen (PCNA) immunohistochemistry and the Western blotting for Cx26 and Cx32 were performed. After 48 and 72 h of drug administration the liver-to-body weight ratio was increased 70% and 117% (p < 0.0001), respectively. There were temporal-dependent alterations in liver histopathology and a significant increase in cell proliferation was noted after 48h and sustained after 72h, though to a lesser extent (p < 0.0001). In addition. TCPOBOP administration induced apoptosis, which appeared to be time-dependent showing statistical significance only after 72h (p < 0.0001). Interestingly, a transient disruption by nearly 50% of GJIC capacity was detected after 48 h of drug ingestion, which recovered after 72 h (p = 0.003). These GJIC changes were due to altered levels of Cx26 and Cx32 in the livers of TCPOBOP-treated mice. We concluded that a single administration of TCPOBOP transiently disrupted the levels of GJIC due to decreased expression of connexins and increased apoptotic cell death in mouse liver. (C) 2009 Elsevier GmbH. All rights reserved.
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Gap junction channels, formed by connexins (Cx), are involved in the maintenance of tissue homeostasis, cell growth, differentiation, and development. Several studies have shown that Cx43 is involved in the control of wound healing in dermal tissue. However, it remains unknown whether Cx43 plays a role in the control of liver fibrogenesis. Our study investigated the roles of Cx43 heterologous deletion on carbon tetrachloride (CCl(4))-induced hepatic fibrosis in mice. We administered CCl(4) to both Cx43-deficient (Cx43(+/-)) and wild-type mice and examined hepatocellular injury and collagen deposition by histological and ultrastructural analyses. Serum biochemical analysis was performed to quantify liver injury. Hepatocyte proliferation was analyzed immunohistochemically. Protein and messenger RNA (mRNA) expression of liver connexins were evaluated using immunohistochemistry as well as immunoblotting analysis and quantitative real-time PCR. We demonstrated that Cx43(+/-) mice developed excessive liver fibrosis compared with wild-type mice after CCl(4)-induced chronic hepatic injury, with thick and irregular collagen fibers. Histopathological evaluation showed that Cx43(+/-) mice present less necroinflammatory lesions in liver parenchyma and consequent reduction of serum aminotransferase activity. Hepatocyte cell proliferation was reduced in Cx43(+/-) mice. There was no difference in Cx32 and Cx26 protein or mRNA expression in fibrotic mice. Protein expression of Cx43 increased in CCl(4)-treated mice, although with aberrant protein location on cytoplasm of perisinusoidal cells. Our results demonstrate that Cx43 plays an important role in the control and regulation of hepatic fibrogenesis. Microsc. Res. Tech. 74:421-429, 2011. (C) 2010 Wiley-Liss, Inc.
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A surdez é a deficiência sensorial mais comum na população humana, afetando o desenvolvimento social do indivíduo afetado por esta patologia. Estima-se que 50% dos casos de deficiência auditiva podem ser evitáveis. Cerca de 1/1000 recém-nascidos apresentam surdez e 1/3 da população acima dos 65 anos é também afetada. No presente estudo, foram analisadas 19 famílias diferentes. Analisou-se ainda 399 amostras aleatórias de recém-nascidos provenientes das várias regiões de Portugal. Mutações no gene GJB2, que codifica para a Cx26, são a principal causa de surdez hereditária não sindrómica, como tal, foi analisado nos dois tipos de população em estudo, tal como o gene GJB6, que codifica para a Cx30. Nas famílias analisadas foram encontradas as mutações c.35delG, p.Met34Thr e p.R127H, no gene GJB2, as quais se contam entre as mutações mais comuns na população portuguesa. Na população aleatória foram encontradas as mutações c.35delG. p.Met34Thr e K224Q, assim como o polimorfismo F83L. Foram caracterizadas funcionalmente três mutações da Cx26 – a p.Leu213X, p.Gly160Ser e p.Gly160Cys. Verificou-se que as proteínas contendo a mutação p.Leu213X foram observadas principalmente no citoplasma, o que sugere que elas são aí retidas. O défice no seu tráfego para a membrana poderá estar relacionado com o facto de esta mutação originar um codão STOP no domínio C-terminal da proteína. As proteínas que continham a mutação p.Gly160Ser e a p.Gly160Cys são transportadas até à membrana plasmática, tal como a Cx26 selvagem. No entanto, a permeabilidade dos canais intercelulares compostos por Cx26 apresentando estas mutações não foi investigada. Este estudo contribui para o aprofundamento do conhecimento sobre a surdez hereditária e o espectro de mutações no locus DFNB1. Permitiu também a primeira caracterização funcional de três mutações da Cx26. Os estudos funcionais têm em vista a possível aplicação de terapias destinadas à recuperação da função nativa da Cx26.
