Proteinkinase C Isoformen in Hornhautepithel und -endothel

Zusammenfassung

Hintergrund: Die Proteinkinase C (PKC) stellt ein Schlüsselenzym des Zellstoffwechsels dar. Drei Untergruppen und 12 Isoformen werden derzeit unterschieden, die jeweils spezifische Aufgaben im Zellstoffwechsel katalysieren. Während in anderen Geweben die Verteilung der Subtypen größtenteils bekannt ist, liegen über das Vorkommen einzelner Isoformen und Untergruppen an der Hornhaut keine oder widersprüchliche Daten vor. Ziel der vorliegenden Untersuchung war der Nachweis verschiedener PKC Untergruppen und Isoformen in humanen und bovinen Hornhautepithel- und -endothelzellen. Material und Methoden: Der Nachweis von PKC Untergruppen und Isoformen erfolgt mittels polyklonaler Antikörper. Ergebnisse: Sowohl in humanen als auch in bovinen Hornhautepithel- und -endothelzellen ließen sich die PKC Isoformen PKCalpha, -delta, -epsilon und -zeta und damit alle drei bekannten Untergruppen nachweisen. Die Isoform PKCbeta2 konnte nicht nachgewiesen werden. Schlussfolgerungen: Erstmals konnte in humanem und bovinem Hornhautepithel und -endothel das Vorkommen aller drei PKC Untergruppen nachgewiesen werden. Dies stellt eine wichtige Voraussetzung für die weitere funktionelle Untersuchung der PKC Subtypen in der Hornhaut dar. Weitere Arbeiten müssen zeigen, ob neben Zellproliferation und -differenzierung auch andere zelluläre Mechanismen durch bestimmte PKC Untergruppen und Isoformen reguliert werden.

Abstract

Background: Protein kinase C (PKC) plays a key role in cell metabolism. Three subgroups and 12 isoforms have been isolated so far, catalysing specific functions in cell metabolism. The demonstration of PKC subtypes in corneal tissue has been inconsistent. The aim of this study was to verify the expression of several PKC subgroups and isoforms in human and bovine corneal epithelial and endothelial cells. Materials and Methods: PKC subgroups and isoforms were studied using polyclonal antibodies. Results: Antibodies to PKC-alpha, -delta, -epsilon and -zeta, representing all three PKC subgroups, bound in human and bovine corneal epithelium and endothelium. No binding was found for antibodies to PKC-beta2. Conclusions: For the first time the presence of all three PKC subgroups was demonstrated in human and bovine corneal epithelial and endothelial cells. Further studies are needed to show the role of these subgroups in cellular functions such as cell proliferation and differentiation.

Schlüsselwörter

Hornhautepithel - Hornhautendothel - Proteinkinase C - Untergruppe - Isoform

Key words

corneal epithelium - corneal endothelium - protein kinase C - subgroup - isoform

Literatur

• 1 Abeliovich A. et al . Modified hippocampal long-term potentiation in PKC gamma-mutant mice.  Cell. 1993;  75 1253-1262
• 2 Bazan H E, Dobard P, Reddy S T. Calcium- and phospholipid-dependent protein kinase C and phosphatidylinositol kinase: two major phosphorylation systems in the cornea.  Curr Eye Res. 1987;  6 667-673
• 3 Castrillo A. et al . Protein kinase Cepsilon is required for macrophage activation and defense against bacterial infection.  J Exp Med. 2001;  194 1231-1242
• 4 Chandrasekher G, Bazan N G, Bazan H E. Selective changes in protein kinase C (PKC) isoform expression in rabbit corneal epithelium during wound healing. Inhibition of corneal epithelial repair by PKCalpha antisense.  Exp Eye Res. 1998;  67 603-610
• 5 Graham M A. et al . Protein kinase C regulation of corneal endothelial cell proliferation and cell cycle.  Invest Ophthalmol Vis Sci. 2000;  41 4124-4132
• 6 Grueb M. et al . Monoamine receptors in human corneal epithelium and endothelium.  Acta Ophthalmol Scand. 2006;  84 110-115
• 7 Grueb M. et al . Muscarinic acetylcholine receptor subtypes in human corneal epithelium and endothelium.  Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol. 2006;  Epub ahead of print
• 8 Hirakata A, Gupta A G, Proia A D. Effect of protein kinase C inhibitors and activators on corneal re-epithelialization in the rat.  Invest Ophthalmol Vis Sci. 1993;  34 216-221
• 9 Hodge C W. et al . Supersensitivity to allosteric GABA(A) receptor modulators and alcohol in mice lacking PKCepsilon.  Nat Neurosci. 1999;  2 997-1002
• 10 Joyce N C, Meklir B. Protein kinase C activation during corneal endothelial wound repair.  Invest Ophthalmol Vis Sci. 1992;  33 1958-1973
• 11 Leitges M. et al . Immunodeficiency in protein kinase cbeta-deficient mice.  Science. 1996;  273 788-791
• 12 Leitges M. et al . Targeted disruption of the zetaPKC gene results in the impairment of the NF-kappaB pathway.  Mol Cell. 2001;  8 771-780
• 13 Lin N, Bazan H E. Protein kinase C subspecies in rabbit corneal epithelium: increased activity of alpha subspecies during wound healing.  Curr Eye Res. 1992;  11 899-907
• 14 Lin N, Bazan H E. Protein kinase C substrates in corneal epithelium during wound healing.  Exp Eye Res. 1995;  61 415-419
• 15 Martin P. et al . Role of zeta PKC in B-cell signaling and function.  EMBO J. 2002;  21 4049-4057
• 16 Mecklenbrauker I. et al . Protein kinase Cdelta controls self-antigen-induced B-cell tolerance.  Nature. 2002;  416 860-865
• 17 Miyamoto A. et al . Increased proliferation of B cells and auto-immunity in mice lacking protein kinase Cdelta.  Nature. 2002;  416 865-869
• 18 Mochly-Rosen D, Gordon A S. Anchoring proteins for protein kinase C: a means for isozyme selectivity.  FASEB J. 1998;  12 35-42
• 19 Parker P J, Murray-Rust J. PKC at a glance.  J Cell Sci. 2004;  117 131-132
• 20 Sakamoto T. et al . Thrombin induced cytoskeletal change in cultured bovine corneal endothelial cells mediated via protein kinase C pathway.  Curr Eye Res. 1995;  14 35-45
• 21 Tseng S C, Li D Q. Comparison of protein kinase C subtype expression between normal and aniridic human ocular surfaces: implications for limbal stem cell dysfunction in aniridia.  Cornea. 1996;  15 168-178