豚の関節軟骨細胞における浸透圧感受性イオンチャネルとしてのTRPV4の機能的特性

目的：一過性受容体電位バニロイド4（TRPV4）は、浸透圧（浸透圧度）および機械的刺激によってゲーティングされるCa(2+)-透過性チャネルです。軟骨に存在する細胞である軟骨細胞は、その浸透圧および機械的環境に応答しますが、このシグナル伝達の分子基盤は完全には理解されていません。本研究は、軟骨細胞におけるTRPV4の存在と機能を示すことを目的としました。方法：TRPV4タンパク質の発現は、免疫染色およびウエスタンブロッティングにより測定されました。TRPV4アゴニスト/アンタゴニスト、浸透圧ストレス、およびインターロイキン-1（IL-1）への応答として、Ca(2+)シグナル、細胞体積、およびプロスタグランジンE(2)（PGE(2)）産生の変化が、それぞれ蛍光顕微鏡、光学顕微鏡、または免疫測定法を用いて豚の軟骨細胞で測定されました。結果：TRPV4はRNAおよびタンパク質レベルで豊富に発現していました。TRPV4の活性化因子である4α-ホルボール12,13-ジデカノエート（4αPDD）への暴露は、軟骨細胞におけるCa(2+)シグナルを引き起こし、選択的TRPV4アンタゴニストであるGSK205によって阻害されました。TRPV4のブロックは、軟骨細胞の低浸透圧ストレスへの応答を減少させ、Ca(2+)応答細胞の割合、調節的体積減少、およびPGE(2)産生を減少させました。外因性Ca(2+)の除去または細胞内ストアの枯渇によってCa(2+)シグナルは抑制されました。TRPV4の特異的活性化は、IL-1によって引き起こされた不完全な調節的体積減少を回復させました。一次纖毛の化学的破壊は、4αPDDまたは低浸透圧ストレスに応じたCa(2+)シグナルを排除しました。結論：私たちの発見は、TRPV4が関節軟骨細胞に存在しており、軟骨細胞が低浸透圧ストレスに応答するのはこのチャネルによって媒介され、外因性Ca(2+)および細胞内Ca(2+)放出の両方が関与していることを示しています。TRPV4はまた、浸透圧ストレスに応答して炎症性分子の産生や影響の調節に関与している可能性があります。