カプサイシンによって誘発されるタイトジャンクション透過性の可逆的な増加は、コフィリン - アクチン細胞骨格ダイナミクスを介して媒介され、オクルディンのレベルの低下

以前の結果は、カプサイシンがコフィリンの活性化を介して可逆的なタイトジャンクション（TJ）を開くことを誘導することを実証しました。本研究では、可逆的なTJの開口部の根底にあるメカニズムを調査し、効果をアクチン阻害剤によって誘導される不可逆的な開口部と比較しました。カプサイシン治療は、カプサイシンに固有のF-アクチンの変化を誘発しました。これは、TJを不可逆的に開くラトランキュリンAなどのアクチン相互作用剤と比較して誘導されました。TJの開口部に加えて、カプサイシンは両細胞接合部でのF-アクチンのレベルを低下させましたが、外側膜の頂端側への濃度を伴う三細胞接合部でそれを増加させました。カプサイシンへの曝露時にTJタンパク質局在の変化は観察されませんでしたが、オクルディンの量は大幅に減少しました。さらに、皮質化分析により、TJを形成する相互作用の減少が示唆され、それによってTJの緊張が弱まりました。細胞単層へのコフィリン、リムク、およびオクルディンの導入により、鎖骨骨抵抗性の低下への寄与が確認されました。最後に、カプサイシンへの単層の曝露は、帯電した化合物と非荷電化合物の両方の傍細胞の通過を増強し、インスリンの傍細胞の通過を増強し、カプサイシンを使用して上皮透過性を調節することができることを示しています。我々の結果は、カプサイシンが独自のメカニズムを通じてTJの開口部を誘導し、それが新しいタイプの傍細胞透過性エンハンサーであることを示唆していることを示しています。

Previous results demonstrated that capsaicin induces the reversible tight junctions (TJ) opening via cofilin activation. The present study investigated the mechanisms underlying the reversible TJ opening and compared the effect to the irreversible opening induced by actin inhibitors. Capsaicin treatment induced the F-actin alteration unique to capsaicin compared to actin-interacting agents such as latrunculin A, which opens TJ irreversibly. Along with TJ opening, capsaicin decreased the level of F-actin at bicellular junctions but increased it at tricellular junctions accompanied with its concentration on the apical side of the lateral membrane. No change in TJ protein localization was observed upon exposure to capsaicin, but the amount of occludin was decreased significantly. In addition, cosedimentation analyses suggested a decrease in the interactions forming TJ, thereby weakening TJ tightness. Introduction of cofilin, LIMK and occludin into the cell monolayers confirmed their contribution to the transepithelial electrical resistance decrease. Finally, exposure of monolayers to capsaicin augmented the paracellular passage of both charged and uncharged compounds, as well as of insulin, indicating that capsaicin can be employed to modulate epithelial permeability. Our results demonstrate that capsaicin induces TJ opening through a unique mechanism, and suggest that it is a new type of paracellular permeability enhancer.