低酸素再酸素化誘発性内皮バリアの故障：RhoA、Rac1およびミオシン軽鎖キナーゼの役割

低酸素 - 再酸素化は、内皮バリア機能と浮腫形成の喪失を誘発し、臓器の回復の大きな障害を提示します。内皮障壁の完全性は、その収縮機構とアクチンダイナミクスに大きく依存しており、これはRho GTPaseによって正確に規制されています。低酸素レオキシゲン化の下でのこれらのrho-gtPaseの混乱した活性は、アクチン細胞骨格の崩壊につながり、したがって内皮バリアの完全性に影響を与える可能性があります。本研究の目的は、培養ブタ大動脈内皮細胞および単離された灌流ラットハートにおける低酸素再酸素化中の内皮バリア機能の調節におけるこれらのGTPaseの役割を分析することでした。低酸素 - 再酸素化は、内皮収縮機械の活性化、アクチン細胞骨格の崩壊、細胞接合部からのVE-カドヘリンの喪失を伴う内皮単層のアルブミン透過性の増加を誘発しました。ML-7による収縮活性化の阻害は、低酸素再酸素化誘発性過容性に対して部分的に保護されています。同様に、再酸素化により、RHOAの増加とRAC1活性の減少が生じ、ストレス繊維形成の強化と末梢アクチンの喪失が伴いました。RhoA/Rhoキナーゼ（ROCK）のRhoAまたはROCK阻害剤によるシグナル伝達の阻害により、アクチン細胞骨格の完全な解重合と崩壊が生じ、悪化する低酸素再酸素化誘発性透過性が悪化しました。EPAC/RAP1シグナル伝達を特異的に活性化するCAMPアナログ、8-CPT-O-ME-CAMPを使用したRAC1の活性化は、細胞接合部でのアクチンおよびVE-カドヘリンの末梢局在を回復し、リオキシゲン化誘発性過容能を無効にしました。同様の結果は、孤立した生理食塩水浸透ラットハートで再現されました。これらのデータは、RAC1の活性化がRHOAの阻害ではなく、再酸素化によって誘発されるバリア機能の喪失に対する内皮の完全性を保存することを示しています。

Hypoxia-reoxygenation induces loss of endothelial barrier function and oedema formation, which presents a major impediment for recovery of the organ. The integrity of the endothelial barrier is highly dependent on its contractile machinery and actin dynamics, which are precisely regulated by Rho GTPases. Perturbed activities of these Rho-GTPases under hypoxia-reoxygenation lead to derangement of the actin cytoskeleton and therefore may affect the integrity of the endothelial barrier. The aim of the present study was to analyse the role of these GTPases in regulating endothelial barrier function during hypoxia-reoxygenation in cultured porcine aortic endothelial cells and isolated perfused rat hearts. Hypoxia-reoxygenation induced an increase in albumin permeability of endothelial monolayers accompanied by an activation of the endothelial contractile machinery, derangement of the actin cytoskeleton and loss of VE-cadherin from cellular junctions. Inhibition of contractile activation with ML-7 partially protected against hypoxia-reoxygenation-induced hyperpermeability. Likewise, reoxygenation caused an increase in RhoA and a reduction in Rac1 activity accompanied by enhanced stress fibre formation and loss of peripheral actin. Inhibition of RhoA/rho kinase (Rock) signalling with RhoA or Rock inhibitors led to a complete depolymerisation and derangement of the actin cytoskeleton and worsened hypoxia-reoxygenation-induced hyperpermeability. Activation of Rac1 using a cAMP analogue, 8-CPT-O-Me-cAMP, which specifically activates Epac/Rap1 signalling, restored peripheral localisation of actin and VE-cadherin at cellular junctions and abrogated reoxygenation-induced hyperpermeability. Similar results were reproduced in isolated saline-perfused rat hearts. These data show that activation of Rac1 but not the inhibition of RhoA preserves endothelial integrity against reoxygenation-induced loss of barrier function.