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RESUME Ce mémoire de thèse traite de l'étude de la « scaffold »protéine ou protéine «échafaud», « Islet-Brain1/ JNK Interacting Protein 1 » (IB1/JIP-1) dans la vessie et la prostate, deux organes importants de l'appareil uro-genital. Cette protéine, mise en évidence dans notre laboratoire à la fin des année 90, a été reconnue pour réguler la voie de signalisation des « Mitogen-Activated Protein Kinases » (MAPKs), et en particulier de la MAPK appelée c-Jun N-terminal Kinase (JNK). Le réseau de voie de signalisation permet aux cellules de percevoir les changements dans le milieu extracellulaire et de permettre une réponse appropriée à ces différents stimuli. La connaissance des voies de signalisation a permis de mettre en évidence leur rôle crucial tant dans l'homéostase des tissus sains que dans des processus pathologiques comme l'oncogenèse. Parmi une vingtaine de voie de signalisation, la voie de signalisation des «MAPKinases » est une des plus importantes et a été montrée pour participer à diverses fonctions cellulaires telles que la différentiation, la motilité, la division et la mort cellulaire. La voie de signalisation des « MAPKinases » est typiquement constituée d'un module de trois kinases qui s'activent séquentiellement par phosphorylation. On note la présence d'une MAPK, d'un activateur de MAPK et d'un activateur de l'activateur de MAPK. Une fois la MAPK activée, elle permettra la régulation de différentes cibles dont certain facteur de transcription. Chez les mammifères, il existe 3 grands groupes de MAPKs : the extracellular signal-regulated kinase 1 and 2 (ERK 1/2) cascade, qui régule préférentiellement la croissance et la différentiation cellulaire, ainsi que les cascades JNK et p38 qui régulent préférentiellement la réponse à différents stress cellulaires telle que l'inflammation ou l'apoptose. JNK est activé par différents stress cellulaire telle que les cytokines inflammatoires. JNK est également requis au cours du développement embryonnaire et contribue à la mort (apoptose) ou à la prolifération cellulaire. Plusieurs études ont mis en évidence le rôle de JNK durant le processus tumoral, sans que son rôle soit clairement identifié. JNK pourrait avoir des fonctions différentes durant l'initiation puis de la progression tumorale. Chez les mammifères, les voies de signalisation intracellulaires forment un réseau complexe et elles interagissent entre elles, ce qui permet aux cellules une réponse adéquate aux multitudes de stimuli existants dans les organismes pluricellulaires. Parmi plusieurs mécanismes de régulation, les protéines dites « scaffold » ou «échafaud » jouent un rôle crucial dans l'homéostase de la voie de signalisation des «MAPKinase ». L'introduction revoit brièvement ces différents aspects, de la voie de signalisation des «MAPKinase et des connaissance sur IB1/JIP-1. Les premières études effectuées sur IB1/JIP-1 ont montré une expression relativement spécifique de cette protéine dans certains types de neurones ainsi que dans la cellule beta-sécrétrice d'insuline. IB1/JIP-1 régule la voie de signalisation JNK par interaction avec les différents composants du module, modifiant ainsi le spectre de substrats activés par JNK. La fonction précise de IB1/JIP-1 n'était pas encore élucidée, mais plusieurs travaux mettaient en lumière un rôle dans la régulation, et la sous-location cellulaire des composants de la voie de signalisation JNK, ainsi que dans la survie cellulaire à certain stress. Cette expression relativement spécifique est intrigante car elle suggère que sa présence serait nécessaire à une régulation spécifique de la MAPKinase JNK ou à certaines autres fonctions cellulaires également spécifiques de certains tissus. Le premier but de ce travail a consisté à mettre en évidence l'expression de IB1/JIP-1 dans l'appareil uro-génital et plus particulièrement dans la vessie et la prostate. Nos résultats ont montré que IB1/JIP-1 est spécifiquement exprimé au niveau de l'urothélium vésical, mais pas dans le muscle lisse. Il en est de même au niveau de la prostate où IB1/JIP-1 est exprimé spécifiquement au niveau de l'épithélium sécrétoire et absent au niveau du stroma fibro-musculaire. La vessie et la prostate sont des organes ou l'activité JNK pourrait être crucial tant dans l' homeostase tissulaire que dans le développement de pathologies bénignes ou malignes. La vessie et