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Viewpoints on Acid-Induced Inflammatory Mediators in Esophageal Mucosa
( Karen M Harnett ),( Florian Rieder ),( Jose Behar ),( Piero Biancani ) 대한소화관운동학회 2010 Journal of Neurogastroenterology and Motility (JNM Vol.16 No.4
We have focused on understanding the onset of gastroesophageal reflux disease by examining the mucosal response to the presence of acid in the esophageal lumen. Upon exposure to HCl, inflammation of the esophagus begins with activation of the transient receptor potential channel vanilloid subfamily member-1 (TRPV1) in the mucosa, and production of IL-8, substance P (SP), calcitonin gene related peptide (CGRP) and platelet activating factor (PAF). Production of SP and CGRP, but not PAF, is abolished by the neural blocker tetrodotoxin suggesting that SP and CGRP are neurally released and that PAF arises from non neural pathways. Epithelial cells contain TRPV1 receptor mRNA and protein and respond to HCl and to the TRPV1agonist capsaicin with production of PAF. PAF, SP and IL-8 act as chemokines, inducing migration of peripheral blood leukocytes. PAF and SP activate peripheral blood leukocytes inducing the production of H2O2. In circular muscle, PAF causes production of IL-6, and IL-6 causes production of additional H2O2, through activation of reduced nicotinamide adenine dinucleotide phosphate (NADPH) oxidases. Among these, NADPH oxidase 5 cDNA is significantly up-regulated by exposure to PAF; H2O2 content of esophageal and lower esophageal sphincter circular muscle is elevated in human esophagitis, causing dysfunction of esophageal circular muscle contraction and reduction in esophageal sphincter tone. Thus esophageal keratinocytes, that constitute the first barrier to the refluxate, may also serve as the initiating cell type in esophageal inflammation, secreting inflammatory mediators and pro-inflammatory cytokines and affecting leukocyte recruitment and activity.
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Cellular Pathways in Agonist-induced Gallbladder Muscle Contraction in the Cat
Rhim, Byung-Yong,Kim, Chi-Dae,Kim, Dong-Heon,Biancani, Piero,Behar, Jose The Korean Society of Pharmacology 1996 대한약리학잡지 Vol.32 No.1
고양이 담낭근에서 효소학적으로 분리한 평활근 세포는 cholecystokinin octapeptide (CCK-8), acetylcholine (ACh) 및 KCl에 의하여 용량에 의존하여 수축하였다. 이들 효현제 (CCK-5, ACh 및 KCl)에 의한 평활근 세포의 최대수축은 각각$10^{-9}M$, $10^{-5}M$ 및 20mM 농도에서 야기되었다. CCK-8에 의하여 야기되는 이들 평활근 세포의 수축은 HEPES 완충액에 $Ca^{2+}$을 제거시킴에 의하여 영향을 받지 아니하였으나, $Ca^{2+}$ 대신에 strontium을 첨가시켰을때 수축반응이 완전하게 억제되었다 (p<0.001). 이와는 반대로 KCl에 의한 수축반응은 strontium 치환에 의하여 영향을 받지 아니하고 HEPES 완충액에 $Ca^{2+}$을 제거시킴에 의하여 억제되었다 (p<0.01). ACh에 의하여 야기되는 수축반응은 세포 외액의 $Ca^{2+}$을 제거시킴에 의하여 중등도의 억제반응이 야기되었으나 (p<0.05) strontium에 의하여 영향을 받지 아니하였다. Saponin으로 세포 투과성 변동을 야기시킨 근세포에서 inositol 1,4,5-trisphosphate $(IP_3)$와 CCK-8은 수축반응을 일으켰고, 이러한 수축반응은 calmodulin 길항제인 CGS 9343B에 의하여 차단되었으며 (p<0.001), heparin은 CCK-8 및 $IP_3$의 작용을 완전하게 봉쇄하였다 (p<0.001). 그러나 이러한 수축반응에 있어서 protein kinase C 길항제인 H7은 아무런 작용을 나타내지 못하였다. 이러한 결과로 볼 때 CCK-8에 의하여 야기된 고양이 담낭근 세포의 수축반응은 $IP_3$에 의하여 세포내 저장소로부터 유리된 $Ca^{2+}$과 calmodulin에 의존적인 과정에 의하여 매개되어 지는 것으로 생각된다. 또한 ACh는 세포외액의 $Ca^{2+}$ 뿐만 아니라 세포내 저장소의 $Ca^{2+}$ 모두를 이용하며, KCl은 전적으로 세포외액의 $Ca^{2+}$에 의존적인 형태로 calmodulin과는 무관하게 고양이 담낭근 세포의 수축반응을 야기시키는 것으로 사료된다. Cholecystokinin octapeptide (CCK-8), acetylcholine (ACh) and KCl caused a dose dependent contraction in muscle cells enzymatically digested from cat gallbladder. Maximal contraction was obtained at concentration of $10^{-9}M$ for CCK-8, $10^{-5}M$ for ACh and 20mM for KCl. CCK-8 induced contraction was unaffected in calcium free physiological salt solution (PSS) and was completely blocked by strontium substitution for calcium (p<0.001). In contrast, KCl evoked contraction was blocked in calcium free PSS (p<0.01) but was unaffected by strontium replacement of calcium. The contraction elicited by ACh was only slightly reduced in calcium free PSS (p<0.05) and was unaltered by strontium. Muscle cells permeabilized with saponin contracted in response to inositol 1,4.5-trisphosphate $(IP_3)$ and CCK-8. The contraction was blocked by the calmodulin antagonist CGS 9343B (p<0.001), whereas heparin completely blocked the effect of $IP_3$ (p<0.001). The protein kinase C (PKC) antagonist H7 had no effect on either agonist. We conclude that CCK-8 induced gallbladder muscle contraction is mediated by $IP_3$ dependent intracellular calcium release from intracellular stores and a calmodulin dependent pathway; ACh may utilize both extracellular and intracellular calcium. KCl causes muscle contracrion through influx of extracellular calcium and a calmodulin independent machanism.
