Activation of mitogen-activated protein kinases in different models of pancreatic acinar cell damage

Zusammenfassung

Es wurde kürzlich berichtet, dass Mitglieder der Mitogen-aktivierten Proteinkinasen (MAPK) wie p44/42MAPK, JNK und p53MAPK gegensätzliche Effekte auf die Apoptose haben.

Ziel: Ermittlung der Aktivität der MAPK und der Konzentration von Bax-, Bcl-2- und p53-Proteinen, die Regulatoren der Apoptose sind - in Pankreasazini, die Stress-Stimuli ausgesetzt wurden.

Methoden und Ergebnisse: Isolierte Pankreasazini wurden für 30 min mit Ultraviolett B (UV-B) oder supraphysiologischen Cholezystikinin (CCK)-Konzentrationen behandelt. Acridine-Orange/ Ethidiumbromid-Färbung zeigte, dass UV-B vornehmlich Apoptose, CCK-Stimulation hingegen Nekrose induzierte. Die Aktivität von p44/42MAPK, JNK und p38MAPK wurde mittels Western-Blotting mit phosphospezifischen Antikörpern bestimmt. UV-B-Bestrahlung bewirkte eine schnelle, 3fache Erhöhung von p44/42MAPK-Aktivität, die nach 30 min maximal war und dann auf Basalniveau nach 120 min abfiel. Die Aktivität von p38MAPK stieg ebenfalls nach 30 min an, stieg dann aber im Gegensatz zu p44/ 42MAPK weiter zu einem Maximum nach 180 min (5fache Erhöhung) an. Die UV-B-induzierte Aktivierung beider Kinasen wurde nicht durch das Antioxidans N-Acetyl-L-Zystein oder den Proteinkinase-C-Inhibitor GF-1092203X beeinflusst. UV-B-Bestrahlung hatte keine Wirkung auf die JNK-Aktivität und die Konzentrationen von Bax, Bcl-2 und p53, die mittels Western-Blotting bestimmt wurden.

Schlussfolgerungen: Es ist wahrscheinlich, dass spezifische Interaktionen zwischen p44/42MAPK- und p38MAPK-Signaltransduktionswegen dafür bedeutsam sind, ob die Stressoren ausgesetzte Pankreasazinuszelle apoptotisch oder nekrotisch wird.

Mitogen-activated protein kinase (MAPK) family members, namely MAPK, c-Jun NH2-terminal protein kinase (JNK), and p38MAPK, have been recently reported to have opposing effects on apoptosis.

Aim: To determine the activity of MAPKs and the level of Bax, Bcl-2 and p53 - proteins known to be involved in the regulation of apoptosis - in pancreatic acini subjected to stressful stimuli leading to cell death.

Methods and Results: Isolated pancreatic acini were irradiated for 30 min with ultraviolet B (UV-B) or stimulated with supraphysiological concentrations of cholecystokinin (CCK). As it was assessed by means of acridine orange/ethidium bromide staining, irradiation with UV-B induced predominantly apoptosis while necrosis predominated in CCK-stimulated acini. The activity of MAPK, JNK and p38MAPK was determined by means of Western-blotting, with the use of antibodies which recognize active, dually phosphorylated enzymes. Irradiation with UV-B induced a rapid, 3-fold increase in MAPK activity. It had a maximum at 30 min and then gradually declined to reach the normal level at 120 min. Concomitantly, early activation of p38MAPK was found at 30 min. However, unlike MAPK, p38MAPK activity was then gradually rising to reach a maximum (5-fold increase) at 180 min. UV-B-induced activation of both kinases was not affected by the pretreatment with antioxidant - N-acetylo-L-cysteine or protein kinase C inhibitor - GF-109203X. In UV-B-irradiated cells, we did not detect any significant JNK activation as well as any significant changes in Bax, Bcl-2 and p53 levels assessed by means of Western-blotting.

Conclusion: It seems likely that a specific interaction between MAPK and p38MAPK signaling pathway may be involved in the determination of the cell death mechanism in pancreatic acini subjected to stressful stimuli.

Schlüsselwörter:

Apoptose - Bax - Bcl-2 - Cholezystokinin - Mitogen-aktivierte Proteinkinasen - p53 - Pankreasazini - Ultraviolett

Key words:

Apoptosis - Bax - Bcl-2 - cholecystokinin - mitogen-activated protein kinases - p53 - pancreatic acinar cells - ultraviolet