la prostate sont le siège fréquent de tumeur. La base pour le développement du cancer est complexe et implique plusieurs anomalies génétiques. Ce processus complexe lié au développement tumoral est encore loin d`être complètement élucidé, raison pour laquelle il est crucial de poursuivre l'étude des différents gènes pouvant être impliqué dans ces processus ou pouvant être utilisé comme outil thérapeutique. Dans l'urothelium de la vessie, la fonction de la MAPK JNK n'a été que très peu étudiée. Il existe quelques études, in vitro, suggérant une implication possible de cette voie de signalisation dans des processus telle que le développement ou la progression tumorale. Le chapitre 1 décrit une étude in vivo dans la vessie un modèle de stress mécanique, connu pour activer les MAPKinase. La dilatation vésicale, due à une obstruction urétrale, a mis en évidence une diminution de l'expression de IB1/JIP-1 ainsi qu'une activation de la MAPKinase JNK. Dans ce modèle, la régulation de IB1/JIP-1, par l'intermédiaire d'un vecteur viral, a permis de démontrer que IB1/JIP-1 régulait l'activité de JNK dans ce tissu. Pour poursuivre l'étude de cette fonction d' IB1/JIP-1 dans l'urothélium, nous avons investigué l'activité JNK dans des souris génétiquement modifiées et porteuse d'une délétion de 1 des 2 allèles du gène codant pour IB1/JIP-1, avec un contenu en IB1/JIP-1 diminué de moitié. L'activation de JNK est également augmentée dans l'urothelium au repos de ces souris, ce qui confirme la fonction régulatrice de JNK par IB1/JIP-1. Ces résultats ont permis de mettre en évidence un rôle critique de celle-ci dans l'homéostase de I`urothelium et suggère une nouvelle cible pour réguler la voie de signalisation dans ce tissu. En outre, la modulation des niveaux d'expression d'IB1/JIP-1 dans la vessie, in vivo, par l'intermédiaire de vecteurs viraux s'est révélée réalisable et indique un moyen élégant pour développer une thérapie génique dans cet organe. Un autre élément de ce travail de thèse, révélée au chapitre 2, a été d'étudier la régulation dans la vessie de rat de la communication intercellulaire de type « GAP ». Les cellules adjacentes partagent des ions, messagers secondaires et des petits métabolites par l'intermédiaire de canaux intercellulaire qui forment les jonctions de type « GAP ». Ce type de communications intercellulaire permet une activité cellulaire coordonnée, une caractéristique importante pour l'homéostase des organismes multicellulaire. Ce type de communication intercellulaire est formé de 2 demi-canaux appelés connexons. Chaque connexon est formé de six protéines appelées connexins (Cx). Il existe environ vingt connexines différentes nommées par leur poids moléculaire respectif. Les jonctions de type canaux "GAP" permettent aux cellules de communiquer avec les cellules voisines au quelles elles sont mécaniquement ou électriquement couplées. La vessie peut être particulièrement dépendante de la communication intercellulaire par les canaux « Gap » qui permettrait de coordonner la réponse de la musculature ainsi que de l'urothélium à l'augmentation de la pression transmurale du à l'accumulation d'urine, situation fréquemment observée dans le cadre de l'hyperplasie bénigne de la prostate. Dans la vessie de rat, la connexine26 est exprimée uniquement dans l'urothelium. La Cx26, a été montrée pour être un possible « tumor suppressor gene » dans le cancer de vessie. Une augmentation de la Cx26 ainsi que du couplage des cellules urothéliales a été démontré dans notre modèle de stress mécanique sur la vessie de rat et est dépendante de 2 éléments de réponses connues pour interagir avec AP-1. La régulation de IB1/JIP-1 a permis de montrer que celle-ci régulait l'activité JNK, ainsi que l'activité du facteur de transcription AP-1, composé de c-Jun lui-même cible de JNK. Cette réduction de l'activité de AP-1 est associée à une diminution de l'expression du transcipt de la Cx26. En résumé, la Cx26 pourrait être régulée par le complexe AP-1 lui-même dépendant du contenu en IB1/JIP-1. Dans le chapitre 3, l'étude de IB1/J1P-1 s'est portée sur la prostate. Cet organe, siège fréquent de pathologie telle que le cancer ou l'hyperplasie bénigne de la prostate, exprime IB1/JIP-1 au niveau de son épithélium sécrétoire. Cette expression est maintenue dans une lignée cellulaire humaine largement étudiée est reconnue comme un modèle adéquat de cellules tumorales de type