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임병용(Byung Yong Rhim),김치대(Chi Dae Kim),김동헌(Dong Heon Kim),Piero Biancani,Jose Behar 대한약리학회 1996 대한약리학잡지 Vol.32 No.1
고양이 담낭근에서 효소학적으로 분리한 평활근 세포는 cholecystokinin octapeptide (CCK-8), acetylcholine (ACh) 및 KCl에 의하여 용량에 의존하여 수축하였다. 이들 효현제 (CCK-5, ACh 및 KCl)에 의한 평활근 세포의 최대수축은 각각10<sup>-9</sup>M, 10<sup>-5</sup>M 및 20mM 농도에서 야기되었다. CCK-8에 의하여 야기되는 이들 평활근 세포의 수축은 HEPES 완충액에 Ca<sup>2+</sup>을 제거시킴에 의하여 영향을 받지 아니하였으나, Ca<sup>2+</sup> 대신에 strontium을 첨가시켰을때 수축반응이 완전하게 억제되었다 (p<0.001). 이와는 반대로 KCl에 의한 수축반응은 strontium 치환에 의하여 영향을 받지 아니하고 HEPES 완충액에 Ca<sup>2+</sup>을 제거시킴에 의하여 억제되었다 (p<0.01). ACh에 의하여 야기되는 수축반응은 세포 외액의 Ca<sup>2+</sup>을 제거시킴에 의하여 중등도의 억제반응이 야기되었으나 (p<0.05) strontium에 의하여 영향을 받지 아니하였다. Saponin으로 세포 투과성 변동을 야기시킨 근세포에서 inositol 1,4,5-trisphosphate (IP<sub>3</sub>)와 CCK-8은 수축반응을 일으켰고, 이러한 수축반응은 calmodulin 길항제인 CGS 9343B에 의하여 차단되었으며 (p<0.001), heparin은 CCK-8 및 IP<sub>3</sub>의 작용을 완전하게 봉쇄하였다 (p<0.001). 그러나 이러한 수축반응에 있어서 protein kinase C 길항제인 H7은 아무런 작용을 나타내지 못하였다. 이러한 결과로 볼 때 CCK-8에 의하여 야기된 고양이 담낭근 세포의 수축반응은 IP<sub>3</sub>에 의하여 세포내 저장소로부터 유리된 Ca<sup>2+</sup>과 calmodulin에 의존적인 과정에 의하여 매개되어 지는 것으로 생각된다. 또한 ACh는 세포외액의 Ca<sup>2+</sup> 뿐만 아니라 세포내 저장소의 Ca<sup>2+</sup> 모두를 이용하며, KCl은 전적으로 세포외액의 Ca<sup>2+</sup>에 의존적인 형태로 calmodulin과는 무관하게 고양이 담낭근 세포의 수축반응을 야기시키는 것으로 사료된다. Cholecystokinin octapeptide (CCK-8), acetylcholine (ACh) and KCl caused a dose dependent contraction in muscle cells enzymatically digested from cat gallbladder. Maximal contraction was obtained at concentration of 10<sup>-9</sup>M for CCK-8, 10<sup>-5</sup>M for ACh and 20mM for KCl. CCK-8 induced contraction was unaffected in calcium free physiological salt solution (PSS) and was completely blocked by strontium substitution for calcium (p<0.001). In contrast, KCl evoked contraction was blocked in calcium free PSS (p<0.01) but was unaffected by strontium replacement of calcium. The contraction elicited by ACh was only slightly reduced in calcium free PSS (p<0.05) and was unaltered by strontium. Muscle cells permeabilized with saponin contracted in response to inositol 1,4.5-trisphosphate (IP<sub>3</sub>) and CCK-8. The contraction was blocked by the calmodulin antagonist CGS 9343B (p<0.001), whereas heparin completely blocked the effect of IP<sub>3</sub> (p<0.001). The protein kinase C (PKC) antagonist H7 had no effect on either agonist. We conclude that CCK-8 induced gallbladder muscle contraction is mediated by IP<sub>3</sub> dependent intracellular calcium release from intracellular stores and a calmodulin dependent pathway; ACh may utilize both extracellular and intracellular calcium. KCl causes muscle contracrion through influx of extracellular calcium and a calmodulin independent machanism.
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