Caspase-3-avhengig celledød i PC12-celler og kyllingkornceller

Abstract

Menneskekroppen har gjennom evolusjon utviklet genetisk programmerte metoder for å vedlikeholde cellepopulasjonen og opprettholde optimal organfunksjon. Apoptose er en form for programmert celledød som har en essensiell rolle i utviklingen og modningen av nervesystemet. Å være eller ikke være for en celle avgjøres av en kompleks samhandling mellom mange proapoptotiske og antiapoptotiske faktorer og signalveier. Ubalanser i denne reguleringen kan gi abnorm celleproliferasjon eller tap av funksjonelt viktige celler. Mange neurodegenerative sykdommer er et resultat av en slik ubalanse. Bedre kunnskap om mekanismene som regulerer apoptose og de signalveiene som beskytter mot denne typen celledød, kan gjøre det mulig å utvikle legemidler som griper inn i den apoptotiske prosessen. Apoptose medieres av caspasene, en gruppe proteaser, som gir celledød ved å kløyve en rekke intracellulære substrater. Vekstfaktorene NGF og EGF kan fremme celleoverlevelse gjennom MEK/ERK-signalveien. I dette arbeidet er det brukt PC12-celler og kyllingkornceller, en type neuroner, for å studere celledød og aktiveringen av caspase-3. Molekylet PAC-1 er rapportert som en direkte caspase-3-aktivator og ble brukt for å induserer celledød i PC12-celler og kyllingkornceller. PAC-1 induserte noe caspase-3-aktivitet i både PC12-celler og kyllingkornceller. NGF, EGF og caspase-3-inhibitor gav delvis og tidsavhengig beskyttelse mot PAC-1-indusert celledød i begge celletypene. Vekstfaktorer og caspase-3-inhibitor tilsatt 2 timer etter PAC-1-eksponering gav beskyttelse i PC12-celler, mens vekstfaktorer beskyttet kyllingkornceller når de tilsattes umiddelbart og 4 timer etter PAC-1-eksponering. I kyllingkorncellene gav caspase-3-inhibitor først beskyttelse tilsatt 4 timer etter PAC-1-eksponering. PAC-1 induserte dermed en svak og forsinket caspase-3-aktivering, og forårsaket celledød kunne delvis reduseres med vekstfaktorer og caspase-3-inhibitor. Westernblott viste at PAC-1 gav en oppregulering av ERK og nedregulering av P-ERK i kyllingkornceller. Dette viser at PAC-1 også kan drepe celler uavhengig av direkte caspase-3-aktivering, og flere studier er nødvendig for å fastslå PAC-1’s egnethet som caspase-3-aktivator i studier av caspase-3-avhengig neuronal celledød.