PKC-ε ist erforderlich für die mechanosensitive Aktivierung von ERK1/2 in Endothelzellen

Die mechanosensitive Regulation der Funktion von Endothelzellen (EC) durch Scherkräfte ist entscheidend für die flussinduzierte Vasodilatation und Genexpression. Frühere Studien unserer Labors haben gezeigt, dass Scherkräfte die 44- und 42-kDa extrazellulär signalregulierten Kinasen (ERK1/2) in EC auf zeit- und kraftabhängige Weise aktivieren. Die Aktivierung von ERK1/2 wurde durch die Herunterregulation von Protein-Kinase C (PKC) mit Phorbol 12,13-Dibutyrat (1 Mikromol für 24 Stunden) gehemmt, jedoch nicht durch Calciumchelation mit BAPTA-AM (Acetoxymethylester von BAPTA) (75 Mikromol für 30 Minuten), was darauf hindeutet, dass eine neuartige PKC-Isoform (delta, epsilon, eta, theta) die durch Scherkräfte induzierte ERK1/2-Aktivierung vermittelt. Western Blotting mit PKC-Isoform-spezifischen Antikörpern zeigte die Expression von PKC-alpha, -epsilon und -zeta-Isoformen in EC. PKC-epsilon wurde spezifisch durch Transfektion mit Antisense-PKC-epsilon-Phosphorothioat-Oligonukleotiden (1.000 nM für 6 Stunden) gehemmt. Die Antisense-Behandlung verringerte die PKC-epsilon-Proteinlevel um 80 +/- 13 % nach 72 Stunden und hemmte vollständig die durch Scherkräfte stimulierte ERK1/2-Aktivierung. Gemischte PKC-epsilon-Oligonukleotide und Antisense-PKC-alpha- und PKC-zeta-Oligonukleotide hatten keinen Einfluss auf die ERK1/2-Aktivität. PKC-epsilon schien spezifisch für die mechanosensitive ERK1/2-Aktivierung zu sein, da Antisense-PKC-epsilon-Oligonukleotide die ERK1/2-Aktivierung durch EGF oder Bradykinin nicht hemmten, jedoch die ERK1/2-Aktivierung bei der Adhäsion von EC an Fibronectin hemmten. Diese Ergebnisse definieren einen Weg für die durch Scherkräfte vermittelte ERK1/2-Aktivierung und etablieren eine neue Funktion für PKC-epsilon als Teil eines mechanosensitiven Signaltransduktionswegs in EC.