androgène-sensible. IB1/JIP-1 a été investigué dans un modèle in vitro d'apoptose en réponse à un agent appelé N-(4-hydroxyphenyl)retinamide (4-HPR) qui induit une activation de la MAPK JNK ainsi que également un diminution du contenu en IB1/JIP-1. La surexpression de IB1/JIP-1 en utilisant à nouveau des virus comme vecteur a démontré que IB1/JIP-1 était capable de réguler l'activité de JNK ainsi que les taux d'apoptose. Dans le cancer de la prostate, certains travaux ont montré que la différentiation neuroendocrine des cellules tumorales est associée à la progression tumorale et à la perte de sensibilité aux androgènes. Ce travail a permis de dévoiler l'augmentation d'expression de IB1/JIP-1 dans un modèle de neurodifferentiation des cellules d'une lignée prostatique humaine (LNCaP). Les mécanismes qui permettent une expression spécifique de IB1/JIP-1 ont été partiellement investiguée dans notre laboratoire. Son promoteur humain contient un « Neuron Restricive Silencer Element » (NRSE) connu pour se lier a répresseur transcriptionel appelé « RE-1 Silencer Transcription Factor » ou « Neuron Restrictive Silencer Factor » (REST/NRSF). NRSF/REST est capable de réprimer l'expression de gènes neuronaux en dehors du système neuronal. Il prend part à la différentiation terminale des gènes neuronaux. Dans le chapitre 3, on observe que l'activité de REST/NRSF est diminuée dans les cellules LNCaP qui se transdifferencient de manière neuroendocrine, et que REST/NRSF est capable de moduler l'expression de ces gènes cibles dans ce type cellulaire. Ces travaux laissent suggérer que NRSF/REST participe à l'acquisition du phénotype neuroendocrinien et pourrait être une cible pour réguler ce phénomène. En conclusion, ce travail de thèse présente l'expression de IB1/JIP-1 dans 2 organes de l'appareil uro-génital ; la vessie et la prostate. La fonction de IB1/JIP-1 a été étudiée in vivo dans la vessie de rat, ce qui a mis en évidence sa fonction régulatrice de l'activité de la MAPKinase JNK, et de l'activité du facteur de transcription AP-1 ; ainsi que sa possible implication régulatrice de gène cible tel que la Connexin 26 (Cx26). AP-1 et la Cx26 pourraient jouer un rôle dans le processus oncologique, tant dans le control de l'invasion cellulaire ou le control de la croissance cellulaire. Dans la prostate, IB1/JIP-1 régule également l'activité JNK; crucial dans la transmission de certains stimulis pro-apoptotiques. Dans un modèle de transdifférenciation neuroendocrinienne, phénotype possiblement lié au caractère agressif du cancer de la prostate, l'expression de IB1/JIP-1 est augmenté, suggérant soit un rôle possible dans le développement du phénotype neuronal ou une implication dans une fonction anti-apoptotique. Ce travail a donc permis d'élargir nos connaissances sur la régulation et le control de la voie de signalisation des MAPKinases par IB1/JIP-1, qui pourrait avoir encore d'autres fonctions dans ces tissus.
Resumo:
To evaluate the regulation of connexin expression by fluid pressure, we have studied the effects of elevated transmural urine pressure on Connexin43 (Cx43) and Cx26. We chose to focus on these two proteins out of the five connexins (Cx26, 43, 40, 37, and 45) which we found by RT-PCR to be expressed in the rat bladder, since in situ hybridization and immunofluorescence showed that Cx43 is the predominant connexin expressed by smooth muscle cells (SMC), whereas Cx26 is abundantly expressed only in the latter cell type. To evaluate whether these connexins are affected by changes in transmural urine pressure, we used a rat model of bladder outlet obstruction, in which a ligature is placed around the urethra. Under conditions of increased fluid pressure due to urine retention, we observed that the expression of both Cx43 and Cx26 increased at both transcript and protein levels, reaching a maximum 7-9 h after the ligature. Further analysis revealed that these changes were accounted for by a fourfold increase in Cx43 mRNA of SMC but not urothelial cell and by a fivefold increase in Cx26 mRNA of urothelium. Scrape-loading of propidium iodide showed that the latter change was paralleled by a twofold increase in coupling between urothelial cells. The data show that Cx43 and Cx26 are differentially regulated during bladder outlet obstruction and contribute to the response of the bladder wall to increased voiding pressure, possibly to control its elasticity.
