COMPARATIVE ANALYSIS OF SELECTIVE PIEZ°1 ACTIVATORS ON MEMBRANE CURRENTS IN K562 CELLS

Abstract

Full Text

Ионные каналы, функционирование которых зависит от механического состояния клетки, называются механо-активируемыми или механочувствительными (МЧК). МЧК принимают участие во множестве физиологических и сигнальных процессах в клетках млекопитающих. Особый интерес представляют кальций-проницаемые МЧК, так как именно они способны конвертировать механические стимулы в высоко-локализованные кальциевые сигналы, тем самым управляя активностью различных кальций-за-висимых молекул. Особым прорывом в механобиологии было открытие новых механочувствительных канальных белков, названных Piezo1 и Piezo2, не имеющих гомологии ни с одними ранее известными ионными каналами. В дальнейших исследованиях было показано участие каналов Piezo во множестве ключевых клеточных реакций как в норме, так и при патологиях, включая онкотрансформацию. В 2015 впервые был обнаружен низкомолекулярный Piezo 1-селективный химический активатор - гетероциклическое соединение Yoda1. Позже в 2018 году был идентифицирован еще один селективный стимулятор активности каналов Piezo1 - Jedi2. Важно, что оба соединения не приводят к стимуляции каналов Piezo2, несмотря на близкую гомологию между белками. Таким образом, стало ясно, что в природе могут потенциально существовать молекулы, способные управлять активностью каналов Piezo1 в отсутствие механических стимулов. В настоящей работе исследовали действие двух химических активаторов Piezo1 на ионные токи в плазматической мембране клеток миелоидной лейкемии человека К562. Клетки К562 - уникальная клеточная модель, позволяющая регистрировать одиночные ионные каналы при отведении от всей клетки (конфигурация whole-cell). Функциональная экспрессия Piezo1 в клетках К562 была подтверждена методом ОТ-ПЦР и иммунофлуоресцентным окрашиванием. Далее с помощью метода патч-кламп в конфигурации whole-cell было проанализировано действие селективных низкомолекулярных активаторов Yoda1 и Jedi2 на одиночные ионные токи в клетках К562. Были определены биофизические характеристики одиночных каналов, оценена дозозависимость действия агонистов. С помощью варьирования ионного состава экспериментальных растворов зарегистрированы кальциевые токи, переносимые каналами Piezo1. Таким образом, впервые показана проницаемость каналов Piezo1 для ионов кальция.