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Activation of sarcolemma and nuclear membranes ET-1 receptors regulates transcellular calcium levels in heart and vascular smooth muscle cells

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The use of an ET-1 fluorescent probe in human heart and vascular smooth muscle cells showed that ET-1 receptors are present at both the sarcolemma and nuclear envelope membranes. The use of immunofluorescence studies showed that the ETA receptor was mainly present at the sarcolemma and cytosolic levels. However, the ETB receptor was present at the sarcolemma and the cytosol, as well as the nuclear envelope membranes and the nucleoplasm. In addition, ET-1 immunoreactivity was seen in the cytosol and the nucleus. Using Ca2+fluorescent probes such as Fluo-3, Indo 1, and yellow cameleon, as well as confocal microscopy three-dimensional image measurement technique, stimulation of ET-1 receptors at the sarcolemma membranes induced an increase of cytosolic and nuclear free Ca2+ levels. This effect of extracellular ET-1 was blocked by removal of extracellular calcium. Direct stimulation of ET-1 receptors at the nuclear envelope membranes also induced an increase of intranuclear free Ca2+ level. Our results suggest that the stimulation of sarcolemmal Ca2+ influx by ET-1 seems to be due to the activation of ETA and ETB receptors. However, the increase of nucleoplasmic Ca2+ levels by cytosolic ET-1 seems to be mediated via the activation of ETB receptors. Activation of nuclear membranes ETB receptors seems to prevent nuclear Ca2+ overload and may protect the cell from apoptosis.Key words: endothelin-1, endothelin-1 receptors, calcium, nuclear receptors, confocal microscopy.

L'utilisation des sondes fluorescentes couplées à l'ET-1 dans les cellules cardiaques et le muscle lisse vasculaire humain a permis de démontrer que les récepteurs à l'ET-1 sont présents, non seulement au niveau de la sarcolemme, mais aussi au niveau des membranes de l'enveloppe nucléaire. En utilizant des sondes calciques comme le Fluo-3, l'Indo-1 et le cameleon jaune ainsi que la technique de mesure des images en trois dimensions à l'aide de la microscopie confocale, nous avons démontré que la stimulation des récepteurs à l'ET-1 de la sarcolemme induit une augmentation du calcium libre cytosolique et nucléaire. Cet effet est bloqué par le chelateur calcique, l'EGTA. De plus, la stimulation directe des récepteurs à l'ET-1, au niveau des membranes de l'enveloppe nucléaire, augmente le calcium libre dans le nucléoplasme. Nos résultats suggèrent que la stimulation de l'influx calcique de la sarcolemme par l'ET-1 semble être due à la stimulation des récepteurs ETA et ETB. Par contre, l'augmentation du Ca2+ libre nucléaire induite par l'ET-1 semble être médiée via l'activation des récepteurs ETB des membranes de l'enveloppe nucléaire. L'activation du récepteur ETB des membranes nucléaires semble prévenir la surcharge calcique et ainsi la mort cellulaire.Mots clés : endothelin-1, récepteurs de l'endothelin-1, calcium, récepteurs nucleaire, microscopie confocale.
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Document Type: Research Article

Publication date: June 1, 2003

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