Resumo:
Proper function of the wall of bladder requires gap junctional communication for coordinating the responses of smooth muscle (SMC) and urothelial cells exposed to urine pressure. In the rat bladder, Cx43 is expressed by SMC and urothelial cells, whereas Cx26 expression is restricted to the epithelium. We used a model of bladder outlet obstruction, in which a ligature is placed around the urethra to increase voiding pressure. Increased fluid pressure was associated with increased Cx43 and Cx26 mRNA expression and with the activation of a signaling cascade including the transcription factor c-Jun, which is a component of the AP-1 complex. The signaling pathway of the c-Jun NH2 terminal kinase (JNK) requires the presence of the scaffold protein Islet-Brain1/c-Jun amino-terminal kinase Interacting Protein-1 (IB1/JIP-1). Under stress conditions resulting from urine retention, we have found a reduced content of IB1/JIP-1 in urothelial cells, which in turn induced a drastic increase of JNK and AP-1 binding activities. The stress-induced activation of JNK was prevented by overexpressing IB1/JIP-1, using a viral gene transfer approach, a condition which also resulted in a decrease in Cx26 mRNA. The data show that: 1) mechanical stress of urothelial cells activates in vivo JNK, as a consequence of a regulated expression of IB1/JIP-1 and 2) that urothelial Cx26 may be directly regulated by the AP-1 complex.
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Mutations in the GJB2 gene, encoding connexin 26 (Cx26), are a major cause of nonsyndromic recessive hearing loss in many countries. We report here on a novel point mutation in GJB2, p.L76P (c.227C>T), in compound heterozygosity with a c.35delG mutation, in two Brazilian sibs, one presenting mild and the other profound nonsyndromic neurosensorial hearing impairment. Their father, who carried a wild-type allele and a p.L76P mutation, had normal hearing. The mutation leads to the substitution of leucine (L) by proline (P) at residue 76, an evolutionarily conserved position in Cx26 as well as in other connexins. This mutation is predicted to affect the first extracellular domain (EC1) or the second transmembrane domain (TM2). EC1 is important for connexon-connexon interaction and for the control of channel voltage gating. The segregation of the c.227C>T (p.L76P) mutation together with c.35delG in this family indicates a recessive mode of inheritance. The association between the p.L76P mutation and hearing impairment is further supported by its absence in a normal hearing control group of 100 individuals, 50 European-Brazilians and 50 African-Brazilians.
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Hepatocellular carcinoma (HCC) is the third highest cause of cancer death worldwide. In general, the disease is diagnosed at an advanced stage when potentially curative therapies are no longer feasible. For this reason, it is very important to develop new therapeutic approaches. Retinoic acid (RA) is a natural derivative of vitamin A that regulates important biological processes including cell proliferation and differentiation. In vitro studies have shown that RA is effective in inhibiting growth of HCC cells; however, responsiveness to treatment varies among different HCC cell lines. The objective of the present study was to determine if the combined use of RA (0.1 µM) and cAMP (1 mM), an important second messenger, improves the responsiveness of HCC cells to RA treatment. We evaluated the proliferative behavior of an HCC cell line (HTC) and the expression profile of genes related to cancer signaling pathway (ERK and GSK-3β) and liver differentiation (E-cadherin, connexin 26 (Cx26), and Cx32). RA and cAMP were effective in inhibiting the proliferation of HTC cells independently of combined use. However, when a mixture of RA and cAMP was used, the signals concerning the degree of cell differentiation were increased. As demonstrated by Western blot, the treatment increased E-cadherin, Cx26, Cx32 and Ser9-GSK-3β (inactive form) expression while the expression of Cx43, Tyr216-GSK-3β (active form) and phosphorylated ERK decreased. Furthermore, telomerase activity was inhibited along treatment. Taken together, the results showed that the combined use of RA and cAMP is more effective in inducing differentiation of HTC cells.
