タイト接合タンパク質のポリ-L-アルギニン誘発性の内在化は、CACO-2細胞単層から親水性高分子分子への傍細胞透過性を増加させます

Poly-L-アルギニン（PLA）がCACO-2単層の親水性高分子に対する傍細胞透過性を高め、タイト接合部（TJ）タンパク質の処分を明らかにしたかどうかを調査しました。PLAで治療した後、トランスセピセリアル電気抵抗（TEER）およびフルオレセインイソチオシアネート（FITC）-Dextran（FD-4）透過を測定しました。TJタンパク質は、PLA曝露と枯渇後に免疫蛍光顕微鏡を使用して視覚化され、それらの発現レベルが決定されました。TJSのバリア関数は、TEERの変化を測定し、TJタンパク質の局在化においても評価されました。PLAは、細胞の生存率に大きな影響を与えることなく、親水性高分子、FD-4、CACO-2細胞単層による透過、および濃度依存的にTEERの減少を誘導しました。PLAによって誘導されるこの増加した傍細胞透過性は、クローディン-4、ZO-1、トリセルリン、および主に細胞結合から細胞内空間までのオクルディンの内在化がわかった。ZO-1は、PLA枯渇後のTJ鎖構造の再構成に重要な役割を果たすように見えました。これらの結果は、PLAがTjタンパク質の細胞内空間への内在化につながり、その後、傍細胞経路を介してCACO-2細胞単層のFD-4への透過性を増加させたことを示しています。

We investigated whether poly-L-arginine (PLA) enhances the paracellular permeability of the Caco-2 monolayer to hydrophilic macromolecules and clarified the disposition of tight junction (TJ) proteins. The transepithelial electrical resistance (TEER) and fluorescein isothiocyanate (FITC)-dextran (FD-4) permeation were determined after treatment with PLA. TJ proteins were visualized using immunofluorescence microscopy after PLA exposure and depletion, and their expression levels were determined. The barrier function of TJs was also evaluated by measuring the alterations in the TEER and in the localization of TJ proteins. PLA induced an increase in hydrophilic macromolecule, FD-4, permeation through Caco-2 cell monolayers and a decrease in the TEER in a concentration-dependent manner, without any significant impact on the cell viability. This increased paracellular permeability induced by PLA was found to be internalized of claudin-4, ZO-1, tricellulin and mainly occludin from cell-cell junction to the subcellular space. ZO-1 appeared to play an important role in the reconstitution of TJ strand structures following PLA depletion. These results indicate that the PLA led to the internalization of TJ proteins to the subcellular space, subsequently increasing the permeability of the Caco-2 cell monolayer to FD-4 via a paracellular route.