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Hepatocellular carcinoma (HCC) is the third highest cause of cancer death worldwide. In general, the disease is diagnosed at an advanced stage when potentially curative therapies are no longer feasible. For this reason, it is very important to develop new therapeutic approaches. Retinoic acid (RA) is a natural derivative of vitamin A that regulates important biological processes including cell proliferation and differentiation. In vitro studies have shown that RA is effective in inhibiting growth of HCC cells; however, responsiveness to treatment varies among different HCC cell lines. The objective of the present study was to determine if the combined use of RA (0.1 µM) and cAMP (1 mM), an important second messenger, improves the responsiveness of HCC cells to RA treatment. We evaluated the proliferative behavior of an HCC cell line (HTC) and the expression profile of genes related to cancer signaling pathway (ERK and GSK-3β) and liver differentiation (E-cadherin, connexin 26 (Cx26), and Cx32). RA and cAMP were effective in inhibiting the proliferation of HTC cells independently of combined use. However, when a mixture of RA and cAMP was used, the signals concerning the degree of cell differentiation were increased. As demonstrated by Western blot, the treatment increased E-cadherin, Cx26, Cx32 and Ser9-GSK-3β (inactive form) expression while the expression of Cx43, Tyr216-GSK-3β (active form) and phosphorylated ERK decreased. Furthermore, telomerase activity was inhibited along treatment. Taken together, the results showed that the combined use of RA and cAMP is more effective in inducing differentiation of HTC cells.
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Electrical synapses formed of the gap junction protein Cx36 show a great deal of functional plasticity, much dependent on changes in phosphorylation state of the connexin. However, gap junction turnover may also be important for regulating cell-cell communication, and turnover rates of Cx36 have not been studied. Connexins have relatively fast turnover rates, with short half-lives measured to be 1.5 to 3.5 hours in pulse-chase analyses of connexins (Cx26 and Cx43) in tissue culture cells and whole organs. We utilized HaloTag technology to study the turnover rate of Cx36 in transiently transfected HeLa cells. The HaloTag protein forms irreversible covalent bonds with chloroalkane ligands, allowing pulse-chase experiments to be performed very specifically. The HaloTag open reading frame was inserted into an internal site in the C-terminus of Cx36 designed not to disrupt the regulatory phosphorylation sites and not to block the C-terminal PDZ interaction motif. Functional properties of Cx36-Halo were assessed by Neurobiotin tracer coupling, live cell imaging, and immunostaining. For the pulse-chase study, transiently transfected HeLa cells were pulse labeled with Oregon Green (OG) HaloTag ligand and chase labeled at various times with tetramethylrhodamine (TMR) HaloTag ligand. Cx36-Halo formed large junctional plaques at sites of contact between transfected HeLa cells and was also contained in a large number of intracellular vesicles. The Cx36-Halo transfected HeLa cells supported Neurobiotin tracer coupling that was regulated by activation and inhibition of PKA in the same manner as wild-type Cx36 transfected cells. In the pulse-chase study, junctional protein labeled with the pulse ligand (OG) was gradually replaced by newly synthesized Cx36 labeled with the chase ligand (TMR). The half-life for turnover of protein in junctional plaques was 2.8 hours. Treatment of the pulse-labeled cells with Brefeldin A (BFA) prevented the addition of new connexins to junctional plaques, suggesting that the assembly of Cx36 into gap junctions involves the traditional ER-Golgi-TGN-plasma membrane pathway. In conclusion, Cx36-Halo is functional and has a turnover rate in HeLa cells similar to that of other connexins that have been studied. This turnover rate is likely too slow to contribute substantially to short-term changes in coupling of neurons driven by transmitters such as dopamine, which take minutes to achieve. However, turnover may contribute to longer-term changes in coupling.
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Gap junction channels are formed by paired oligomeric membrane hemichannels called connexons, which are composed of proteins of the connexin family. Experiments with transfected cell lines and paired Xenopus oocytes have demonstrated that heterotypic intercellular channels which are formed by two connexons, each composed of a different connexin, can selectively occur. Studies by Stauffer [Stauffer, K. A. (1995) J. Biol. Chem. 270, 6768-6772] have shown that recombinant Cx26 and Cx32 coinfected into insect cells may form heteromeric connexons. By solubilizing and subfractionating individual connexons from ovine lenses, we show by immunoprecipitation that connexons can contain two different connexins forming heteromeric assemblies in vivo.
